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超声波焊接方面有关论文范例,与超声波焊接镍/铝异种金属相关发表论文
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关论文范例4焊接工艺参数对镍/铝实施超声波焊接,得到9组焊接参数下的试样,并对各参数下的焊件试样进行分析.3.3金相试样制备
（1）取样超声波焊接实验完毕后,沿所得试样焊接接头截面中间垂直剪开,取中间焊合的部分作为分析试样.
（2）镶嵌因焊件试样非常小,而且用于观察界面组织特征,所以必须进行镶嵌.镶嵌时,待温度上升至110℃时进行压力加载,保温8～12min即可.
（3）打磨将镶嵌试样依次用400#、800#、1000#、1500#、2000#的水砂纸进行打磨.砂纸粒度由粗到细,打磨过程中,用力应轻时间应短,保持试样与砂纸平行,摩擦方向与试样条形走向一致.磨光后用水清洗,以避免磨面上残存的磨料微粒与游离金属划伤试样表面.
（4）抛光在抛光机上用细绒布和金刚石研磨膏（粒度2.5μm）和对试样进行机械抛光,除去打磨后留下的划痕,将观察面抛光成接近光滑镜面.用金相显微镜观察接头显微组织并记录.
3.4焊接工艺参数优化
本文因限于实验条件,仅将抛光得到的焊件试样用金相显微镜进行观察,分析焊接工艺参数的不同对接头界面的显微组织造成的影响.不同焊接时间下的接头焊缝微观组织,可以看出,焊接时间为50ms时,接头焊接效果非常好,焊接界面整齐,镍/铝异种金属完全结合；当焊接时间为80ms,铝上表面已经出现了压溃的现象,焊头上的凸点把铝薄片大部分压穿,焊接效果不佳；当焊接时间为110ms,焊接接头的接触界面虽然紧紧贴合在一起,但是铝片全部被焊头压穿,压损的程度更加严重,接头质量受到了严重的影响.
焊接时间对接头质量影响很大,焊接时间不够,金属表面氧化膜来不及被氧化,只形成几个凸点间的焊接,接头强度低,甚至不能有效形成接头,如在焊接压力为0.3MPa,焊接时间为40ms时,镍/铝接头无法有效连接.随着焊接时间的延长,超声波能量在两焊件之间产生充分的振动,从而使镍/铝焊接接头获得足够的能量,可以增加焊件之间的接触面积,有利于焊点强度快速增加,而且在某个焊接时间范围之间接头强度持续增加.当焊接时间超过一定的范围,焊点强度转而开始减小,这是因为焊件的热量增加过多,温度升高,塑性增强,上声极表面的微齿陷入焊件中,使焊件产生严重变形,容易使焊点发生压损,而且使焊件之间的接触面积减小,所以接头强度降低.不同焊接压力下的接头焊缝显微形貌,可以看到,焊接压力为0.25Mpa时,焊接界面出现了一大段没有焊合的区域,实际上没有形成理想的连接；焊接压力为0.3MPa时,焊接界面整齐,完全焊合,镍/铝异种金属完全结合在一起,接头焊接效果非常好；当焊接压力为0.35MPa时,铝薄片完全被上声极凸点压穿,甚至陷入了镍薄片里面,造成接头实际结合面减小,焊接效果不好,接头质量差.
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根据上述分析可知,在工件位置为铝在上镍在下、焊件表面清洁的条件下,当焊接时间为50ms,焊接压力为0.3MPa,焊接延时为400ms,接头焊接效果最佳,得到了最佳的焊接接头.焊接过程中,焊接压力为0.3MPa时,焊接时间在一定范围内（50ms～100ms）会提高焊接接头强度,但焊接时间过长（超过120ms）,会使焊件压溃,产生裂纹.同样地,焊接时间为80ms时,当焊接压力持续增加时,在一定范围内（0.25MPa～0.35MPa）使焊接界面的焊合率增大.但焊接压力过大（超过0.4MPa）时,镍/铝焊接接头强度不升反降.
4结束语
在实验过程中,尝试过用腐蚀液对接头金相试样进行腐蚀.由于镍、铝的化学性质相差较大,不同的金属必须使用不同的腐蚀溶液,但腐蚀效果不明显,经过多种腐蚀溶液的尝试,均无法观察到铝的明显组织特征,在今后研究中需要找到理想的腐蚀剂进行腐蚀.实验过程中发现,当未对镍、铝进行表面清理时,镍/铝焊接不足,无法实现有效连接；在其他工艺参数不变时,清理后的焊件能够形成可靠接头.其中的具体原因也是值得探究的.影响镍/铝焊接接头微观形貌的因素可能还有工件的相对位置,焊件的厚度等,这些都有待研究.关于镍/铝超声波焊接接头的具体形成机理,限于实验条件,本文的探讨有限,但它一定是值得我们去不断研究的.随着实验条件的改善,还有待于进行深入的探究以揭示其本质机理.
参考文献
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作者简介：张磊（1977-）女,河南郑州人,本科,讲师,研究方向：金属材料与热处理.
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