Каждая металлическая деталь в реальных условиях покрыта защитным слоем оксидной пленки с дополнительными адсорбентами на ней. Если речь идет о сваркеплавлением,за счет любого из перечисленных выше шести видов энергии обеспечиваем соединение деталей слоем самопроизвольно кристаллизирующего расплава толщиной б. Этот слой, получивший энергию ktiQ (Дж/см), по прочности металла может быть хуже основного, равен ему или лучше его. Все это во власти технологии. Толщина б химически и структурно постороннего металла в сотни тысяч раз превышает тот двойной слой поверхностных кристаллов, которые могли бы сформировать непрерывную кристаллическую структуру и создать прочное сварное соединение. Если такая задача ставится, то в действие вводится второй вид энергии - механическая. Давление, обеспечивающее осадочную операцию, может вытеснить практически весь слой б химически и структурно разнородного металла и обеспечить соединение действительно однородных элементарных кристаллов только с различной структурой зерен и с различным насыщением микродефектами этой структуры. Отсюда хотя и очевидный, но необходимый вывод: для обеспечения сварного соединения свариваемые контакты могут получать любые соотношения двух видов энергий. Это и есть акты физической активации металла. Однако самым главным является ие статическое соотношение тепловой и механической энергий, а динамика изменения их во времени, особенно механической энергии. Важна не только общая величина последней (непосредственно число джоулей), которая может быть введена в деформируемый металл, - это сила, умноженная на путь, но и скорость, с какой прикладывается эта сила.

Отсюда ясно, что недостаточная тепловая активация или даже ее полное отсутствие может с избытком компенсироваться скоростной механической деформацией. Следовательно, для каждого температурного состояния контакта существует определенная сила сдавливания, прикладывая которую с определенной скоростью, обязательно получаем качественное сварное соединение. Существует, таким образом, непрерывный ряд значений давления, осуществляемых с соответствующими скоростями, для непрерьшного ряда температур - от комнатной до точки плавления. Однако ударно-импульсные давления, или скоростные сдвигово-поворот-ные для электроконтактного нагрева практически не используются.

Для процессов сварки понятия температуры и давления неотделимы друг от друга, поскольку они определяют энергиюKpucnioAAoe. Деление всех способов сварки на две группы (плавлением и давлением) отображает только чисто внешние технологические действия. Что же касается физической сущности всех сварочных процессов, то для них единственно общим является количество вводимой в металл энергии к программа введения ее во времени. Однако

раздельное, долевое участие механической энергии все же различается. Механическая энергия вводится в виде силы: статической, ударной или вибрационной. Эта сила может деформировать макро-масштабный объем и тем самвш активировать весь этот объем за счет массовой всеобщей деформации электронных конфигураций. Но механическая сила, приложенная к плоскости контакта, может деформировать (и притом неодинаково) отдельные микрообъемы. Неодинаковая механическая деформация создает неоднородную активацию электронных плотностей. Этот факт определяет энергетический и, следовательно, электрический контраст между соседними неравномерно деформированньши микрообъемами. Электрический контраст выражается разностью электрических потенциалов (мВ); а электрическое сопротивление металла между деформированными микрообъемами составляет микроомы. Следовательно, плоскость механического контакта - это поле электрических замкнутых токов еще без приложения какой-либо электрической, а только механической энергии. Отсюда видно, насколько еще пока примитивно во многих случаях мы рассматриваем электрическое сопротивление свариваемых контактов, если. имеем в виду только статическую силу, действующую на контакт.

До сих пор было как-то очень привычно считать, что электронные конфигурации и электронные концентрации подвластны только электрическим силам и температуре, но природа предусмотрела значительно большие возможности для этого. Каждый вид механической обработки металлической поверхности различным образом изменяет приповерхностные значения плотности электронов и тем самым заставляет эмиттировать в пространство электроны с относительно высокой энергией.

Испускание электронов металлическими поверхностями под влиянием механической обработки получило название экзоэлек-тронной эмиссии. Исследование этого процесса показало, что металлическая поверхность может получить значительную способность эмиттировать электроны за счет механической деформации, разрыва, сдвига, трения, изгиба. Интенсивность экзоэлектронной эмиссии носит пока что загадочный характер. Длительность эмиссии иногда определяется десятками минут после механической деформации, а максимум эмиссии наступает через несколько минут. Например, на алюминиевой поверхности максимум эмиссии от момента трения поверхности со сдвигом наступил через 2 мин, а полностью эмиссия угасла только через 30 мин, на железной - максимум через 5 мин, а угасание через 30 мин. Эффект электрической, а следовательно, и структурной перестройки оказывается, как видно, весьма растянутым по времени.

Ток экзоэлектронной эмиссии измеряют и тем самым определяют интенсивность механических деформаций. Для стационарных механических контактов эти измерения не нужны и неинтересны, так как эмиссия, даже если она н не угасла, не оказывает

влияния на чисто механическую деформацию поверхностних слоев металла. Что же касается электрических свариваемых контактов, с которыми приходится иметь дело при точечной и шовной сварке, то здесь о существовании экзоэлектронной эмиссии следует помнить. Это значит, что важно не только учитывать, как обработаны (с точки зрения, например, шероховатости) контактирующие поверхности, но и сколько времени прошло после этой обработки.

На основании вьппесказанного можно сделать вывод, что механическая энергия, вводимая в свариваемый контакт, создает не только механические деформации, но порождает сложный физический комплекс электрических эффектов. Отсюда следует, что технолог в своем мышлении не должен замыкаться на учете действия только явно видимых внешних сил. Имея в виду принцип всеобщей связи явлений, надо думать и о других, сопутствующих и невидимых силах, далеко не всегда играющих второстепенную роль.