铝箔超声波焊接工艺研究

导电线圈采用铝箔绕制过程中,需要对铝箔进行焊接。由于铝箔超薄(约0.25 mm),采用常规MAG、TIG等焊接方法容易烧穿母材,很难形成有效的焊接接头。采用超声波焊接方法,从焊接振幅、焊接压力、焊接时间等参数着手,选择一套完整的焊接工艺,制作了多个焊接样本,并通过焊接接头机械性能、电镜扫描、微观金相等试验手段,全面分析铝箔焊接质量的可靠性。试验结果表明,采用超声波焊接铝箔是可行的,该焊接工艺能够获得满足设计要求的焊接接头。     

铝制封闭母线焊接接头的超声波检测方法及缺陷定位

封闭母线的材质主要为铝或铝合金,其声速与钢材有很大差别。现行标准规定,在检测此类焊缝时,需要特别制作铝制试块,增加了检测成本。讨论了在不制作铝试块的前提下的铝制封闭母线的超声波检测方法。介绍了探头K值的换算公式以及取值范围,DAC曲线的制作方法。通过检测实例表明,该检测方法定位准确,定位误差〈2％。但是在检测时,对直径〈159mm的母线,应制作铝制对比试块。     

铝合金焊接性能及焊接接头性能

根据高速列车“八五”攻关项目要求，研究了铝合金材料的系列及焊接方法和工艺的选择，不同焊接材料焊接不同合金的裂纹倾向、气孔倾向，焊接接头各区性能变化，焊接接头的强韧性     

铝钛异质材料超声波焊接研究

进行6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金异种金属材料超声波焊接研究,采用EDS和金相显微镜分析接头的微观组织结构,利用撕裂实验及硬度测试来评定接头的力学性能.研究表明,6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金具有良好的超声波焊接性能,焊接接头的强度满足使用性能,且得到最佳超声波焊接时间为170ms,焊接压力为0.4MPa.     

超声波焊接聚乙烯接头温度场的计算及检测

利用波在粘弹性体中能量的转换机理。给出了超声波焊接聚乙烯时在接头处能量的转换形式，同时计算了接头处的温度分布。试验结果表明，所建立的能量模型及温度计算结果是合理的，这有助于建立合理的焊接工艺规范。     

铝合金/镀锌钢异种材料薄板的超声波点焊

为了实现铝合金和钢板的高效连接,对3003铝合金和镀锌钢板进行了超声波点焊. 研究了接头的显微组织特征、焊接参数对接头性能的影响以及焊缝区的温度变化过程. 结果表明,超声波焊接可以对3003铝合金与镀锌钢板进行有效连接;镀锌层被不规则挤出,铝合金与钢直接接触区形成了FeAl₃和Fe₂Al₅相;在一定范围内,随着焊接时间的增加,接头抗拉强度先增加后减小,其减小的原因是过长的焊接时间诱导显微组织演变;当焊接时间为240 ms,焊接压力为0.4 MPa时,获得接头的最大抗拉力为673.05 N;在文中试验条件下,焊接区最高温度达到390 ℃.     

铜片-铜管太阳能集热板超声波焊接实验研究

推导了铜片-铜管太阳能集热板超声波焊接接头区域理论温度公式，并利用人工热电偶法测得焊接区域温度，分析了实测温度的偏差产生的原因，结合焊接接头的扫描电镜（SEM）图片进行对比分析，研究了铜片-铜管超声波焊接接头的形成机理。结果表明：超声波焊接是基于接头区域微齿顶端处高温、纯净金属发生大塑性变形后表面充分贴合两个因素基础上的金属键合和机械嵌合而形成接头的物理冶金过程。     

镁合金与异质材料焊接接头界面行为及研究焊接性

对异质变形镁合金、镁合金和铝合金及镁合金和钢铁之间的焊接接头异质界面特点进行了分析,阐述了镁合金与其它金属之间的焊接性.通过新型焊接方法及填允金属的设计,能够有效地改善镁合金与异质金属间的界面组织结构特点,元素分布特征,进而实现提高焊接接头强度的日的.文中还揭示了镁合金与其它金属在焊接过程中所体现出来的界面行为特征,为镁合金和其它金属的连接奠定了基础.     

超声波检测和消除铝合金焊接残余应力的应用现状

铝合金在机械行业的应用越来越广泛,铝合金的焊接应力问题备受关注,超声波应力测试技术在近几年得到了较大的发展,但对用超声波消除铝合金的焊接残余应力问题的研究尚不深入.介绍了用超声波检测和消除铝合金焊接残余应力的原理及其国内外的一些相关研究,指出了目前存在的若干问题及进一步完善的方向.     

提高焊接接头疲劳强度的超声波冲击法

通常采用打磨焊趾的方法来改善焊接接头的疲劳强度,而使用超声波冲击焊趾来提高焊接接头及结构的疲劳强度,是一种国际上刚刚出现的新方法。本文研制成功了一种基于民陶瓷换能器的新型超声冲击试验装置。实际使用过程表明：其执行机构体积小、重量轻、噪音极小、耗能低、使用灵活方便,易于实施。利用该设备,采用Ｑ２３５钢进行了冲击处理 性对比疲劳试验。试验结果表明;超声冲击方法对妆接头疲劳强度的改善效果十分明显 ,能     

铝合金超声搅拌复合焊接

铝合金的搅拌摩擦焊（FSW）通常在焊接区形成上高下低”浅漏斗状”的温度场,使焊缝厚度方向的组织性能差异较大．为了得到更好的焊接效果,文中提出超声搅拌复合焊思想,将超声波通过搅拌头导入焊缝纵深处,以改善焊缝组织性能．试验采用2．5mm厚的2219铝合金分别用上述两种方法进行焊接,并对焊缝的微观组织和力学性能进行了分析比较...     

表面状态对AZ31B镁合金薄带超声波焊接性的影响

研究和讨论了焊接材料厚度、表面状态、中间层材料等因素对AZ31B镁合金超声焊接性的影响.结果表明,成功焊接的镁金属薄带(不大于0.3 mm)被强制分离将导致与焊点交界处的未被焊接的材料撕裂开,界面接合强度可达到3～10 MPa;表面状态对镁合金薄带焊接的界面接合强度影响较小,焊接自身包含对焊接件表面破碎及清理作用;焊接区域的温度升高与焊接材料厚度成反比,无需外加温度;中间层材料的选择对Mg/Mg界面超声波焊接有一定作用,有待于进一步研究及探讨;可采用多触头或滚焊方式实现大面积超声波镁合金薄带焊接.     

电弧超声改善Ti6Al4V焊接接头性能的研究

利用电弧的动态变阻性负载特性激发出电弧超声并应用于Ti6A14V的TIG焊过程.研究了电弧超声对Ti6Al4V焊接接头组织和性能的影响,并与传统TIG焊进行了比较.结果表明,严格按照航空标准进行Ti6Al4V常规TIG焊与电弧超声TIG焊所获得的接头均达到航空一级.加入电弧超声后,随着超声频率的增加和激励电流的增大,焊接接头宽度逐渐减小,焊缝组织细化、等轴化,枝晶破坏痕迹不明显,接头拉伸强度、屈服强度、延伸率和疲劳强度均有所提高.     

薄质金属超声波焊接的研究现状与展望

概述超声波金属焊接的工作原理及其特殊优势和缺点。详细介绍当前国内外在薄质铝、铜、镍等金属超声波焊接的机理,工艺及组织、性能等方面开展的研究及其对超声波焊接标准建立的参考价值,以及研究者们在超声波焊接温度场的模拟仿真方面开展的研究工作及其对超声波焊接机理研究的指导意义。结合当前超声波金属焊接技术发展存在的局限性,总结和展望了该技术未来有待加强和突破的研究方向。     

Microstructure and porosity analysis in ultrasonic assisted TIG welding of 2014 aluminum alloy

The ultrasonic assisted tungsten inert gas (U-TIG)welding is a newly developed arc welding method,which is aimed at improving the weld quality and efficiency.TIG welding and U-TIG welding of 2014 aluminum alloy with 5 mm thickness were experimentally carried out in this paper.The microstructure and porosity of welded joints were analyzed.Compared with conventional TIG welding,the columnar crystals are changed into equiaxed crystals at the centre of weld zone and the grain of fusion zone in U-TIG welding is refined and equiaxed.The porosities of joint decrease after the ultrasonic was applied on the arc.The mechanism of crystal grain refiaement is discussed in this paper and the reasons of porosity decrease in U-TIG welded joint may be due to the effect of acoustic streaming and cavitation,which need further research.     

Effect of weld tip geometry on ultrasonic welding of A6061 aluminium alloy

The authors ultrasonically welded A6061 aluminium alloy sheet using two types of weld tips with different contact face geometries, and investigated the effect of the weld tip on the performance and interface structure of the welds. One type of tip has a cylindrical contact face without knurl, which is called a C-tip in this study. The other type of tip has a flat contact face with knurl, which is a called K-tip in this study. The following main results were obtained.

The strength of the joints welded using the C-tip was higher than that welded using the K-tip and the fluctuation in joint strength with the C-tip was smaller. The C-tip could stably produce the higher strength joint. Using the K-tip, the knurl indentations were made on the workpiece surface due to the pyramidal projections on the weld tip, and the indentation size expanded with welding time, resulting in the deterioration of the joint property. On the other hand, the indentation made on a workpiece surface by using the C-tip showed a distinctive shape like an ellipse, elongated perpendicular to the ultrasonic vibration, and the indentation grew with welding time.

Using the K-tip, unbonded regions remained at the weld interface due to the concavity on the weld tip face. In the cross-sectional structure parallel to the workpiece width of the joint welded using the C-type tip, a distinctive feature was observed that the faying surface of the anvil workpiece was mixed with that of the sonotrode workpiece by intense plastic deformation and a horn-like protuberance intruding into the sonotrode workpiece was formed at the periphery of the welded area.     

6061铝合金超声波点焊温度场数值模拟及试验

针对超声波焊接过程中温度演化过程监测存在的困难,考虑焊接过程中塑性变形产热和高频摩擦产热,建立了三维超声波焊接热-结构耦合Ansys有限元模型,模拟了6061铝合金超声波金属焊接过程,计算了不同焊接参数下的温度场,用细丝热电偶测温试验验证了焊接温度.结果表明,焊接过程中焊接区域最高温度模拟值与试验值误差在5%以内,表明了模型的准确性;温度最高处位于焊接区域中心位置,高温区随焊接时间的增大而增大;超声波金属焊接过程中,温度场主要受焊接压力及焊接时间的影响.     

工艺参数对铝镁搅拌摩擦焊焊缝成形质量的影响

工艺参数对铝镁异种材料搅拌摩擦焊接头质量有着重要影响,研究了焊接速度,搅拌头旋转频率,材料放置位置,搅拌头正反转及偏移等工艺参数对7075铝合金与AZ31B热挤压态镁合金异种材料搅拌摩擦焊对接接头成形质量的影响.结果表明,在搅拌针旋转频率为13 r/s,焊接速度为30 mm/min下可获得较好的焊缝成形质量;另外,要获...     

锌夹层对铝合金超声搅拌摩擦点焊Hook缺陷的影响

对于铝合金的搅拌摩擦点焊,Hook缺陷是制约接头焊接质量的原因之一. 文中提出一种添加锌夹层的超声搅拌摩擦点焊新工艺,在利用超声可提高材料流动性及促进元素扩散的同时,添加纯锌中间层,使界面形成低熔点共晶进一步促进Hook区材料的冶金结合,从而改善Hook形貌,提升接头焊接质量. 结果表明,添加锌夹层可明显改善接头Hook形貌,显著提高了Hook区有效连接面积. 在不同热输入条件下,添加锌夹层后超声搅拌摩擦点焊接头的拉剪强度均有所提高. 当转速为600和1 200 r/min时,添加锌夹层比常规超声搅拌摩擦点焊工艺得到的接头拉剪失效载荷分别提升了21.36%和12.79%.