Для соединения разно­родных металлов в твердой фазе необходимы развитие физического контакта, активация контактных поверхностей и объемное развитие взаимодействия. Последний процесс сопровождается диффузией и может заканчиваться образованием интерметаллических фаз и рекри­сталлизацией. В связи с этим необходимо иметь представление о скорости развития диффузионных процессов. В работе [78] мето­дом локального рентгеноспектрального анализа исследована зона объемного взаимодействия золота с серебром (металлов, образующих непрерывный ряд твердых растворов), полученная сваркой давле­нием с импульсным косвенным нагревом. Золотая прокладка (зо­лото марки Зл 999,9 ГОСТ 6835—80) толщиной ~20 мкм находилась на никелевой ленте, серебряная — толщиной ~50 мкм — на квар­цевой пластине. Никелевую ленту с кварцевой пластиной соединяли через золотую и серебряную прокладки в атмосферных условиях под давлением 60 МПа в течение 0,7 с. Зона контакта золота с сереб­ром при сварке нагревалась за счет теплопередачи от пуансона до температуры 500 °С. После сварки образцы отжигали при 500 °С в течение 1, 5, 10, 30 и 60 мин.

Объемное взаимодействие золота с серебром при импульсной сварке в течение 0,7 с происходит очень интенсивно. За указанное время развивается зона протяженностью до 4,5 мкм. При после­дующем отжиге сварного соединения в течение 10 мин протяженность зоны объемного взаимодействия увеличивается всего лишь на доли микрометра. Распределение золота и серебра в зоне объемного взаимо­действия исследовали методом локального рентгеноспектрального анализа на установке «Камека». На рис. 13 представлены концен­трационные кривые распределения золота в серебре и серебра в зо­лоте в момент окончания сварки при последующем отжиге.

При сварке давлением с подогревом наиболее интенсивно пласти­ческая деформация протекает по периферии контактной поверх­ности. На краях контактной поверхности коэффициенты диф­фузии золота в серебре в 1,5—2 раза больше, чем по оси сварного соединения.

В случае возникновения нескольких интерметаллических фаз картина еще более усложняется. Кроме того, в большин­стве случаев свариваются не чистые металлы, а технические много­компонентные сплавы с несовершенной кристаллической структу­рой. Температура и давление в ходе сварки не сохраняются постоян­ными. В целом истинная картина оказывается довольно сложной. При взаимодействии двух твердых металлов действительно возни­кают твердые растворы. Однако интерметаллическая фаза наблю­дается и в случаях, когда твердые растворы еще не достигли пре­дельной концентрации для данной температуры. Интерметаллические фазы образуются также в металле, почти не растворяющем диффун­дирующий компонент, например при диффузии железа в алюминии (предел растворимости <0,025 ат. % Fe при эвтектической темпера­туре и <0,001 ат. % Fe при температурах ниже 500 °С).

Страницы: 1 2