铝钛轻合金多种连接工艺力学性能对比

选用5A06铝合金与TA1钛合金进行热熔钻铆、超声压铆和超声自冲铆连接试验。通过静拉伸试验研究了板材搭接方式对各组接头力学性能的影响。结果表明,铆接时软板在上时,热熔钻铆接头与超声自冲铆接头的力学性能显著提高,板材搭接方式对超声压铆接头影响较小。热熔钻铆接头具有最佳的缓冲吸震性能,但是稳定性较差,应用于车身结构时较为局限。超声压铆接头成本低且工艺简单,但其抗剪切性能差,不适用于承受大应力的车身结构。与其他两种连接方式相比,超声自冲铆连接稳定性最佳,具有最佳的抗拉伸能力与剪切刚度,适用于车身轻量化领域的大部分结构。

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。

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。

钛铝同异种合金热熔钻铆接头的力学行为及失效机理

以TA1钛合金和5A06铝合金作为实验板材,采用热熔钻铆技术进行连接,通过静拉伸实验和扫描电镜实验对接头的静力学行为及失效机理进行了系统的研究。结果表明:当铝板在下进行铆接时,更有利于形成长而厚的衬套,成形质量更佳,且钛板在上时板材与铆钉间螺纹的啮合程度较低;FTT接头的力学性能最佳并具有最高的缓冲吸震性能,FAT接头的力学性能远高于FTA接头;铝板为下板时,失效形式为典型的韧性断裂特征,铝板为上板时,失效形式呈现脆性断裂特征;钛板断口呈现出剪切断裂和韧性断裂共同作用的混合断裂形式;FAA接头的钉头几乎未损伤,FTT接头的钉头受损严重。