机械工程学报

作者：柳健, 刘龙, 方文俊, 郭志明

单位：长沙学院机电工程学院 长沙 410022

关键词：超声波焊接,铝/铜,晶粒形貌,断裂机制；

基金：国家自然科学基金(12002067)、湖南省自然科学基金(2022JJ40523)和湖南省教育厅科学研究(21B0763，23A0600，23B0790)资助项目。

针对Al/Cu焊接接头易发生脆性断裂的问题，调整铝板和铜板的结构形式，进行Al/Cu超声波焊接试验研究，探究焊接振幅、焊接时间、焊接能量与峰值功率等焊接参数之间的联系。通过扫描电子显微镜与背向散射电子衍射技术分析不同结构形式下Al/Cu超声波焊接界面晶粒形貌与织构变化。结果表明，焊接能量与峰值频率分别随焊接时间、焊接振幅的增加呈线性增加。在焊接压力与高频微动摩擦作用下，不同结构形式的铜板和铝板实现了固相连接。焊接界面铝的微观组织皆出现了均匀分布的位错，发生了动态再结晶，产生了大量的等轴晶粒，其织构由单元{001}<100>转化为剪切织构单元{111}<110>，织构强度明显减小；而纯铜的微观组织没有形成新的位错，晶粒形貌和尺寸基本没变，织构强度增加。通过拉伸试验可以发现，结构形式的改善可以使断裂模式由Al/Cu超声波焊接区域边缘断裂转为铝板自身断裂，提高了Al/Cu超声波焊接接头的力学性能。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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