Experimente zur Klärung des Bindungsmechanismus beim Kaltpreßschweißen

Werden gleichartige oder ungleichartige metallische Werkstoffe gemeinsam bei Raumtemperatur plastisch verformt, so kann es zu örtlichen Verschweißungen kommen. Dieser Effekt läßt sich beim Kaltpreßschweißen technologisch nutzen. Die bei diesem Verfahren ablaufenden Bindevorgänge sind von besonderem Interesse, weil ihre Kenntnis Rückschlüsse auf die Grundlagen des Schweißens im festen Zustand zuläßt und weil darüber hinaus Beziehungen zu Nachbargebieten wie Reibung und Verschleiß, Sintern, Oberflächentechnik und Warmpreßschweißen bestehen. In einem Gedankenmodell lassen sich die für eine Bindung zwischen zwei metallischen Partnern erforderlichen Bedingungen, wenn die Bindung bei Raumtemperatur ohne Anwendung von Druck, Verformung und Temperatur stattfinden soll, leicht formulieren: Spiegelbildlich gleiche Oberflächengestalt bis hinab zur atomaren Größenordnung von 10^-4 [my]m, Abwesenheit von gasförmigen, flüssigen oder festen Fremdschichten auf diesen Oberflächen und das Vorhandensein wirksamer Oberflächenkräfte, die den im Inneren der Metalle vorhandenen Bindekräften entsprechen. Wären diese Bedingungen erfüllt, genügte das Aneinanderlegen der Teile, um eine vollkommene Verbindung zu erhalten, wobei das System in einen Zustand niedrigerer Energie überginge. Tatsächlich sind diese Bedingungen in der Regel nicht erfüllt. Die Oberflächen sind uneben und mit Fremdschichten bedeckt und es ergibt sich die Frage, wie man sich experimentell dem Gedankenmodell nähern kann, um dessen Richtigkeit beweisen und eine Bindung im festen Zustand bei Raumtemperatur ohne Wärmezufuhr und ohne Anwendung von Druck und Verformung realisieren zu können.