紫铜超声波焊接及界面研究

发布时间：2024-02-19 23:30

　　亚毫米尺寸的金属波导元件是下一代太赫兹观测设备的关键部件,金属超声增材制造技术有望整体成型金属波导元件,关键环节为紫铜超声波焊接界面的有效连接,因此开展了相关研究。本文通过力学性能测试、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、ABAQUS有限元分析等技术,研究了工艺参数对0.20mm厚紫铜超声波点焊接头性能及显微结构的影响,模拟了界面温度场,分析了界面连接机理,探讨了三层紫铜超声波点焊的可行性。通过田口方法得到了 0.20mm厚紫铜超声波点焊连接最佳工艺参数:焊接功率P=1300W,焊接时间t=600ms,焊接压力F=0.5MPa。通过改变焊接时间调节焊接能量输入,结果表明:焊接时间为200～500ms时,接头力学性能逐渐提升;t=600ms时,接头强度最高,拉伸剪切力为1215.32N,剥离力为183.75N;t=700ms时,焊点附近明显变形,接头强度降低。紫铜超声波点焊界面分为未结合区、低度结合区和高度结合区,为明确高度结合区的连接机理,分析了界面的晶体取向和微观结构。EBSD分析结果显示:界面存在大量尺寸为1～2μm的细化晶粒;紫铜超声波点焊界面存在立方织构{001}<100&g...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２?ＲＳＷ原理图ｔ２９］?图１．３?Ａｌ／Ｃｕ热补偿ＲＳＷ工艺原理图［３１］??３??

?第１章绪论???热的共同作用下熔化后并形成电阻点焊焊点，如图１．２。ＲＳＷ工艺焊接时间短、??母材变形孝无需填充物、易于实现自动化，是汽车企业青睐的工艺之一，通??用汽车（ＥＶ１）、福特汽车（ＡＩＶ）、博通汽车（Ｘ１９）等众多企业都采用此工艺，??用于在汽车轻量化领域的探索［２....

图１．４搅拌摩擦焊工艺原理图［３４］??

?第１章绪论???１．２．２搅拌摩擦焊??图１．４为搅拌摩擦焊（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ?Ｓｔｉｒ?Ｗｅｌｄｉｎｇ，?ＦＳＷ）原理图，搅拌摩擦焊的??能量主要来源于摩擦热。焊接过程中，高速旋转的搅拌头下压插入至母材起焊??点，搅拌头与母材快速摩擦，母材温度瞬间升高至塑性流动状态，在焊接压....

图１．５激光焊接原理图［３８］??３９

金和Ｔ２紫铜为母材，加热功??率为ｌｋＷ的ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３?（丁烷）火焰作为热源。研究发现：外加热源后可??以在较低转速的条件下获得焊缝成形较好的焊接接头；外加热源后Ｃｕ侧温度升??高，生成的硬脆性Ａｌ－Ｃｕ中间相较少，提升了接头的抗拉强度；外加热源提升??了?Ｃｕ侧金属....

图１．６磁脉冲焊接原理图［４２］??

当激光功率５００Ｗ、焊接速度４ｍｍ／ｓ、离焦量Ｏｍｍ时，焊缝表面形貌??最好、硬度和抗拉强度达到最大。??近期，来自德国弗劳恩霍夫激光技术研究所的研宄员［４１］使用绿波圆盘激光??器进行了紫铜脉冲激光焊工艺的研宄。研究发现：脉冲激光焊接连接Ｃｕ时绿色??激光束的能量耦合最为稳定；....

本文编号：3903494