液態(tài)釬料聲致鋪展的物理機(jī)制及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、作為目前釬焊領(lǐng)域的新寵，超聲波釬焊目前備受廣大學(xué)者關(guān)注。多數(shù)學(xué)者更注重超聲波釬焊的實(shí)際應(yīng)用，而對(duì)其基本的鋪展過程關(guān)注較少。本文以超聲波作用下液態(tài)釬料在尺寸為50mm×30mm×3mm的母材表面的鋪展為例，對(duì)鋪展動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行總結(jié)和模擬計(jì)算，同時(shí)對(duì)鋪展的界面力學(xué)進(jìn)行探究。
　　通過鋪展過程的高速攝影視頻，總結(jié)不同母材、超聲波振幅、頻率等條件下鋪展的動(dòng)力學(xué)過程，并總結(jié)了鋪展過程中的兩種現(xiàn)象：漣漪波紋和霧化。提出超聲波作用下液態(tài)釬料鋪展

2、的基本物理過程，并建立完整的物理模型。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)鋪展前沿氧化膜的去除情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鋪展前沿受到阻擋后，釬料下方氧化膜能夠去除。
　　通過利用ANSYS軟件對(duì)不同條件下母材表面的振幅大小及分布進(jìn)行模擬計(jì)算，發(fā)現(xiàn)母材特性和振動(dòng)條件都會(huì)對(duì)母材表面的振形及分布造成影響。母材表面振動(dòng)幅值隨著超聲振幅增大、母材彈性模量增大而增大，但振形不變；超聲頻率和母材尺寸的改變，母材表面的振形和分布都會(huì)發(fā)生改變。并且在相同條件下通過釬料中心的不同路

3、徑的振動(dòng)情況也不相同。
　　利用流體力學(xué)軟件對(duì)不同條件下的鋪展過程進(jìn)行模擬，并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。模擬計(jì)算得到的鋪展速度與鋪展時(shí)間的關(guān)系與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　通過模擬計(jì)算找到鋪展的臨界振幅和臨界振動(dòng)頻率。對(duì)振幅為6μm、頻率為21.9kHz時(shí)時(shí)鋪展前沿三相界面處的受力狀態(tài)進(jìn)行求解，同時(shí)求解出振幅為0.2μm時(shí)臨界鋪展力為782Pa。并對(duì)加擋板后釬料與母材接觸面處聲壓進(jìn)行模擬計(jì)算，發(fā)現(xiàn)由釬料中心到鋪展前沿，釬料與母材接觸面