超声波金属焊头的热处理工艺研究

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1、超声波金属焊头的热处理工艺研究摘要当前，超声波的金属焊接技术以其环保、节能、操作方便等突出的优点，受到人们广泛的重视，其应用在也在众多的领域得到发展。但由于超声的工具头在高频交变的载荷条件下工作,所以要求焊头要具有高疲劳强度与较好强韧的配合。本文首先简单介绍了超声波金属接头的基本情况和评价优劣的参数。其次说明了超声波热处理的基本情况。最后指出了热处理的热处理的方法。关键词：焊头；热处理；超声波；工艺AbstractAtpresent,ultrasonicmetalweldingtechnologyforitsenvironmentalprotection,energysaving,

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

3、uationandevaluatethemeritsoftheargumentsultrasonicmetaljoints.Second,thecaseillustratesthebasicultrasonicheattreatment.Finallytheheattreatmentofheattreatment.Keywords:weldinghead;heattreatment;ultrasound;process目录摘要1引言31超声波焊头41.1焊头模具材料41.1.1铝镁合金41.1.2钛合金41.1.3进口的硬质合金钢41.2超声波焊头振幅参数41.3超声波焊头频率参数

4、51.4焊头节点52预热工艺63热处理方法64焊接方法及工艺6结语7致谢8参考文献9引言超声波的金属焊接作为一种特种的连接技术，从1950年美国人发明这项技术来，已经在工业领域上取得广泛应用。同时，超声波的金属焊接也在电子工业、电器的制造、新材料制备、航空航天与核能工业、食品的包装盒、高级的零件密封技术等方面都有着非常广泛应用，加之环保。节能、操作方便一些突出的优点，对我国建设节约型、友好型现代化的社会，超声波的金属焊接技术将发挥非常大促进的作用。超声波焊头是为所有的超声波发射端通称，是超声波焊接的设备中不可缺少部分。其作用是把换能器产生超声波耦合于被加工的物体中．所以要传递超声波

5、，焊头一定要工作于谐振的状态，即是它固有的谐振频率是要和换能器相匹配的．其次振幅也要均匀，焊头的端面形状也要适应被焊接的工件形状。金属材料的疲劳失效是最主要的一种失效形式，其原因是多方面的。除了原材料、零件设计、选材等因素之外，金属材料的热处理是影响金属零部件疲劳寿命、疲劳强度的最主要因素。合理的热处理方式会获得优化的微观结构，从而可以有效地提高金属材料零部件的疲劳寿命和疲劳强度。由于超声工具头工作在高频交变载荷条件下,因此要求焊头具有高的疲劳强度和较好的强韧配合。为了进行对比研究,需要制定了不同的热处理工艺方案,目的是研究不同的微观组织、晶粒大小以及表面处理对超声疲劳性能的影响。

6、1超声波焊头1.1焊头模具材料1.1.1铝镁合金铝镁模具主要是用于振动的系统与焊头制造，材料具有极高机械屈服的强度，硬度较高，热传导性能好，是理想超声波的模具制造的材料；但铝制本身是不耐磨的，只是适合一般的焊接要求。1.1.2钛合金钛合金做出的模具是用于连续的发振机种，其轫性高，热传导的性能好，硬度也较高，成本则比镁铝合金要高，但较镁铝合金耐用且耐磨。1.1.3进口的硬质合金钢进口的合金料，其硬度极其的高，主要是用于连续的焊接或要求耐磨性超高的焊接，热传导性能低，对超音波的机械损耗也较高，耐磨，使用的成本较低，但制作的工艺也是比较复杂的。1.2超声波焊头振幅参数振幅对需焊接材料来讲

7、是一个关键的参数，就相当于铬铁温度，若温度达不到就会导致熔接不上的，温度过高则会将原材料烧焦或是导致结构的破坏而强度就会变差。换能器的不同，超声波的换能器输出振幅就会有所不同，经适配不同变比变幅杆与焊头，能够校正的焊头工作的振幅来符合要求，通常换能器输出振幅是10—20μm，而工作的振幅一般是30μm左右，变幅杆与焊头变比同变幅杆与焊头形状，前后的面积比等一些因素相关，形状来讲类似指数型的变幅、函数型的变幅、阶梯型的变幅等，对变比的影响非常的大，前后的面积比和总变比是