金属材料超声波点焊研究进展

彭和¹，Chen Daolun²，蒋显全^3,4，白雪飞¹

1. 西南大学工程技术学院2. 瑞尔森大学机械与工业工程系3. 西南大学材料与能源学院4. 重庆市科学技术研究院新材料中心

摘 要：超声波点焊是一种固态焊接技术,其热影响区小,焊接强度高,能耗低、接头导电性好,为科技界和产业界所关注。该技术的缺点是对工件的厚度及硬度比较敏感,当厚度和硬度增加时,焊接系统将变得不稳定,需要更大的金属表面抓紧力和焊接功率;在焊接异种金属时,界面扩散形成的金属间化合物造成焊接界面力学性能失控,影响产品的使用性能。近年来,研究者们主要围绕以下方面试图改善超声波点焊技术:改进优化焊接工具,提高表面抓紧力;研究大功率超声波焊接系统稳定性和焊接结合机理;通过植入中间层来抑制扩散层。所开展的研究主要集中在大功率超声波点焊装置,研究对象由丝、线的焊接转变为研究具有一定厚度和硬度的板材的焊接,关键课题包括焊齿齿形优化和电热辅助条件下的焊接,超声软化理论和微焊点扩展理论,中间层的强化机理等。得益于一系列成果的取得,超声波点焊的焊接性能有了提升,为其工业应用奠定了基础。本文归纳了超声波点焊的研究进展,包括超声波点焊的原理和特点,焊接工具的优化与改进,焊接界面的结合机制,焊接界面温度模拟仿真,焊接工艺、组织和性能等。

关键词：固态焊接;超声波点焊;界面结合机制;焊接工艺;组织性能;