鎂、鋁合金應(yīng)用于汽車工業(yè)能好地滿足汽車輕量化發(fā)展要求,但是焊接時具有較差的焊接性能和極易形成脆性金屬間化合物,以至于采用常規(guī)的熔焊方法很難進(jìn)行焊接。超聲波金屬焊接是一種廣泛應(yīng)用于輕質(zhì)金屬焊接的固相連接技術(shù),對焊接性較差的Mg/Al異種金屬焊接也具有獨(dú)特的優(yōu)勢。本文通過萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、掃描電子顯微鏡（SEM）、電子背散射衍射（EBSD）等方法,研究了AZ31B/6061異種金屬超聲波焊接以及添加中間夾層時接頭的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)以及界面反應(yīng)行為。采用田口方法優(yōu)化焊接工藝參數(shù),獲得Mg/Al超聲波最佳焊接參數(shù)為P=1400 W、t=700 ms、F=0.5 MPa;通過改變焊接時間來控制對接頭的焊接能量輸入,結(jié)果表明接頭拉剪力和剝離力均隨著焊接能量的增加而先增大后減少;在焊接能量為980 J時接頭達(dá)到最大的剝離力為107 N,焊縫失效形式為出局部Al熔核拔出斷裂。當(dāng)焊接能量為1540 J時,焊縫界面形成由Al₁₂Mg₁₇和Al₃Mg₂組成²0μm厚的脆、硬IMC層,惡化了接頭力學(xué)性... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mg-Al二元合金相圖

圖 1.2 超聲波焊接系統(tǒng)超聲波可以被用來焊接硬熱塑性塑料、薄膜和金屬等。其中超聲波金屬的優(yōu)點(diǎn)有如下幾點(diǎn)[47]：1）焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性，可焊接的材料種類多；2）焊后基本不增加焊縫電阻率，因此工件的導(dǎo)電性好，3）金屬表面狀態(tài)對焊接性能影響較小，表面有氧化膜或涂層均可焊接；4) 焊接速度快、效率高和功耗小，不需任何助焊劑、氣體、粘結(jié)劑等；5) 焊接無火花，環(huán)保安全。但是超聲波焊接也存在著一些缺點(diǎn)，比如只適合搭接接頭，對于角接和對接頭還不適用，同時由于設(shè)備的功率限制導(dǎo)致目前只能應(yīng)用在較薄的板材。超聲波焊接系屬于壓力焊的一種，與電阻點(diǎn)焊相類似一個焊接循環(huán)也可“預(yù)壓”、“焊接”和“維持”三部分，焊縫成型主要經(jīng)歷振動摩擦、溫升和

熱電偶具有穩(wěn)定性最好，準(zhǔn)確度最高，測溫的溫區(qū)寬和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)采用的超聲波點(diǎn)焊設(shè)備為無錫尼可公司生產(chǎn)的型號為 NC-2020A 焊機(jī)（如圖 1 所示），焊接時超聲振動頻率為 20 kHz，最大輸出功率為 2 kW，焊頭的焊點(diǎn)面積為 15×6 mm2，焊座面積為 40×20 mm2，可焊接最大材料厚度~3mm。超聲波焊頭的壓力通過空氣壓縮機(jī)提供，可調(diào)節(jié)的氣缸壓力為 0.2MPa~0.7MPa，調(diào)節(jié)氣缸的壓強(qiáng)值對應(yīng)于焊頭作用在材料的壓力可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算獲得[64]：F=Pπ 24(1.1)其中 P 為超聲波焊機(jī)氣缸壓強(qiáng)（MPa）；D 為氣缸直徑（54mm）；F 為加載到試樣的靜壓力即焊接壓力（N）。例如可以計(jì)算氣缸壓強(qiáng) 0.3 MPa、0.4 MPa 和0.5 MPa 對應(yīng)的焊頭作用于材料表面的壓力為 687.07 N、916.06 N 和 1145.11 N。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]拉伸應(yīng)變速率對316不銹鋼微觀組織演變及力學(xué)性能的影響[D]. 孫伶俐.鄭州大學(xué) 2018
[3]基于田口方法及有限元分析的汽車頂蓋工藝參數(shù)優(yōu)化的應(yīng)用研究[D]. 孟偉.沈陽大學(xué) 2017
[4]車用A5052鋁合金與DP 600高強(qiáng)鋼電阻點(diǎn)焊研究[D]. 陳建斌.重慶大學(xué) 2017
[5]輕質(zhì)鎂合金動態(tài)力學(xué)特性及其在汽車中的應(yīng)用研究[D]. 付海龍.清華大學(xué) 2016
[6]AZ31BMg/6061Al異種合金CMT焊接工藝及接頭組織性能研究[D]. 劉猛.江蘇科技大學(xué) 2016
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