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超声波金属焊接经历的三个阶段
一、超声波金属焊接经历的三个阶段:
 
  (1)振动摩擦阶段:超声波金属焊接的第一个过程主要是摩擦过程,其相对摩擦速度与摩擦焊相近,只是振幅仅仅为几十微米。这一过程的主要作用是排除焊件表面的油污、氧化物等杂质,使纯将的金属表面暴露出来。焊接时,由于上声极的超声波振动,使其与上焊件之间产生摩擦而造成暂时的连接,然后通过它们直接将超声波振动能传递到焊件间的接触表面上,在此产生剧烈的相对摩擦,由初期个别凸点之间的摩擦逐渐扩大到面摩擦,同时破坏、排挤和分散表面的氧化膜及其他附着物。
 
  (2)温度升高阶段:在继续的超声波往复摩擦过程中,接触表面温度升高(焊区的温度约为金属熔点的35%~50%),变形抗力下降,在静压力和弹性机械振动引起的交变节应力的共同作用下,焊件间接触表面的塑性流动不断进行,使已被破碎的氧化膜继续分散甚至深入到被焊材料内部,促使纯金属表面的原子无限接近到原子能发生引力作用的范围内,出现原子扩散及相互结合,形成共同的晶粒或出现再结晶现象。
 
  (3)固相接合阶段:随着摩擦过程的进行,微观接触面积越来越大,接触部分的塑性变形也不断增加,焊接区内甚至形成涡流状的塑性流动层,出现焊件间的机械咬合。焊接初期咬合点较少,咬合面积也较少,接合强度不高,很快被超声波振动所引起的切应力所破坏。随着焊接过程的进行,咬合点数和咬合面积逐渐增加,当焊件之间的结合力超过上声极与上焊件之间的结合力时,切向振动不能切断焊件之间的结合,形成牢固的接头。
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