銅-鋁合金超聲波釬焊三維數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、銅/鋁合金結合件能擴寬材料使用性能、節(jié)約成本，在工程應用中發(fā)揮著重要用途。但兩者物理性質差距較大，用一般方法難以焊接。超聲波焊接技術是一種固態(tài)連接的方法，它能在低于金屬的熔點時實現(xiàn)很好的冶金連接，可用于焊接冶金性較差的異種金屬。
　　為了提高Cu/Al超聲波焊接接頭性能，并研究超聲波焊接機理。本文考慮焊接過程塑性變形產(chǎn)熱和高頻摩擦產(chǎn)熱，建立3-D有限元模型，并確定了合理的邊界條件，采用ANSYS模擬了Cu/Al超聲波釬焊過程的溫度

2、場及應力場，并分析了各個因數(shù)對模擬結果的影響。然后利用Sn63Pb37釬料作為中間層，對Cu/Al進行超聲波釬焊試驗，并用細絲熱電偶監(jiān)測焊接過程的溫度變化，將所測量值與模擬值進行對比分析，用以驗證模擬結果的準確性。最后對焊縫微觀組織進行金相分析，并利用拉伸試驗和剝離試驗測試接頭的機械性能。
　　結果表明：焊接過程最高溫度模擬值與試驗值誤差在5％以內，表明了模型的準確性。材料的熱物性參數(shù)對數(shù)值模擬計算結果影響規(guī)律與實測結果吻合良好。