鋁合金超聲波輔助電阻釬焊技術(shù)研究.pdf

1、電阻釬焊具有熱量集中，加熱時間短，熱影響區(qū)小，變形和應(yīng)力小的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電子、微型設(shè)備和小型醫(yī)療設(shè)備。文獻報道，超聲波的施加使電阻釬焊接頭焊合率升高到85%。目前，電阻釬焊仍限于微型材料的焊接，并且對超聲輔助電阻釬焊原理也沒有相關(guān)研究。因此，本文以焊接較大尺寸的接頭，探索超聲輔助電阻釬焊原理為主要的研究目標，設(shè)計制作了超聲輔助電阻釬焊裝置，采用Al-Si-Mg合金釬料,在大氣環(huán)境下對6063鋁合金進行了超聲輔助電阻釬焊。該裝置結(jié)構(gòu)簡

2、單，能提供瞬時低電壓、大電流、精確焊接壓力，減少超聲波衰減，且該裝置為國內(nèi)首個超聲輔助電阻釬焊裝置，并獲國家專利授權(quán)。
　　本文研究了兩步電阻釬焊工藝，并得到了最優(yōu)工藝。研究中發(fā)現(xiàn)電阻釬焊過程中會發(fā)生爆破現(xiàn)象，而超聲波可以消除爆破現(xiàn)象，超聲方向和時間以及焊接接頭幾何形狀會對爆破現(xiàn)象有影響。兩步電阻釬焊方法使母材和釬料之間的界面形成了較大區(qū)域的冶金結(jié)合，從而改善了釬料和母材之間的連接條件。研究發(fā)現(xiàn)，爆破現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于在電、熱和力的

3、作用下熔融釬料中的電流密度過高引起的。當(dāng)超聲振動移除兩母材接觸區(qū)域的氧化膜，并且超聲時間不低于6s時，可消除爆破現(xiàn)象。
　　本文采用非等尺寸的焊接接頭，研究了接頭中釬料的偏移現(xiàn)象。同時討論了等尺寸和非等尺寸條件下Si元素的高速擴散以及火口裂紋的產(chǎn)生和防止機制。研究發(fā)現(xiàn)：由于上界面處電流密度大，產(chǎn)生的熱量高，而且下界面處的散熱能力強，因此，產(chǎn)生了釬料的偏移現(xiàn)象。在焊接電流持續(xù)作用于局部區(qū)域時，熔融釬料中的Si元素偏聚于界面處，并且沿