机械工程学报

作者：任宝凯, 周亢, 王刚

单位：北京理工大学机电学院 北京 100081

关键词：超声振动,电阻点焊,铝/钢,微观结构,双熔核演变；

基金：国家自然科学基金资助项目(51605103)。

为了提高铝/钢点焊接头的质量，将超声纵向振动作为辅助工艺引入常规电阻点焊过程中。通过接头显微结构分析和焊接过程能量分析，并结合有限元数值计算的结果，确定了超声振动辅助铝/钢电阻点焊熔核形成机理。在此基础上，对超声振动辅助电阻点焊过程中铝/钢接头的界面化合物、焊接缺陷、显微硬度和接头强度特性进行综合分析。结果表明，引入超声纵向振动后，铝/钢双熔核尺寸明显减小，这是多种超声效应共同作用的结果，具体来说，超声波振动降低了板材之间的接触电阻，同时在声空化和声流效应的作用下，熔融态钢的电导率以及熔融态铝的热导率增加。此外，超声振动可以增加钢板向铝板侧的隆起高度，同时促进熔融铝和近熔铝的径向蠕变，拓展了铝/钢之间的有效接合面积。超声振动还有效地降低界面化合物层的厚度，抑制界面焊接缺陷的形成。拉剪试验结果表明，超声纵向振动可实现铝/钢接头的铝侧纽扣拉出失效模式，其峰值拉剪载荷相较于常规电阻点焊(Resistance spot welding，RSW)工艺提高了48.68%。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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