叠层不锈钢/铜箔超声波焊接接头的组织和性能

作     者：王艳 张婷婷 许振波 马征征 WANG Yan;ZHANG Tingting;XU Zhenbo;MA Zhengzheng

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2025年第54卷第1期

页      面：39-44页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075360,51805359) 山西省自然科学研究面上项目(20210302123103) 

主　　题：超声波焊接 多层金属复合 箔材连接 剥离试验 

摘      要：不锈钢(SS)箔/铜箔复合材料具有良好的力学性能、耐腐蚀性和导电性,然而由于两者硬度差异较大,难以直接进行复合连接。以铝箔为中间层对叠层不锈钢箔/铜箔进行了超声波焊接,研究了焊接能耗对焊接接头界面微观形貌和力学性能的影响。结果表明,叠层复合箔材接头无裂纹,SS/Al和Al/Cu界面生成了一定厚度的原子扩散层,表明实现了一定的扩散冶金结合。铝箔的软化和塑性流动促进了不同金属之间的协调塑性形变,界面实现机械啮合。剥离强度试验结果表明:叠层复合箔材不同界面层粘接强度不同,界面的最高剥离力达到145 N,此时焊接能耗为1000 J。接头界面纳米压痕试验结果显示,界面靠近焊头一侧相较于远离焊头一侧硬度值更高,表明界面不同层箔材发生塑性变形的程度不同。