激光冲击焊接金属箔板实验与数值模拟研究
发布时间：2021-08-03 11:42
激光冲击焊接工艺可以实现微小尺度金属箔板之间的连接,焊接后几乎不存在热影响区,焊接可靠稳定。本文通过实验和数值模拟相结合的方法,对激光冲击焊接Ti/SS、Cu/Al/Cu金属箔板的焊接试样表面形貌、焊接界面微观结构、焊接接头机械性能、界面波形成机理等方面进行了研究。本文的主要研究内容和成果如下:首先,开展了激光冲击焊接Ti/SS金属箔板实验研究。利用光学显微镜对焊接试样的表面形貌进行了观察,结果表明:当激光脉冲能量较大时,复板表面容易出现烧蚀现象,当飞行距离较大时,复板表面可能会出现破裂现象,当选择合适的激光脉冲能量和飞行距离时,复板可以获得良好的表面质量;通过SEM对焊接界面的波形进行了观测与分析,研究表明:增大激光脉冲能量或者飞行距离,焊接界面的波形均从平直状过渡到微波状,最终转变成波状,复板与基板之间的机械互锁程度随之提高;EDS分析显示焊接界面发生了微量的元素扩散,并没有金属间化合物生成;使用纳米压痕仪测量了焊接界面附近区域的硬度,研究发现:随着测试点与焊接界面距离的增大,测量所得的硬度值随之减小;通过电子万能试验机对焊接试样进行了拉伸剪切测试,结果表明:增大激光脉冲能量或者飞...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过微焊接工艺得到的微器件Fig.1.1Micro-devicesobtainedbymicroweldingprocess目前，微焊接工艺主要包括微型激光焊[7,8]
图 1.2 爆炸焊接原理图[15]Fig.1.2 Schematic diagram of explosive welding[15]炸焊接技术研究现状种发展相对成熟的高速冲击焊接工艺，爆炸焊接技术目前属或者合金组合的焊接[18]，在船舶、核能和航空等领域得对爆炸焊接的首次记载可以追溯到第一次世界大战时期，爆的炸药加速撞击另一个目标金属后可以形成有效的金属十世纪中叶，学者们才开始对爆炸焊接进行了理论和实验 等人[21]在 1962 年对该技术申请了专利。采用爆炸焊接技术料的焊接，如 Cu/Cu[22]、steel/steel[23]、Al/Cu[24]、Al/steel[ass[26]、Al/Cu/Al[27]、Ti/Al/Mg[28]、steel/Cu/Ti/Al[29]等。炸焊接工艺参数研究r 等人[30]在爆炸焊接钢件时研究了工艺参数对结合界面形貌
电磁脉冲焊接技术是近年来随着轻量化结构制造需求的提高而迅速兴起的一种高速冲击焊接工艺。目前，电磁脉冲焊可以实现多种材料的板状金属或者管状工件的连接[51]。图 1.3 所示为电磁脉冲焊接的原理图。典型的电磁脉冲焊接装置主要由两个单元组成，如图 1.3(b)所示。第一个单元是电脉冲发生器，由一个电源和一组电容器组成，电容器中储存大量的电能(大约几 kJ)，可以为焊接持续提供电力。第二个单元是工作台，工作台主要由线圈组成，可以把电脉冲发生器发出的电流转化成一个脉冲磁场。开始焊接前，将待焊接工件(图中分别为空心管和实心管)放入线圈内部。根据电磁感应原理，当初入电流流过线圈时会形成感应磁场，空心管在感应磁场的作用下形成涡流电流，涡流电流的方向与初入电流的方向相反。根据洛伦兹力定律，涡流电流与感应磁场相互作用产生洛伦兹力，洛伦兹力推动空心管与实心管发生高速碰撞，二者之间最终实现了焊接。电磁脉冲焊接的工艺参数主要包括材料的表面处理、放电电压、初始气隙、放电能量等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超薄GH738板材激光微焊接接头的组织性能[J]. 吕志军,陈玉华,李树寒,黄永德. 航空科学技术. 2018(07)
[2]激光微连接技术研究与应用进展[J]. 赵兴科,邢德胜,刘大勇. 航空制造技术. 2017(12)
[3]TC1电阻微焊接接头显微组织及力学性能[J]. 陈思彪,高星鹏,严子寒. 精密成形工程. 2017(02)
[4]基于强脉冲激光的Ti/Al冲击点焊实验研究[J]. 顾宇轩,王霄,沈宗宝,邱唐标,马友娟,张迪,刘会霞. 中国激光. 2015(05)
[5]电子封装结构演变与微连接技术的关系[J]. 蔡重阳. 电子与封装. 2014(01)
[6]铜与铝软钎焊技术的研究现状[J]. 吴伟明,高岩. 电子工艺技术. 2008(02)
博士论文
[1]Johnson-Cook本构模型和Steinberg本构模型的比较研究[D]. 彭建祥.中国工程物理研究院 2006
本文编号：3319556
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过微焊接工艺得到的微器件Fig.1.1Micro-devicesobtainedbymicroweldingprocess目前，微焊接工艺主要包括微型激光焊[7,8]
图 1.2 爆炸焊接原理图[15]Fig.1.2 Schematic diagram of explosive welding[15]炸焊接技术研究现状种发展相对成熟的高速冲击焊接工艺，爆炸焊接技术目前属或者合金组合的焊接[18]，在船舶、核能和航空等领域得对爆炸焊接的首次记载可以追溯到第一次世界大战时期，爆的炸药加速撞击另一个目标金属后可以形成有效的金属十世纪中叶，学者们才开始对爆炸焊接进行了理论和实验 等人[21]在 1962 年对该技术申请了专利。采用爆炸焊接技术料的焊接，如 Cu/Cu[22]、steel/steel[23]、Al/Cu[24]、Al/steel[ass[26]、Al/Cu/Al[27]、Ti/Al/Mg[28]、steel/Cu/Ti/Al[29]等。炸焊接工艺参数研究r 等人[30]在爆炸焊接钢件时研究了工艺参数对结合界面形貌
电磁脉冲焊接技术是近年来随着轻量化结构制造需求的提高而迅速兴起的一种高速冲击焊接工艺。目前，电磁脉冲焊可以实现多种材料的板状金属或者管状工件的连接[51]。图 1.3 所示为电磁脉冲焊接的原理图。典型的电磁脉冲焊接装置主要由两个单元组成，如图 1.3(b)所示。第一个单元是电脉冲发生器，由一个电源和一组电容器组成，电容器中储存大量的电能(大约几 kJ)，可以为焊接持续提供电力。第二个单元是工作台，工作台主要由线圈组成，可以把电脉冲发生器发出的电流转化成一个脉冲磁场。开始焊接前，将待焊接工件(图中分别为空心管和实心管)放入线圈内部。根据电磁感应原理，当初入电流流过线圈时会形成感应磁场，空心管在感应磁场的作用下形成涡流电流，涡流电流的方向与初入电流的方向相反。根据洛伦兹力定律，涡流电流与感应磁场相互作用产生洛伦兹力，洛伦兹力推动空心管与实心管发生高速碰撞，二者之间最终实现了焊接。电磁脉冲焊接的工艺参数主要包括材料的表面处理、放电电压、初始气隙、放电能量等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超薄GH738板材激光微焊接接头的组织性能[J]. 吕志军,陈玉华,李树寒,黄永德. 航空科学技术. 2018(07)
[2]激光微连接技术研究与应用进展[J]. 赵兴科,邢德胜,刘大勇. 航空制造技术. 2017(12)
[3]TC1电阻微焊接接头显微组织及力学性能[J]. 陈思彪,高星鹏,严子寒. 精密成形工程. 2017(02)
[4]基于强脉冲激光的Ti/Al冲击点焊实验研究[J]. 顾宇轩,王霄,沈宗宝,邱唐标,马友娟,张迪,刘会霞. 中国激光. 2015(05)
[5]电子封装结构演变与微连接技术的关系[J]. 蔡重阳. 电子与封装. 2014(01)
[6]铜与铝软钎焊技术的研究现状[J]. 吴伟明,高岩. 电子工艺技术. 2008(02)
博士论文
[1]Johnson-Cook本构模型和Steinberg本构模型的比较研究[D]. 彭建祥.中国工程物理研究院 2006
本文编号：3319556
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3319556.html
