Юный техник 1966-04, страница 8

Так замыкается атомный «замок».

Слева под микроскопом две сваренные детали из металла одинакового химического состава. Не обнаружишь и границ, где произошла сварка!

В жидком и газообразном состоянии обмен посланцами между двумя веществами осуществляется довольно легко. Атомы и молекулы движутся относительно свободно, да и пространство позволяет развернуться — ведь межатомные и межмолекулярные расстояния сравнительно велики. В твердых же телах, где все уплотнено, диффузия почти незаметна.

Как ни совершенны современные микроскопы — и оптические и электронные, — мы еще слишком «близоруки». И потому, например, граница двух кусков металла кажется нам застывшей, неподвижной. На самом же деле она размыта. Атомы и молекулы вещества находятся и здесь в непрестанном движении: колеблются, смещаются, меняются друг с другом местами. Те, что беспокойнее, совершают путешествия даже к своим дальним соседям. Так что, если сдвинуть два куска металла доста-

г—ГРЛРД.ЫИШАв

\ г—ЗОНА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

V — СТАЛЬ

точно близко, такие атомы-путешественники могут перемахнуть в чужие владения. И тогда отделить куски друг от друга уже не удастся — их прочно замкнет своеобразный атомный «замок».

Произойдет это, конечно, не сразу. Ведь не один и не два атома должны проникнуть из одного куска в другой, а гораздо больше. Однако скоростью диффузии можно управлять. При нагревании тела до 200° С подвижность, напоимер, атомов углерода возрастает по сравнению с комнатной температурой в 100 тыс. раз!

Физическая сторона явления была известна ученым сравнительно давно. А вот как заставить диффузию «работать»? Какую Машину для этого сконструировать?

Прежде всего, очевидно, свариваемые детали надо разогревать, как делали и кузнецы. Но использовать для этой цели лучше не печь, а токи высокой частоты. Если детали поместить в кольцо индуктора — соленоида, по которому течет ток, то в самих заготовках возбудится ток, называемый индукционным. Он и нагреет их.

Потом заготовки необходимо плотно прижать друг к другу. Кузнечный молот можно заменить обычным ручным прессом, если усилие нужно незначительное. А потребуется большее — использовать гидравлику.

Но у кузнецов, впервые применивших прототип диффузионной сварки, существовал еще и секрет. Стальные куски они раскаляли в горне, предварительно посыпав особым, кварцевым песком. Без него металл «горел», и никакими усилиями соединить его было невозможно.

В чем же секрет кузнецов? Обычный стальной предмет, например кухонный нож, покрыт тонкой и прочной пленкой окислов. Попробуйте сварить два таких предмета способом диффузии: нагревайте, кладите под пресс—ничего у вас не получится. Пленка, словно проч-

Под микроскопом сваренные детали: одна из них из твердого сплава, другая из обычной стали. В таких соединениях уже можно различить границу диффузии.