輕合金超聲波焊接技術研究.pdf

1、超聲波焊接技術是一種固態(tài)焊接工藝，具有眾多優(yōu)點，在輕合金焊接方面具有良好的應用前景。本課題將通過一系列的試驗對鋁合金、鎂合金和鈦合金進行同質或異質超聲波焊接獲得焊點進行研究，探究焊接參數及材料屬性對焊接效果的影響，同時研究焊點的形成機理。
　　本課題利用超聲波焊接工藝對輕合金板材進行焊接，通過不斷改變焊接參數（焊接壓強、焊接能量、焊接時間和焊接振幅）以及材料屬性（硬度）獲得具有良好焊點的試件。對焊接試件進行拉伸剪切試驗，探究焊點的

2、搭接剪切強度與焊接參數和材料屬性之間的關系。利用金相顯微鏡、EPMA（電子射線掃描）和EBSD（電子背散射衍射）對試件的微觀組織進行觀察，以及用XRD（X射線衍射）對拉伸的焊接接頭斷面進行斷口分析。另外，本課題還提出了一種沖壓預變形處理的超聲波焊接結構。
　　實驗表明：鋁合金超聲波焊接的接頭的搭接剪切強度與焊接壓強、焊接能量、焊接時間和焊接振幅均成拋物線關系；根據焊接能量的不同焊點的形成過程可分為三個階段，即微結合階段、波浪形位移

3、階段和渦旋形位移階段；板材硬度降低，材料流動性較好，一方面促進形成良好的焊縫，另一方面也會使板材發(fā)生變形，強度降低；沖壓預變形處理板材會消除無效摩擦面積，使得焊點處受力更加均勻，焊接強度會提高；能耗較高時鎂/鈦焊接界面鎂側生成了半熔化區(qū)以及晶粒細化帶，鎂合金液相中析出的鋁元素起到了橋梁作用，促進了鎂/鈦異質金屬的高強度連接；鎂/銅焊接界面鎂合金一側形成界面擴散層，分擴散層主要是由Mg和Mg2Cu構成的，得到穩(wěn)定可靠的焊接接頭。