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摘要
尽管大功率超声波焊接更适合异种金属的焊接,在汽车轻量化上应用的研究较少。研究6061-T6铝合金与纯铜、6061-T6铝合金与DC04钢大功率超声波焊接的界面及接头性能,主要包括界面的温升、中间相的生成以及接头的力学性能、拉伸断口形貌。结果表明,在钢/铝超声波焊接中,在焊接时间1 s、压力1.98 kN和振幅27μm时,界面生成厚度为1.70μm、主要成分为FeAl3和Fe2Al5且连续分布的中间相;近一半的超声功率转化为界面能量;焊接区域面积明显大于焊头端面;界面发生了较大的塑性变形,存在明显的机械互锁;接头的最高强度为3.95 kN,拉伸破坏行为为界面式破坏,且断裂模式为韧性-脆性复合断裂。在铜/铝焊接中,在焊接时间0.54s、压力1.45kN和振幅25μm时,界面生成厚度为1.95μm、主要成分为Al2Cu的中间相,获得的接头最高强度为3.20 kN,其拉伸破坏行为为拉拔式破坏。研究了中间相厚度与接头强度的关系,适当的IMC厚度能促进连接。
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