多層箔片超聲焊接的摩擦能量耗散機理及影響因素研究

在金屬超聲波焊接中，焊頭在一定的焊接力下壓緊并抓持被焊金屬箔片.焊接開始后，焊頭沿水平方向發生頻率為20 kHz的振動，振幅通常在20 μm左右.由于焊頭上凸起的焊齒嵌入被焊金屬箔片中，所以各層箔片會隨焊頭發生水平振動，接觸面則產生劇烈的高頻摩擦，并伴隨溫度升高.已有研究中，關于超聲焊接的主要接合機理有兩點：① 接觸面附近的材料受到高溫軟化和聲致軟化的共同影響，在外載荷作用下發生塑性變形，進而形成機械嵌合；② 高溫加快了金屬原子的運動速率，相鄰被焊箔片之間原子互相擴散，形成原子鍵合.在此過程中，溫度始終未達到金屬的熔點，因此非常適合焊接多層、薄片和異質金屬.例如，在鋰電池的極片和極耳連接、太陽能電池以及微細電子元件的制造中均有廣泛應用.但是，由于超聲能量自上至下傳遞并逐層衰減，當焊接對象層數較多時，各接觸面的受載情況、摩擦行為以及各界面摩擦耗散能量差異顯著.接觸面的摩擦耗散能量直接影響接觸面的產熱和材料軟化，不一致的摩擦能量耗散會導致各界面的固相連接程度不同，無法達到較高的焊接質量一致性.因此，有必要研究多層箔片超聲焊接過程中各界面的受載狀態和摩擦行為，分析各接觸面的摩擦能量耗散情況，為工藝優化和調控提供理論依據.

根據上述過程，建立反沖質子磁譜儀中子能譜測量的帶電粒子輸運計算模型和程序。反沖質子磁譜儀性能模擬流程，如圖2所示?！?br>