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超声波铝合金焊接措施

焊接金属材料时,超声波发生器产生的超声频率振动电流,超声波换能器利用逆压电效应使之转换成弹性机械振动能,并通过声学系统向焊件输入。

两被焊工件的接触界面在静压力和弹性振动能量的共同作用下,通过摩擦、温升和变形,使氧化膜或其他表面附着物被破坏,并使纯净界面之间金属原子无限接近、产生结合与扩散,实现可靠连接。

人们环保节能意识的增强,铝合金类轻金属越来越受青睐。

传统焊接

铝合金其良好的导电性、导热性致使在电阻点焊时需采用较大的焊接电流,从而导致了能耗、电极磨损等问题。

超声波焊接

超声波焊接过程中焊件不通电,不需要外加热源,可用于高导电、高导热性材料连接。因此对的超声波金属焊接进行了广泛而深入的研究。

提高强度的措施

铝合金超声波焊接的关键是对于覆于其上的氧化膜进行破坏

利用盐酸酒精溶液在焊前对铝合金表面进行电解研磨、干燥后对其进行超声波焊接。焊接时,超声振动能通过上声极与上焊件传至焊件间的接触表面上,产生剧烈的相对摩擦,从而达到破坏、排挤和分散表面的氧化膜及其他附着物,并使接触面温度升高。温度升高可促进界面原子扩散及金属塑性变形,进而连接。

静压力和超声波振动时间是超声波焊接的两个主要焊接参数,对接头强度有着重要影响。

静压力及接合时间的增加,接合界面温度随之升高,促进了被焊材料的塑性变形及界面原子的扩散,而致使接头性能改善;但是,过大的静压力会导致试样间的摩擦力增加,试样间的相对摩擦减小,限制了接合面积扩展,因而接头强度不但得不到提高,甚至在焊接过程中上声极与试样发生粘着。

通过乙醇润湿铝合金表面可以改善其超声波焊接性。

实际应用的问题

表面氧化膜的破除是铝合金超声波焊接的关键,但在实际焊接中,材料表面微观上粗糙不平,处于表面凹处的氧化膜很难被破除。

采用超声波钎焊的方法对铝合金进行焊接。

在铝合金超声波钎焊中,采用能与铝发生共晶反应的物质作为钎料,由于钎料的填充不仅能够使处于凹处的氧化膜在较低静压力下被破碎,而且由于铝和钎料间相互扩散及共晶液相的形成能促进氧化膜的除去利用超声波钎焊可获得可靠的铝合金接头。

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