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超声金属焊接系统的能量控制工艺研究

超声金属焊接系统的能量控制工艺研究

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作者：许卓麟广东工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,现代超声技术在许多不同制造领域中被广泛使用。其中超声焊接技术以其节能环保等优势,逐步代替了其他的传统焊接技术。例如低功率超声焊接技术运用于生产口罩和防护服等医疗领域,大功率超声焊接技术运用于新能... 详细信息

随着科学技术的不断发展,现代超声技术在许多不同制造领域中被广泛使用。其中超声焊接技术以其节能环保等优势,逐步代替了其他的传统焊接技术。例如低功率超声焊接技术运用于生产口罩和防护服等医疗领域,大功率超声焊接技术运用于新能源汽车零部件的加工等等。因此,该技术获得进一步的研究与发展。在超声金属焊接方面,由于实际的加工材料种类越来越多,对于工艺需求和能量控制的要求更高。因此研究能量的控制方式以及工艺变化在实际应用中就具有更重要的工程意义与价值。本文在超声塑料焊接技术的基础上,改进搭建了超声金属焊接平台,并利用该平台进行了能量相关的实验研究。其中分别研究了焊接过程的能量输出方式以及对应的加工质量变化;分别实验研究了多层金属的焊件以及异种金属连接的焊件,在加工中对于工艺参数的要求以及对能量输出方式的影响。首先简要阐述了研究能量控制,在超声金属焊接领域的研究背景及意义,分别介绍了超声金属焊接技术现阶段在加工过程、焊接机理以及信息采集等方面的国内外研究情况。详细介绍了技术的实现原理、特点以及在实际应用中的分类。并在超声塑料焊接平台的基础上搭建了超声金属焊接平台。利用该平台,进行多次超声金属焊接过程进行研究分析,利用加工过程信息以及工艺参数的变化,来分析能量在加工过程对于加工质量影响。实验结果表明,超声金属焊接的过程分别可分为三个阶段,每个阶段输出的能量都有着明显的不同,它们在焊接过程都有着不同的作用,对于焊接质量也有着非常重要的影响。实验进一步通过改变压力参数进行实验,实验现象可以说明压力对于焊接过程的每个阶段都有着影响,能量的输出方式和最终的加工质量发生很大的变化。最后,利用焊接过程不同阶段的结论,分别进行多层金属焊件和不同异种金属焊件两个实验研究。多层金属焊件的实验结果表明,不同层数的焊件需要改变不同的工艺参数才可以实现良好的连接,于此同时,焊接过程的各阶段及输出能量的方式也发生不同的变化;不同异种金属焊件的实验结果表明,金属材料的排列顺序对于焊接效果,以及工艺参数的要求都不同,合理的材料排列顺序可以提高能量使用效率,焊接质量也越好;通过对两种不同样式焊件的加工结果进行总结,分别获得了对应的焊接质量评价标准。

关键词：超声金属焊接平台搭建能量输出方式多层与异种金属材料质量评价

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