Кузнец раскалилдва куска железа наложил их на друг друга и ударил молотом почему в результате этого куски соеденились

Коротко: потому что металл при высокой температуре становится очень пластичным, а под давлением и ударами поверхности начинают теснее соприкасаться, разрушая оксидный слой. На границе металлы могут диффундировать друг в друга, и за счёт деформации поверхность выравнивается и зарастает монолитной кристаллической структурой. Это и есть фордж-вэлдинг (forge welding).

Более подробно:

• Оксидная пленка и зазоры: на поверхности металла обычно есть тонкий оксид и воздух между кусками. При ударах оксид ломается, а нurs поверхности плотно прилегают.
• Пластическая деформация: металл при высокой температуре легко деформируется, неровности “вгрызаются” друг в друга, что увеличивает контакт и удаляет пустоты.
• Диффузия атомов: на forged-очаге (при высокой температуре) атомы начинают мигрировать через границу. Если держать детали под давлением достаточно долго, граница перестает быть границей двух кусков и образуется единая кристаллическая структура.
• Важно различать от плавления: при фордж-соединении металлы не расплавляются полностью, они соединяются за счёт деформации и диффузии; это другое от сварки плавлением, где части расплавляются и слипаются.

Практические моменты (для экзамена):

• Температура: фордж-велдинг обычно при красном тепле или чуть ниже расплавления металла, чтобы сохранить пластичность.
• Чистота поверхностей: желательно удалять ржавчину и оксиды, иногда используютflux (прим.Borax) для снятия оксидов.
• Давление и удар: достаточно сильное давление и повторные удары помогают удержать поверхности в контакте и стимулировать диффузию.

Если хочешь, могу привести простой пример задачи по диффузии границы или сравнить фордж-велдинг с сваркой плавлением для экзамена.