超声波金属焊接中的温度与应力分布

综合考虑焊接过程中的高频摩擦生热和塑性变形生热,建立了二维有限元模型,用于模拟铝合金(AA6061)薄片超声波焊接的温度场与应力场分布,并分析了焊接压力、焊接时间及材料的厚度等对焊接过程中材料的瞬态温度与应力分布的影响规律.结果表明,在超声波金属焊接的过程中,焊接时间和焊接压力对温度与应力的分布起到了主要作用.

AA6061铝合金超声波金属焊接计算分析模型

实现AA6061铝合金超声波金属焊接有效连接的关键机制是表面效应和体积效应。表面效应是焊接接头界面的摩擦;而体积效应存在于整个焊接过程中,影响了金属工件成形应力和形变。基于超声波焊接的关键机制建立了AA6061铝合金的材料模型和界面接触摩擦模型,依托ABAQUS有限元软件进行了铝合金超声波焊接的热-机耦合数值模拟分析。结果表明:与超声焊极相接触的铝合金界面产生最高温度和剧烈塑性变形,但低于母材熔点温度值。当焊极压力175 MPa,振幅8.4μm,加载时间60 ms时,界面最高温升至357.5℃,随着超声焊极压力持续增加铝合金表面发生粘焊。

锂电池极片超声波金属焊接机的设计

根据锂电池电极焊接工艺要求,提出了一种基于压电陶瓷纵向振动的机械结构形式,设计了一种全数字化控制的超声波金属焊接机电源系统。该电源系统采用移相PWM数字振幅控制、振幅阶梯输出、可编程的缓启动,自动焊头频率搜索及自动频率跟踪等技术。实际使用证明,该机能快速实现自动频率跟踪、精确振幅控制、完善故障保护。

超声波金属焊接信号采集与分析系统

为了对超声波金属焊接过程进行分析并提取反应焊接质量的特征值,设计了一种基于LabVIEW的数据采集系统,主要包括传感器、信号调理电路、数据采集卡、系统主程序等四部分。本系统实现了对超声波金属焊接过程参数的采集、显示、存储和分析。采用小波分析的方法对电流信号进行分解,探索电流信号与焊接质量相关联的特征。超声波金属焊接试验结果表明,采集系统能够对多路信号进行同步准确的采集和初步分析;电流信号基频频率段信号的幅值,变化趋势在一定程度上反应焊接质量,电流信号基频频率段信号有效平均值过小或者变化趋势不明显都将导致焊接失效。

超声波金属焊接工艺参数相关性分析

为优化超声波金属焊接工艺参数,对各工艺参数之间相关性以及工艺参数对峰值功率和焊接接头拉力的影响开展研究。通过试验研究了时间模式和能量模式下振幅、焊接时间、焊接压力和焊接能量与峰值功率及焊接接头拉力的相互关系。试验结果表明,峰值功率与焊接模式无关,仅与焊接工艺参数等因素相关,而焊接接头拉力不仅与焊接工艺参数相关,同时也受焊接模式影响。

大直径电感与导线超声波金属焊接的研究

针对超声波金属焊接目前只适用于丝,箔,片等薄件的连接,绝大多数情况下只适用于搭接接头,线材和线材间,线材和薄板件间的连接。在铜棒与导线间超声波金属焊接的研究,我们做了深入分析。本研究采用不同的振动能量,研究铜棒与2.5平方的线材和3平方的线材的结合可靠性。结果证明,大直径电感类产品铜棒与金属铜导线的连接,采用超声波金属焊接的可行性是比较高的。

超声波焊接埋入镍基光纤光栅的温度传感

超声波金属焊接具有低温、低压及低能耗的加工优点,可用于埋入智能单元光纤布拉格光栅传感器(FBG),制备3D智能金属结构。而在埋入金属基体过程中FBG易应力失效。采用复合镀镍方法对FBG进行预保护,基于金属化FBG(MFBG)使用超声波焊接工艺埋入至厚度300μm的AA6061铝基体中,以获得3D智能金属结构。结果表明:超声波焊接下MFBG可埋入铝基体中;对超声波焊接制备的3D智能金属结构进行了温度传感与透射谱检测分析,温度灵敏度提高了1倍多,且温度传感线性度较好,有效抑制了温度交叉敏感性;埋入铝基体后FBG谐振谱布拉格峰出现了蓝移与峰值损耗降低。

钛合金Ti6Al4V超声波焊接研究

结合超声波金属焊接方法的特性和钛合金的焊接性分析,得出超声波金属焊接方法极其适用于钛合金薄片的焊接;通过扫描电镜观察和撕裂试验,对Ti6Al4V钛合金在不同焊接工艺参数下的焊接接头的横断面形貌及其力学性能进行了分析。结果表明:随着焊接时间的增长(即焊接能量的增大)接头横断面的削减程度增大,焊接时间是焊件质量的决定性因素;在1144.53N的静压力下Ti6Al4V钛合金的最佳焊接时间为125ms,其界面结合强度最高。

铜-铝异种金属超声波焊缝成型机制与接头性能研究

对铜箔-铝箔进行超声波焊接试验研究,优化设计工艺参数;采用金相显微镜、能谱仪、扫描电镜等分析焊接接头的微观组织;采用高速摄影系统实时监控焊接过程,研究超声波焊缝成型机制。结果表明:焊接压力,焊接振幅、焊接时间对接头性能影响很大,这些工艺参数过大或过小都会使接头强度降低。当焊接压力0.20 MPa,焊接振幅30 um,焊接时间0.05 s时,接头强度达到最大值,破断拉伸力为200 N。保持压力和振幅不变,随着焊接时间的增加,铜-铝接头的有效连接长度增加,接头强度增加;进一步增加焊接时间,铜-铝接头有效连接长度没有明显变化,接头强度下降。超声波焊接可分为四个过程:初始接触,摩擦产热,焊接软化,固相结合。

铝塑复合管的超声金属焊接

本文主要介绍了金属材料超声焊接的特点，原理分析、焊接强度与参数的关系及在铝塑复合管生产中的应用。

6061铝合金超声波点焊温度场数值模拟及试验

针对超声波焊接过程中温度演化过程监测存在的困难,考虑焊接过程中塑性变形产热和高频摩擦产热,建立了三维超声波焊接热-结构耦合Ansys有限元模型,模拟了6061铝合金超声波金属焊接过程,计算了不同焊接参数下的温度场,用细丝热电偶测温试验验证了焊接温度.结果表明,焊接过程中焊接区域最高温度模拟值与试验值误差在5%以内,表明了模型的准确性;温度最高处位于焊接区域中心位置,高温区随焊接时间的增大而增大;超声波金属焊接过程中,温度场主要受焊接压力及焊接时间的影响.

超声自冲铆复合连接成形性及力学行为研究

该文选用6061和2A12航空铝合金薄板材料,进行自冲铆接和超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声自冲铆接成形性及力学行为。结果表明:超声自冲铆接头较自冲铆接头的内锁量提升了44.8%;其钉头高度下降了34.4%;超声自冲铆接头的静载强度提升了18.1%,缓冲吸震性能提升了17.5%;超声焊接致使自冲铆接头的铆钉颈部与上板接触区域、铆钉腿部与上板接触区域形成固相焊;超声焊接可有效提高自冲铆接头的稳定性。

金属焊接技术及其应用探讨

对于金属焊接技术的广泛应用,已经不单纯是连接不同金属的一般工艺性能,同时还可以被作为一种独特的艺术表现语言而更加被人所青睐。并且,金属焊接技术广泛的利用于新材料的制备、航天及核能工业,并且对于高精度的零件密封等技术都有着较为优越的应用。本文就无电金属焊接技术以及超声波金属焊接技术来进行介绍及探讨,这两种新型的焊接技术是目前较为提倡的先进焊接技术。

浅谈金属焊接技术及其应用

近年来，随着我国经济的不断发展，焊接技术已经成为我国制造业中不可或缺的一项技术，并且在我们日常生活中所使用的各种产品中，几乎也都要用到焊接技术，其应用范围极为广泛。本文主要对目前较为新型的无电金属焊接技术的应用和超声波金属焊接技术的应用进行浅谈，仅供参考。

“2016深圳高效智能焊接论坛”成功举办

9月21日,'2016深圳高效智能焊接论坛'在深圳会展中心举行,本届论坛由广东省机械工程学会、广东省机械工程学会焊接分会、广州纵览会展有限公司等单位联合举办,并得到广东省机器人协会、广东省机器人产业技术创新联盟、广东省焊接技术研究所、广东省焊接产业技术创新联盟、珠海市焊接协会、珠海先进装备制造行业协会等多家机构的支持。