預熱輔助下超聲滾焊異種材料連接工藝

周榮穩， 李昌徽

(山東宏源信泰檢驗檢測集團有限公司，山東 青島 266000)

0 前言

在Al/Cu異種材料焊接時，成功案例和經驗較少，實際應用中兩者焊接特別困難。超聲波滾壓焊接方法屬于固相焊的一種，實際應用技術成熟，適合焊接異種材料，但是固相焊并不容易實施影響了應用范圍[1]。TIG電弧的預熱可以提高超聲波滾壓焊的焊接質量和應用范圍。文中探究不同焊接速度下的Al/Cu異種材料超聲波滾焊工藝，為獲得超聲波焊接速度和電流值的最佳配合，在一定速度下改變電流值進行焊接試驗。通過對試件進行物象成分、組織特征、接頭力學性能等分析，進而了解Al/Cu異種材料的焊接特點和工藝要求，并研究Al/Cu異種材料的連接的機理。

1 焊接材料、焊接設備及焊接方法

1.1 焊接材料

試驗所選材料為6061鋁合金、T2紫銅板材，板材尺寸規格都為150 mm×70 mm×1 mm。

1.2 試驗設備

采用TIG電弧預熱輔助超聲波滾焊焊接工藝[2]，使用的TIG設備為德國雷姆生產的240-450AC/DC氬弧焊機，該氬弧焊機是一臺多功能數字化焊機，預熱能力強，可進行脈沖焊接。試驗用超聲波滾焊焊接機主要構成部件有：2 kW超聲波發生器、自制焊接平臺和夾具、空氣壓力機等工裝，其中超聲波發生系統包括：20 kHz超聲波發生器、換能器、旋轉壓頭。焊機機構如圖1所示。

圖1 焊機機構

1.3 焊接方法

由于鋁合金比銅合金要軟，所以在本焊接工藝中，鋁合金板材需要置放于銅合金板材上面。兩板材的搭接長度為20 mm以保證超聲波滾焊焊頭完全作用于兩板材重疊區域[3]。……