超聲波金屬焊頭的熱處理工藝研究

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1、超聲波金屬焊頭的熱處理工藝研究摘要當(dāng)前，超聲波的金屬焊接技術(shù)以其環(huán)保、節(jié)能、操作方便等突出的優(yōu)點，受到人們廣泛的重視，其應(yīng)用在也在眾多的領(lǐng)域得到發(fā)展。但由于超聲的工具頭在高頻交變的載荷條件下工作,所以要求焊頭要具有高疲勞強度與較好強韌的配合。本文首先簡單介紹了超聲波金屬接頭的基本情況和評價優(yōu)劣的參數(shù)。其次說明了超聲波熱處理的基本情況。最后指出了熱處理的熱處理的方法。關(guān)鍵詞：焊頭；熱處理；超聲波；工藝AbstractAtpresent,ultrasonicmetalweldingtechnologyforitsenvironmentalprotection,energysaving,

2、easytooperate,andotherprominentadvantages,widelyappreciatedbypeoplewhoseapplicationsaredevelopedinmanyfields.However,duetotheultrasonictoolheadinahighfrequencyalternatingloadconditions,itrequirestheweldingheadtohavegoodtoughnessandhighfatiguestrengthofthefit.Thispaperfirstintroducesthebasicsit

3、uationandevaluatethemeritsoftheargumentsultrasonicmetaljoints.Second,thecaseillustratesthebasicultrasonicheattreatment.Finallytheheattreatmentofheattreatment.Keywords:weldinghead;heattreatment;ultrasound;process目錄摘要1引言31超聲波焊頭41.1焊頭模具材料41.1.1鋁鎂合金41.1.2鈦合金41.1.3進口的硬質(zhì)合金鋼41.2超聲波焊頭振幅參數(shù)41.3超聲波焊頭頻率參數(shù)

4、51.4焊頭節(jié)點52預(yù)熱工藝63熱處理方法64焊接方法及工藝6結(jié)語7致謝8參考文獻9引言超聲波的金屬焊接作為一種特種的連接技術(shù)，從1950年美國人發(fā)明這項技術(shù)來，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域上取得廣泛應(yīng)用。同時，超聲波的金屬焊接也在電子工業(yè)、電器的制造、新材料制備、航空航天與核能工業(yè)、食品的包裝盒、高級的零件密封技術(shù)等方面都有著非常廣泛應(yīng)用，加之環(huán)保。節(jié)能、操作方便一些突出的優(yōu)點，對我國建設(shè)節(jié)約型、友好型現(xiàn)代化的社會，超聲波的金屬焊接技術(shù)將發(fā)揮非常大促進的作用。超聲波焊頭是為所有的超聲波發(fā)射端通稱，是超聲波焊接的設(shè)備中不可缺少部分。其作用是把換能器產(chǎn)生超聲波耦合于被加工的物體中．所以要傳遞超聲波

5、，焊頭一定要工作于諧振的狀態(tài)，即是它固有的諧振頻率是要和換能器相匹配的．其次振幅也要均勻，焊頭的端面形狀也要適應(yīng)被焊接的工件形狀。金屬材料的疲勞失效是最主要的一種失效形式，其原因是多方面的。除了原材料、零件設(shè)計、選材等因素之外，金屬材料的熱處理是影響金屬零部件疲勞壽命、疲勞強度的最主要因素。合理的熱處理方式會獲得優(yōu)化的微觀結(jié)構(gòu)，從而可以有效地提高金屬材料零部件的疲勞壽命和疲勞強度。由于超聲工具頭工作在高頻交變載荷條件下,因此要求焊頭具有高的疲勞強度和較好的強韌配合。為了進行對比研究,需要制定了不同的熱處理工藝方案,目的是研究不同的微觀組織、晶粒大小以及表面處理對超聲疲勞性能的影響。

6、1超聲波焊頭1.1焊頭模具材料1.1.1鋁鎂合金鋁鎂模具主要是用于振動的系統(tǒng)與焊頭制造，材料具有極高機械屈服的強度，硬度較高，熱傳導(dǎo)性能好，是理想超聲波的模具制造的材料；但鋁制本身是不耐磨的，只是適合一般的焊接要求。1.1.2鈦合金鈦合金做出的模具是用于連續(xù)的發(fā)振機種，其軔性高，熱傳導(dǎo)的性能好，硬度也較高，成本則比鎂鋁合金要高，但較鎂鋁合金耐用且耐磨。1.1.3進口的硬質(zhì)合金鋼進口的合金料，其硬度極其的高，主要是用于連續(xù)的焊接或要求耐磨性超高的焊接，熱傳導(dǎo)性能低，對超音波的機械損耗也較高，耐磨，使用的成本較低，但制作的工藝也是比較復(fù)雜的。1.2超聲波焊頭振幅參數(shù)振幅對需焊接材料來講

7、是一個關(guān)鍵的參數(shù)，就相當(dāng)于鉻鐵溫度，若溫度達不到就會導(dǎo)致熔接不上的，溫度過高則會將原材料燒焦或是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞而強度就會變差。換能器的不同，超聲波的換能器輸出振幅就會有所不同，經(jīng)適配不同變比變幅桿與焊頭，能夠校正的焊頭工作的振幅來符合要求，通常換能器輸出振幅是10—20μm，而工作的振幅一般是30μm左右，變幅桿與焊頭變比同變幅桿與焊頭形狀，前后的面積比等一些因素相關(guān)，形狀來講類似指數(shù)型的變幅、函數(shù)型的變幅、階梯型的變幅等，對變比的影響非常的大，前后的面積比和總變比是