超声波焊接能量对铜/铝导线接头结合性能的影响

以BVR2.5铜线和BLV6铝线为研究对象,采用超声波焊接连接铜/铝异种金属导线,利用SEM,EDS,XRD和万能拉伸试验机分析超声波焊接能量对铜/铝导线焊接接头结合性能的影响.结果表明,超声波焊接可以实现铜/铝异种金属导线的有效连接.随着焊接能量增加,铜/铝界面原子相互扩散距离增加,但未形成中间相,接头抗拉力先升高后降低.当焊接能量较低时,接头抗拉强度取决于铜/铝导线冶金结合面积;当焊接能量超过300 J时,接头抗拉强度取决于铝侧有效承载面积;当焊接能量为300 J时,接头获得峰值拉伸载荷(409.8 N±8.9 N),拉伸时在铝侧断裂,断口为韧性断裂,接头性能较好.

超声波焊接能量对大直径线束-端子接头性能影响

线束与端子的连接技术在新能源汽车上的需求日益增大。传统连接方式存在耗能高、性能不稳定、产生污染等缺点,因此超声波焊接技术被推广应用到新能源汽车的线束连接上。该文以EVRP5平方屏蔽高压线为研究对象,采用单一变量法对线束进行超声波焊接试验,以焊接能量为变量,通过力学性能测试、微观分析和超声波检测分析超声波的焊接机理。试验结果表明,当焊接能量为5 kJ时,接头抗拉力为2616 N;当焊接能量为11 kJ时,接头抗拉力提高至6650 N。在一定范围内,随着焊接能量的不断增大,接头由靠近工具头处和焊接界面处向内,由未连接状态到点连接、线连接、面连接最终逐渐形成原子间键合。

柔性智能超声波焊接工作站的设计与分析

随着汽车制造产业的快速发展,车型迭代和零部件更新速度加快,汽车零部件的生产须快速响应市场需求。超声波焊接工作站是一种自动化焊接设备,目前尚存在通用性不足、柔性低和智能化程度不高的问题。为此,设计和开发了一种柔性智能超声波焊接工作站。以模块化设计的方式构建了工作站物理系统,实现了工作站对不同汽车零部件的通用性;采用多种可切换的柔性组件,来提高焊装设备的柔性;集成和应用智能化技术,以提高工作站的智能化水平,提高设备的易用性。该工作站的技术参数优于国内同类产品,并在具体应用中实现了高效、智能和柔性生产。研究结果对推动汽车制造业的产业升级具有重要意义。

超声波焊接技术应用PDLLA接骨系统固定兔下颌骨骨折的有限元分析

目的探讨两种不同固定方式对兔下颌骨进行固定后的应力及位移影响。方法健康成年新西兰大白兔,雄性,2~4月龄,体重3.0~3.5 kg,制取兔下颌骨并造骨折模型。基于兔下颌骨标本Micro CT数据,使用软件进行处理后构建兔下颌骨骨折有限元模型。按照固定方式不同分为超声波焊接技术组(超声组)和传统内固定技术组(拧入组),利用模拟弯曲实验以及咬合实验分析两种固定方式下可吸收板、可吸收固定钉以及下颌骨位移及应力情况。结果弯曲实验中,超声组固定性能在位移方面较拧入组好,但在咬合实验中,超声组下颌骨所产生的位移较大,且集中于前牙区,使其稳定性降低,使用超声波焊接技术将颌骨进行固定后,进行咀嚼运动时固定钉易发生松动。结论超声波焊接技术固定性能及初期稳定性与传统内固定技术相似,但还需进行力学实验进一步明确其固定性能,使其更适合应用于口腔颌面部骨折。

热塑性复合材料大长宽比接头超声波焊接研究进展

热塑性复合材料由于密度低、力学性能优越、加工成本低且可回收,已被广泛应用于汽车工业、航空航天、医疗器械等领域。超声波焊接是较为常用的复合材料连接技术,其焊接速度快,焊接强度高,密封性好,清洁无污染,成本低廉。生产实践中,超声波焊接以单点静态焊接为主,焊接面积小。而热塑性复合材料结构件的连接往往需要更大尺寸的焊接接头,单点静态焊接技术难以满足生产需求。本文在总结现有超声波焊接搭接形式和接头类型的基础上,提出大长宽比接头的概念,对比大尺寸截面变幅杆焊接、超声波多点焊接、超声波连续焊接等大长宽比接头超声波焊接的解决方法,总结其研究进展,展望未来热塑性复合材料大长宽比接头超声波焊接需解决的问题和发展趋势。

不同铜线芯直径超声波焊接头性能的研究

对3种不同的线芯直径的10 mm双铜(Cu)导线接头进行超声波焊接试验。通过剥离试验、孔隙率计算、温度测量、扫描电子显微镜(SEM)研究分析了铜导线接头性能和失效形式。结果表明:线芯直径与接头抗剥离力正相关,线芯直径越粗接头力学性能越好。两根线芯直径为0.1 mm导线焊接的接头抗剥离强度未达标,失效形式为结合面完全分离无线芯断裂。直径增至0.2 mm时,接头抗剥离强度均达到标准,失效形式变为结合面处线芯的韧性断裂。焊接时的峰值温度有效影响了接头孔隙率,但孔隙率并不能完全作为判断接头成型质量的依据,部分导线在高温下仅发生塑性变形,而未能实现原子键合。此外,通过观察接头剖面发现,焊接接头形成了外紧内松的结构,与压块接触的接头上侧和与焊头接触的接头下侧几乎无空隙,而接头中间内侧则存在大量空隙。

定位夹具对CNTs/6061Al复合材料超声波焊接接头质量影响研究

采用超声波焊接制备CNTs增强铝基复合材料,针对超声波焊接定位不准,接头搭接面不贴合等问题,基于定位夹具以保证焊接过程质量,在工艺参数组合焊接能量500J,焊接压力0.45MPa,焊接振幅35μm下进行焊接试验。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对接头界面组织和成分进行了研究,并对焊接接头进行了剪切力和硬度测试。结果表明:在定位夹具下焊接的接头界面发生明显塑性且CNTs在铝基体扩散较好,接头强度显著提升,剪切力平均值达到786.55N、硬度为72HV,本研究对现有的有色金属超声波焊接制造工艺提出一种新的解决思路和方案,具有一定的工程应用价值和经济效益。

轻合金超声波焊接研究进展

轻合金材料凭借卓越的机械性能,在汽车制造、航空航天等众多关键工业领域得到了广泛应用。超声波金属焊接作为一项可靠的固相连接技术,在轻合金薄板材料的高强度连接方面展现出独特优势与广阔的发展前景。本文系统地介绍了超声波技术焊接工艺参数,并总结了近些年超声波焊接在铝合金、镁合金和钛合金薄板领域内,关于有限元模型构建、力学性能分析、微观结构特征及疲劳性能测试等方面的最新研究进展,展望未来该技术需加强和突破的探索方向。

超声波焊接对方形多极耳锂离子电池性能的影响

针对高能锂离子电池超声波焊接工艺参数验证,对超声波焊接后不同拉力、不同残留面积的方形多极耳锂离子电池内阻、倍率性能差异进行分析,制订了方形多极耳高能锂离子电池的超声焊接工艺标准,以保证高能锂电池焊接质量一致性及产品性能的一致性。

塑料嵌件的超声波焊接工艺及常见问题分析

文章介绍钢件上塑料嵌件的超声波焊接工艺,通过该结构的超声波焊接原理,结合产品需求确定焊接工艺及参数,以试验对比优化焊接过程,总结常见的焊接问题,形成可靠的焊接工艺,为类似结构的超声波焊接提供工艺思路和方法。

新能源汽车电流传感器超声波焊接工艺优化分析及改进验证

文章首先分析了新能源汽车电流传感器超声波焊接工艺问题,识别了焊接不良率的原因是焊点处塑料发生3种失效,并从机理层面定位焊点失效的主要原因与焊接工艺和焊缝区域力学性能有关;随后,开展超声波焊接工艺和注塑外壳性能等研究,定性对比不同超声波焊接工艺下的性能差异,同时,结合传感器实际运行工况环境要求,识别整车运行环境下焊点拉脱力可满足的边界值;最后,通过DOE试验分析,对不同焊接工艺下传感器焊点情况开展力学分析,评估产品的焊点形态和拉脱力分布,预测焊点的性能,固化出最优的焊接工艺参数,降低焊接的不良率。经过长期耐久测试,验证了焊点的性能,保证了电流传感器全生命周期可靠性。

2A12与2A11铝合金超声波焊接工艺与组织研究

对2A12-T3和2A11-O铝合金进行了超声波焊接,研究了不同超声波焊接工艺参数对焊接界面结合状况的影响。采用扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜研究了焊接界面的组织结构。结果表明,当超声波焊接振幅为30μm,焊接时间为0.2s,焊接界面结合状况较好,焊接界面的线性焊接密度接近100%。氩气保护也会对线性焊接密度产生影响。当焊接振幅为15μm时,氩气保护可提高线性焊接密度;但当焊接振幅为30μm,氩气保护对线性焊接密度无明显影响。超声波焊接过程中,焊接界面上产生波纹和漩涡状塑性流动,发生动态回复和连续动态再结晶,形成由位错缠结、位错胞、亚晶和细小晶粒组成的焊接界面组织。

焊接能量对铝/铜超声波焊接接头显微组织的影响

进行了1 mm厚铝/铜异种金属超声波焊接试验研究,分析了不同焊接能量输入对接头形貌、接合区塑性变形、原子扩散的影响.结果表明,工件在高频振动作用下,连接界面间会发生漩涡状塑性变形,形成局部机械自锁,有助于实现超声波接头的有效连接.焊接能量较小时,结合区域塑性变形量小,局部区域无法形成连接;焊接能量过大时,接合区域会出现空穴.SEM和EDS分析表明,能量过高时(2 000 J),接触界面区域会形成薄金属间化合物层,其主要成分为Al4Cu9.

超声波焊接聚乙烯接头温度场的计算及检测

利用波在粘弹性体中能量的转换机理，给出了超声波焊接聚乙烯时在接头处能量的转换形式，同时计算了接头处的温度分布。试验结果表明，所建立的能量模型及温度计算结果是合理的，这有助于建立合理的焊接工艺规范。

铝钛异质材料超声波焊接研究

进行6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金异种金属材料超声波焊接研究,采用EDS和金相显微镜分析接头的微观组织结构,利用撕裂实验及硬度测试来评定接头的力学性能。研究表明,6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金具有良好的超声波焊接性能,焊接接头的强度满足使用性能,且得到最佳超声波焊接时间为170 ms,焊接压力为0.4 MPa。

轻金属材料超声波焊接的研究现状

介绍了铝合金、镁合金的国内外超声波焊接的最新研究现状,分析了各种工艺方案的特点与效果。以往的研究结果表明:焊前用乙醇润湿铝合金表面可提高其超声波焊接性,而对于镁合金则通过卤化处理可以有效地提高其超声波焊接接头强度;采用一定的钎料对铝合金、镁合金进行超声波钎焊能较好提高其接头力学性能。并指出了超声波钎焊将成为今后铝合金、镁合金等轻金属超声波焊接的发展方向。

塑料超声波焊接质量影响因素的研究进展

文摘从焊接材料、工艺参数、焊接面连接形式等方面综述了塑料超声波焊接对焊接质量的影响规律。低熔点、高表面摩擦系数的材料容易进行焊接,焊接质量主要受焊接时间、压力等因素的影响,导能筋及连接层的引入有利于提高焊接质量,并指出了塑料超声波焊接的发展方向。

塑料超声波焊接过程及质量研究 I焊接过程接头熔化状态分析

采用抗冲击型聚苯乙烯 (HIPS)标准试件 ,利用热电偶测温系统对焊件接触表面的温度变化进行了实时检测 ,并利用OFV— 5 0 2型激光干涉仪对焊件下塌量的变化过程进行了研究 .发现塑料超声波焊接过程具有导能筋熔化、熔化膜形态变化、熔化挤出平衡及保压四个明显的阶段 ,这对超声焊接质量的分析具有重要的指导意义 .

超声波焊接下光纤埋入金属基体的热机耦合有限元分析

超声波焊接低温、低压和低能耗的加工特点使得光纤传感器埋入到金属基体中成为可能.综合考虑超声波金属焊接中的表面效应、体积效应和热效应,建立起有限元计算分析模型.该模型实现了光纤传感器埋入铝合金6061基体的热-机耦合有限元分析.通过调整压力、振幅、频率和焊接时间等主要参数,研究不同参数对超声波焊接下埋入光纤传感器的温度、应力分布的影响规律.

工艺参数对Cu/Al大功率超声波焊接微观组织和力学性能的影响

尽管大功率超声波焊接可以更好的焊接较高的导电、导热性的材料,但是对焊接机理的认识还很少.为了深入明晰焊接过程以及得到高质量的Cu/Al焊接接头,研究了不同夹紧力、焊接时间、焊接振幅以及焊头形状对Cu/Al大功率超声波焊接的界面温度、中间相生长和接头力学性能的影响.结果表明,随着夹紧力的增大,界面中间相厚度先增大后减小.随着焊接振幅的下降,界面温度的降幅增大且中间相厚度呈现近似线性下降.最优的焊头齿数为9个,焊头齿数的增多和减少均会导致界面温度降低和焊接裂纹产生.为获得较高的Cu/Al大功率超声波焊接质量,焊接振幅应设置为最高.对焊接接头的拉伸断口进行扫描电镜测试表明,Cu/Al超声波焊接接头的断裂模式是韧性-脆性复合断裂.研究结果为优化超声波焊接工艺参数提供了指导.