鎂、鋁合金應用于汽車工業(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)的熔焊方法很難進行焊接。超聲波金屬焊接是一種廣泛應用于輕質(zhì)金屬焊接的固相連接技術,對焊接性較差的Mg/Al異種金屬焊接也具有獨特的優(yōu)勢。本文通過萬能拉伸試驗機、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性能、微觀結(jié)構(gòu)以及界面反應行為。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,惡化了接頭力學性... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：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)點有如下幾點[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，比如只適合搭接接頭，對于角接和對接頭還不適用，同時由于設備的功率限制導致目前只能應用在較薄的板材。超聲波焊接系屬于壓力焊的一種，與電阻點焊相類似一個焊接循環(huán)也可“預壓”、“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，準確度最高，測溫的溫區(qū)寬和使用壽命長等優(yōu)點。2.2 實驗設備本實驗采用的超聲波點焊設備為無錫尼可公司生產(chǎn)的型號為 NC-2020A 焊機（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)氣缸的壓強值對應于焊頭作用在材料的壓力可以通過以下公式進行計算獲得[64]：F=Pπ 24(1.1)其中 P 為超聲波焊機氣缸壓強（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）。例如可以計算氣缸壓強 0.3 MPa、0.4 MPa 和0.5 MPa 對應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】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]用于汽車輕量化的鋁合金的感應加熱電源研究[D]. 郝達.西安理工大學 2018
[2]拉伸應變速率對316不銹鋼微觀組織演變及力學性能的影響[D]. 孫伶俐.鄭州大學 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)化的應用研究[D]. 孟偉.沈陽大學 2017
[4]車用A5052鋁合金與DP 600高強鋼電阻點焊研究[D]. 陳建斌.重慶大學 2017
[5]輕質(zhì)鎂合金動態(tài)力學特性及其在汽車中的應用研究[D]. 付海龍.清華大學 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 2016
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