6061鋁合金超聲波焊接接頭組織與性能研究
發(fā)布時間：2020-11-3 14:23:54
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6061鋁合金具有中等強度、耐腐蝕、加工性能好、可焊接性強等優(yōu)點，已廣泛用于功能和結(jié)構(gòu)材料。國內(nèi)外常采用傳統(tǒng)的焊接方法(如MIG、TIG等)對此類合金進行焊接，但所焊接的接頭強度不夠，且焊縫容易產(chǎn)生氣體、夾渣、裂紋等缺陷。超聲波焊接技術能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)焊接方法難以焊接的鎂合金、鋁合金等低熔點材料的連接，再加上其節(jié)能、環(huán)保、操作簡便等突出優(yōu)點。本文將詳細研究6061鋁合金進行超聲波焊接后的接頭顯微組織、表面形貌和力學性能，得到6061鋁合金超聲波焊接的較佳工藝參數(shù)，并分析鋁合金表面處理對其焊接性能的影響，以促進超聲波焊接這種先進的連接技術在輕質(zhì)合金連接方面的應用。
實驗選用0.3mm厚的6061鋁合金，試件尺寸為160mm×18mm×0.3mm。采用超聲波金屬點焊機對裁剪好的兩片鋁薄片進行焊接，其工作頻率為20kHz，振幅為35um，焊接壓力和焊接時間均可調(diào)，焊頭尺寸為8mm×8mm。焊接時間從40~140ms變化，氣缸壓強從0.1~0.6MPa變化。氣缸壓強與焊接壓力的關系為：焊接壓力=(氣缸面積/焊點面積)×氣缸壓強。本實驗設備中，焊點面積為88mm2，氣缸直徑為53mm，經(jīng)換算得到焊接壓力為氣缸壓強的35倍，所以焊接壓力從3.5~21MPa變化。焊接試樣剝離測試采用CMT2520新三思微型機控制電子拉力試驗機，其加載速率為15mm/min，剝離測試按照結(jié)構(gòu)膠黏劑測試標準進行。
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