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    基于高功率超聲波焊接的汽車鋁合金板件力學(xué)性能分析

    2017-12-06 07:31:30王淼
    汽車文摘 2017年6期
    關(guān)鍵詞:板件高功率輕質(zhì)

    基于高功率超聲波焊接的汽車鋁合金板件力學(xué)性能分析

    實(shí)現(xiàn)汽車輕量化能夠改善汽車燃油消耗,因而成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向,而通過采用新型輕質(zhì)材料能夠?qū)崿F(xiàn)汽車的輕量化。常用的輕質(zhì)材料包括鋁合金、鎂合金、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等??紤]成本、拉伸強(qiáng)度等因素,應(yīng)用最廣泛的輕質(zhì)材料為鋁合金材料。在進(jìn)行鋁合金板件焊接時(shí),由于其膨脹系數(shù)較大,因而采用傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊可能會造成焊接處的連接脆性較大、焊接不穩(wěn)定。而開發(fā)出的攪拌摩擦焊在實(shí)現(xiàn)鋁合金板件的焊接時(shí),所需要的循環(huán)時(shí)間較長、能源消耗較大。對此,又開發(fā)出了一種鋁合金板件的焊接方式,即高功率超聲波焊接。

    高功率超聲波焊接利用高頻振動波傳遞到2個(gè)需要焊接的物體表面,在加壓的情況下,使2個(gè)物體表面相互摩擦形成分子層間的接合,實(shí)現(xiàn)焊接。將高功率超聲波焊接應(yīng)用在汽車行業(yè)中,需要對其焊接處的力學(xué)性能進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證通過試驗(yàn)進(jìn)行,試驗(yàn)選擇厚度為0.92mm的6111T4鋁合金材料,將其制造為尺寸25mm×100mm的鋁合金板件。采用美國三和科技生產(chǎn)的2.5kW MH2016超聲波焊接系統(tǒng)進(jìn)行焊接,設(shè)定運(yùn)行頻率20.5kHz、焊接時(shí)間0.62s、焊接壓力1.4kN。使用電子背散射衍射(EBSD)方法對高功率超聲波焊接區(qū)域內(nèi)動態(tài)再結(jié)晶和晶粒生長過程進(jìn)行觀測,并利用K形熱電偶對焊接區(qū)域的溫度進(jìn)行檢測,利用萬能試驗(yàn)機(jī)對焊接試樣的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測量。結(jié)果顯示:①焊接區(qū)域內(nèi)結(jié)晶的數(shù)量,隨著焊接時(shí)間的增加而增加,相應(yīng)焊接強(qiáng)度也隨之增加;②焊接過程中,焊接區(qū)域的最高溫度為440℃;③焊接試樣承受的極限拉伸力為2.9kN。

    刊名:Materials Characterization(英)

    刊期:2016年第118期

    作者:Farid Haddadi

    編譯:王淼

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