D1 金属材料的超声焊接

Ｄ１金属材料的超声焊接陈思忠，徐开兴（上海船舶电子设备研究所上海·２０００２５）金属材料的超声焊接可以认为是超声波工具头在静压力Ｐ的作用下，纵向的超声振动以Ｔｘｓｉｎωｔ的力作用于被焊样品上，焊面在这横向的激励下，被焊两金属间产生高频摩擦，使两金属原...     

大尺寸立方体开槽超声塑料焊接工具头的优化设计

谐振频率、频率间隔性、振幅均匀度是大尺寸超声塑料焊接工具头设计中的几个主要指标。基于工程实际,以工具头纵向长度、槽宽度及槽长度为设计变量,纵向谐振频率和频率间隔值为状态变量,振幅均匀度为目标函数,利用有限元软件ANSYS的参数化分析技术,对大尺寸立方体超声塑焊开槽工具头进行了优化设计。结果表明,该优化方法能很好地解决大尺寸超声塑焊工具头的设计问题,既提高了设计效率,也降低了设计成本。     

层叠复合材料加工技术新进展

介绍了多种层叠复合材料的新加工技术、包括扩散焊接、超声焊接、激光熔覆、滚焊、熔合、界面多孔控制、界面自组合层叠等，分析了这些加工技术的工艺特点及发展趋势。     

我国功率超声技术近况与应用进展

文章综述了我国功率超声技术近10年发展状况，介绍了功率超声的超声空化机理、超声换能器、超声发生器等基础研究以及在超声清洗、超声焊接、超声处理、环保、声化学、超声治疗、超声马达等方面的新应用及其发展重点。     

塑料焊接超声振动系统的力负载对其电端阻抗的影响

本文用实验方法研究超声塑料焊接设备中超声振动系统（包括换能器、变幅杆和焊头）力负载变化对电端阻抗的影响。实验时采用不同的被焊材料及施加不同的静压力来改变振动系统的力负载阻抗。实验结果表明，在适当的工作条件下，超声振动系统电端阻抗随力负载阻抗的增加而减少，这一特性可用于超声时接设备中的输出功率自动调节。     

铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法研究综述

铝合金搅拌摩擦焊技术广泛运用于航空航天、汽车、船舶等制造领域,在国防工业的发展中扮演着重要角色,而超声波检测技术在对搅拌摩擦焊接头质量评估和控制方面起着不可或缺的作用。综述了铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法。介绍了接头缺陷的复杂多样的特点,分别阐述了超声检测A信号分析,超声C扫检测和超声相控阵检测方法在搅拌摩擦焊缺陷检测的应用,并介绍了3种检测方法检测能力,明确了搅拌摩擦焊缺陷超声检测尚需解决的突出问题并展望了未来研究的发展方向。     

焊接残余应力调控技术的研究与应用进展

残余应力在焊接构件中普遍存在，不均衡分布的残余应力是构件变形和开裂的根源，直接影响焊接构件的承载能力、稳定性和服役寿命。焊接残余应力随构件服役环境及外界载荷变化而动态分布，对残余应力的消减、均化应贯穿焊接构件设计、生产和服役全生命周期。焊接变形及残余应力控制关键在于塑性区的调控，合理的焊接顺序能有效降低工件应力集中并改善其分布状态，及时的焊前预热及焊后回火能有效降低接头温度梯度、松弛应力集中、消减残余应力。对焊缝的锤击松弛处理能抵消部分焊缝区收缩，减小残余拉应力。对焊缝及周边区域施加拉伸、振动时效、超声冲击和喷丸强化等力学形变载荷，可与焊件内部应力叠加促进塑性形变，释放、均衡残余应力。这些方法各有优势，但均需密切结合构件材料、结构及性能控制要求来进行选择。随着制造业转型发展及绿色环保政策驱动，未来工程装备残余应力调控技术会向绿色环保、柔性高效、过程可控、专业化方向转变。     

铝锂合金无中间层扩展焊接工艺研究

概述了铝锂俣金超塑成形／扩散焊接技术的现状，研究了铝锂合金无中间层扩焊接工艺，通过选取适当的工艺参数和焊接前化学处理，使焊件获得较高的剪切强度。     

超声捶击提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳性能

焊接接头疲劳强度是其最重要的服役性能，由于焊接残余应力的作用和焊接接头处的几何不连续性，焊接接头的疲劳强度一般大大低于母材，采用超声捶击方法提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳强度，通过对对接接头焊践处进行超声波冲击处理，对比超声波冲击处理后焊接接头的疲劳强度，实验结果表明：超声捶击使得S-N曲线右移，FAT（循环寿命为10^6时的疲劳强度）提高幅度达到66%，在应力范围为200MPa的疲劳寿命提高58倍，研究表明，经超声捶击处理，焊趾处的应力集中系数相应减小，焊接残余应力由拉应力转换为压应力，这是超声捶击提高焊接接头疲劳强度的主要机制。     

超声冲击对高速列车转向架焊接十字接头超高周疲劳性能的影响

针对高速列车转向架在实际运用中出现的疲劳问题,利用HJ-Ⅲ型超声冲击处理装置,对高速列车转向架用SAM490BW钢十字接头焊趾进行超声冲击处理,并对处理后接头的超高周疲劳性能进行研究。结果表明,原始焊态试样和超声冲击态试样的S-N曲线均出现了传统意义上的水平段。超声冲击处理试样的疲劳强度相比于未处理试样提高了25%。经过超声冲击处理后,疲劳裂纹源的数量由多个变为单个,焊接接头焊趾处的应力集中系数下降了32.4%,降低了裂纹萌生概率;超声冲击降低了焊趾区域的残余拉应力,并诱发产生残余压应力,高达-255.5 MPa;焊趾表层晶粒得到细化,晶粒平均尺寸小于100nm;裂纹在塑性变形区扩展路径变长。     

热塑性树脂基复合材料焊接研究

综述了国内外正在广泛研究的4种焊接方法:电阻焊植入焊,超声焊,感应焊和线性振动焊,介绍了这4种方法的基本原理,并分析了焊接过程中应注意的关键问题,对比了这些方法的优、缺点,并展望了当前的研究动向.     

超声冲击处理改善焊接接头力学特性研究进展

焊接接头处往往存在较高的残余应力，使得焊接接头成为焊接结构的薄弱区域。而超声冲击处理可以有效改善焊接接头力学特性，在各领域得到了广泛应用。本研究主要介绍超声冲击技术在降低残余应力和提高接头疲劳性能方面的研究情况，以及随焊超声冲击技术的最新相关研究和应用。     

铝锂合金无中间层扩散焊接工艺研究

概述了铝锂合金超塑成形 /扩散焊接技术的现状 ,研究了铝锂合金无中间层扩散焊接工艺 ,通过选取适当的工艺参数和焊接前化学处理 ,使焊件获得较高的剪切强度。     

外加能量辅助搅拌摩擦焊技术的研究进展

搅拌摩擦焊接已经成为材料成形领域主要的固相连接工艺技术。在简要回顾搅拌摩擦焊及其衍生焊接技术研发现状的基础上,综述了近年来国内外开展的第二能量辅助搅拌摩擦焊的研究现状,主要包括激光、电弧、感应、电流、超声等能量辅助搅拌摩擦焊技术。进而着重综述了超声振动辅助搅拌摩擦焊的研究进展,介绍了目前出现的3种超声振动在搅拌摩擦焊中的施加方式。最后,对外加能量辅助搅拌摩擦焊下一步的研发方向进行了展望。     

电弧超声对焊接接头冲击韧性影响的研究

采用SEM断口分析技术，观察电弧超声埋弧焊焊接接头09MnNiDR钢的断口形貌，结合断口组织的能谱分析，探询电弧超声作用下09MnNiDR钢焊接接头冲击韧性下降的原因，即焊接过程中熔渣进入熔池并形成非金属夹杂。通过增加焊接热输入减少了焊缝中的夹杂，改进工艺后的试验结果证实电弧超声能够较大幅度的提高09MnNiDR钢焊接接头的冲击韧性。     

超声冲击改善高强钢焊接接头残余应力的数值模拟分析

通过将数值模拟技术应用于超声冲击工艺的研究,合理处理超声冲击加载方式和接触条件,建立了超声冲击工艺有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好。研究结果表明,10Ni5CrMoV钢焊趾部位存在高达660MPa的残余拉应力,超声冲击技术能够改善其残余应力分布,在焊趾部位形成超过400MPa的残余压应力。     

镁合金焊接研究现状

近年来,随着镁合金在交通运输、航空航天、3C等领域的广泛应用,焊接技术成为制约其应用的瓶颈。本文针对镁合金的特点及焊接性进行了分析,对钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊在镁合金焊接中的研究现状进行了介绍,并对镁合金焊接未来的发展方向进行了展望。     

金属材料焊接过程中超声无损检测技术的主要应用

伴随着我国工业生产的不断发展,我国的工业企业在生产过程中面临的问题也会越来越多。金属材料的检测就是其中的一个重要问题之一。伴随着我国科学技术的进一步发展以及创新,我国在材料检测技术上也有了非常大的发展。我国检测技术目前已经在完善以及创新当中。伴随着我国金属材料大范围的应用同时金属材料的内部焊接以及外部焊接完整性以及连续性逐渐受到了重视,超声检测就逐渐地在金属材料的焊接检查过程中得到了广泛的应用。本文主要针对金属材料过程中的超声无损检测技术的应用进行详细地论述以及阐析,希望通过本文的阐述能够有效地提升我国超声无损检测技术在金属材料焊接过程中的应用,同时也为我国检测技术的进一步发展以及创新贡献力量。     

振动熔接焊状态的超声波在线检测方法研究

本文讨论了利用超声脉冲反射探伤技术对振动熔焊接的过程中焊合面的状态进行实时在线监测的方法，并检测了焊接件的机械强度，最后用大量实验验证了超声波检测方法的可行性和正确性。     

2195铝锂合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接工艺研究

采用新型超声振动辅助搅拌摩擦焊接设备实现了4 mm厚的2195铝锂合金轧制板的焊接,比较和分析了施加超声对焊缝宏观金相组织、显微硬度与接头拉伸性能的影响,研究了工艺参数对铝锂合金超声振动辅助搅拌摩擦焊缝成形及接头力学性能的影响规律.结果表明:在相同工艺参数条件下,施加超声振动能量能够改善2195铝锂合金搅拌摩擦焊接成形性,促使焊核区塑性材料流动增强,同时减少甚至消除常规搅拌摩擦焊接头内部的孔洞缺陷;在焊缝的上部及中部,由于超声的作用,焊核区的显微硬度得以提高,而焊缝底部变化不大;接头的断口均呈现出韧性断裂模式,施加超声振动能量后的接头的伸长率得以提高,其断口韧窝更加细小均匀;在所研究的工艺参数范围内,接头的最高抗拉强度为282.8 MPa,最大伸长率为11.5％.在转速为600 r/min,焊接速率为225 mm/min条件下,施加超声使接头抗拉强度提高了17.5 MPa,伸长率提高了3.7％.