超聲強(qiáng)化瞬間液相擴(kuò)散焊（U-TLP）可在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)難潤(rùn)濕材料的快速連接,是一種高質(zhì)量、高效率、低成本的先進(jìn)連接方法.文中以AZ31B鎂合金為基材,純Zn為中間層,分析超聲作用下結(jié)合區(qū)組織演變規(guī)律,探究AZ31B鎂合金U-TLP接頭缺陷形成機(jī)理.結(jié)果表明,隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng),結(jié)合區(qū)組織由細(xì)小的Mg-Zn共晶相及MgZn,Mg7Zn3相組成的共晶花紋組織逐漸向擴(kuò)散完全的α-Mg固溶體轉(zhuǎn)變,接頭壓剪強(qiáng)度隨之提高.但隨超聲時(shí)間的延長(zhǎng),結(jié)合區(qū)產(chǎn)生孔洞缺陷的幾率增加,當(dāng)超聲時(shí)間增加至60 s時(shí),孔洞缺陷占焊縫總長(zhǎng)度的46.4%,接頭壓剪強(qiáng)度為55 MPa,為母材壓剪強(qiáng)度的64.7%.采用在冷卻過(guò)程中二次超聲強(qiáng)化工藝可有效提高原子擴(kuò)散程度,接頭壓剪強(qiáng)度同比提高17%. 

【文章來(lái)源】：焊接學(xué)報(bào). 2020,41(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

U-TLP過(guò)程原理圖

壓剪強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程示意圖

圖4為焊縫截面宏觀形貌，由圖4計(jì)算獲得焊縫區(qū)液相結(jié)合區(qū)(指以釬焊形式結(jié)合，未發(fā)生充分的擴(kuò)散)、擴(kuò)散結(jié)合區(qū)(Mg,Zn元素發(fā)生較充分?jǐn)U散)缺陷長(zhǎng)度及占焊縫總長(zhǎng)比率(簡(jiǎn)稱占比)，如圖5所示，圖6為圖4中不同特征區(qū)域顯微結(jié)構(gòu).由圖4及圖5可知，當(dāng)超聲時(shí)間為5 s時(shí)，焊縫區(qū)主要為焊接溫度下為液相的Mg-Zn低溫共晶，如圖6a所示，是典型的釬焊結(jié)合形式，液相結(jié)合區(qū)長(zhǎng)度占總焊縫的94.5%；超聲時(shí)間增加至20 s，如圖6b所示，焊縫出現(xiàn)局部擴(kuò)散結(jié)合區(qū)(長(zhǎng)度占比13.0%)，液相結(jié)合區(qū)整體變窄；超聲時(shí)間為30 s時(shí)，如圖6c所示，擴(kuò)散結(jié)合區(qū)更為連續(xù)，占比增加至47.1%；超聲時(shí)間增加至60 s時(shí)，如圖6d所示，液相區(qū)進(jìn)一步減少，但存在明顯的縮孔缺陷，缺陷長(zhǎng)度占比達(dá)46.4%.結(jié)合以上結(jié)果可知，隨著超聲時(shí)間的增加，焊縫由液相結(jié)合向擴(kuò)散結(jié)合轉(zhuǎn)變，但超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易使焊縫中產(chǎn)生孔洞缺陷而影響接頭質(zhì)量.圖4 TLP截面宏觀形貌

【參考文獻(xiàn)】：
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