硬盘磁头激光锡球焊接有限元分析

介绍硬盘磁头激光锡球焊接的原理和优点;统计分析了焊接缺陷主要是表现为锡球断路、焊锡过流、锡球分布不对称以及烧焦和锡溅,主要受锡球大小、焊盘相对位置以及有关加工参数的影响。通过有限元模拟,得出最优的锡球直径和焊盘位置参数。生产实践证明,模拟结果数据效果良好,产品合格率增加。     

铜片-铜管的超声波焊接机理研究

在铜片-铜管太阳能集热板超声波焊接试验基础上研究了其焊接机理,通过分析焊接接头的SEM图及从能量角度估算焊接过程的摩擦做功,研究了铜片-铜管超声波焊接的形成机理。分析认为超声波焊接是基于纯洁金属表面充分贴合后微层熔化基础上的金属键合、机械嵌合等作用的物理冶金过程。     

水平井高效开采Class 3天然气水合物研究

中国目前所发现的水合物藏缺乏下伏流动层,比较接近有上、下盖层的Class 3水合物,业内对其开采的经济性和能效比有质疑且相关研究成果鲜见。为此,采用HydrateResSim模拟水平井加热减压联合开采Class 3水合物,研究了其开采的能效比、气水比、采收率等参数。首先定义水合物开采所获得的天然气的热值和水合物开采过程输入物藏热量之比为水合物开采的能效比（EER）,采用能效比对水合物开采过程进行评价;然后,设定开采井的温度为42 ℃,在0.2 p₀（p₀为水合物藏初始压力,1.383×10⁷ Pa）、0.5p₀、0.8p₀3种压力条件下进行水平井加热减压联合开采模拟。结果发现：①开采前期能量消耗大,产水量多;②只有在0.2p₀、42 ℃条件下,气水比长期大于100,采收率在50%左右,同时,EER达到188;③而0.5p₀和0.8p₀条件下的开采指标较0.2p₀小很多。进一步分析0.2p₀、42 ℃条件下水合物开采过程中井内热流数据,得到加热只分解了5.28%的水合物,其他大量水合物由减压驱动力分解,因而能效比较高。结论认为：水平井加热减压联合的方法能够高效开采Class 3水合物。     

硬盘磁头焊点优化及可靠性分析

研究了导致硬盘磁头焊点缺陷的主要原因,将焊点缺陷分为两类,并有针对性地提出了优化方案.针对第一类缺陷,建立了锡球势能模型和能量控制方程,通过Surface Evolver软件模拟优化了锡球大小和焊盘之间的相对位置对焊点成形的影响,得到锡球大尺寸为120 μm±5 μm,焊盘相对位置DM-S与DS-M分别为2.5～5.0 μm和20～40 μm.针对第二类缺陷,优化了磁头焊盘金属层结构、厚度和悬挂线焊盘引出线宽度,金属层厚度由5 μm减为2～3 μm,同时将悬挂线焊盘引线宽度变小.结果表明,金属间化合物减少了,同时避免了因悬挂线散热过快而出现金属间化合物沉降分层的现象;优化后的焊点经700次循环测试,缺陷出现率由7%～8%减为0.63%.     

铝片-铜管太阳能集热板超声波焊接机理研究

在铝片-铜管太阳能集热板超声波焊接试验的基础上,首先从弹塑性理论特别是铝的应力-应变曲线导出焊接区域主要发生塑性变形,进而推导出焊接接头区域理论温度:然后通过人工热电偶试验测得铝片表面及铝片-铜管间的温度,再结合接头扫描电镜图片进行验证,认为焊接接头的形成是由材料本身的塑性本质、一定的摩擦升温、工具头竖直方向压力3个因素共同作用的结果,整个过程使接头区域材料发生充分的塑性变形,破坏并清除氧化物、油污,使焊件材料原子之间发生力的作用而形成金属键合.     

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。