ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 38 ТЕХНОЛОГИЯ В [12] наивысшая прочность соединения чистого алюминия и сплава AA2024 достигнута при шероховатости контактных поверхностей 1 мкм среди следующих вариантов: полированная поверхность, Ra = 1, 3 и 5 мкм. Худший результат получен для полированной поверхности. В [13] максимальная прочность соединения листов из технически чистой меди достигнута при шероховатости соединяемых поверхностной Rz = 0,09 мкм среди вариантов Rz, равных 0,09, 1,5, 4,4 и 14 мкм. В работе говорится, что чем больше отношение высоты H к ширине основания W выступов профилей соединяемых поверхностей металлов, тем больше прочность соединения. Стоит отдельно отметить, что только в указанной работе были представлены результаты измерения отношения H/W. В [14] наивысшая прочность соединения листов из нержавеющей мартенситной стали 1Cr11Ni2W2MoV получена при шероховатости контактных поверхностей Ra = 0,43 мкм среди двух вариантов: 0,43 и 0,95 мкм. Как видно из двух последних работ, для определенных условий совместной пластической деформации уменьшение шероховатости контактных поверхностей способствует соединению материалов. Механизм контактного взаимодействия между разнородными материалами при пластической деформации С целью развития теории соединения материалов пластической деформацией и создания новых фундаментальных моделей в предыдущей работе автора [18] была представлена разработанная теоретическая модель совместной пластической деформации разнородных материалов. В модели предполагался контакт двух материалов, один из которых более твердый по отношению к другому. До определенного предела интенсивности напряжений на контакте между материалами более твердый материал допустимо считать недеформируемым. Модель была разработана в плоской постановке, анализ напряжений проводился методом линий скольжения с соответствующими методу допущениями. В модели учитывался поверхностный профиль только твердого материала, так как мягкий материал на первых стадиях активно деформируется и принимает форму более твердого материала. Косвенно это предположение подтверждается в исследовании [10], в котором сделан вывод о большем влиянии шероховатости поверхности твердого материала в сравнении с мягким. Схематично модель соединения изображена на рис. 1 в виде последовательных стадий развития деформации в приконтактных слоях материалов: I стадия – внедрение выступов более твердого материала в мягкий материал. Мягкий материал выдавливается из-под выступов более твердого материала и течет в полости поверхностного профиля твердого материала. Очаги деформации друг с другом не контактируют; II стадия – заполнение полостей на поверхности твердого материала мягким материалом. Очаги деформации в контакте, в центре образуется общий очаг деформации, заполняемый изпод соседних выступов; III стадия – критическая стадия заполнения полостей поверхности твердого материала мягким материалом, течение которого затруднено влиянием соседствующих выступов. Незаполненная часть полости представляет собой остаточную пору на межслойной границе; IV стадия – распространение пластической деформации в глубинные слои мягкого металла за счет подпора, создаваемого на контакте с твердым материалом. Дальнейшее заполнение полостей твердого материала, а также его пластическая деформация возможны только после наклепа основного объема мягкого материала. С точки зрения образования соединения важным является момент и место разрушения поверхностных оксидных пленок. По результатам теоретического анализа, выполненного в [18, 19], были выявлены участки наиболее вероятного разрушения поверхностных оксидных слоев: ● участки мягкого металла под выступами, характеризующиеся большими значениями накопленной пластической деформации Λ и низкими значениями относительного среднего нормального напряжения σ/Т, что означает превалирующую долю сжимающих напряжений (Λ – степень деформации сдвига; σ – среднее напряжение; Т – интенсивность касательных напряжений); ● участки мягкого металла в центре свободной поверхности, характеризующиеся низкими
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1