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超聲波焊接機(jī)彈性振動(dòng)振幅的分布

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在我們所做的試驗(yàn)中,曾經(jīng)把超聲波換能器與試件剛性連接在一起,對(duì)試件中產(chǎn)生縱向和橫向振動(dòng)的方法進(jìn)行了試驗(yàn),這些方法排除了把振動(dòng)傳遞給液體金屬的材料的壽命問題,這一點(diǎn)收到了我們?cè)囼?yàn)時(shí)的注意。但是通過基體金屬產(chǎn)生振動(dòng)的嚴(yán)重缺點(diǎn),首先是用于使整個(gè)焊件產(chǎn)生彈性振動(dòng)的非生產(chǎn)性超聲波能量損耗,更嚴(yán)重的是當(dāng)焊接方向與超聲波傳播的方向一致,以及焊縫與超聲波傳播方向以及焊縫與超聲波傳播方向相交成90度角時(shí),彈性振動(dòng)對(duì)焊縫金屬作用的相反效果,我們發(fā)現(xiàn),通過基體金屬傳遞振動(dòng)一般都會(huì)在焊縫中出現(xiàn)熱裂紋,振動(dòng)對(duì)于組織的作用效果沿焊縫長(zhǎng)度上都有變化,同時(shí)也會(huì)惡化焊縫的外觀。

試驗(yàn)觀察證明,組織細(xì)化的效果沿著與超聲波焊接機(jī)彈性振動(dòng)振幅的分布相應(yīng)的堆焊長(zhǎng)度方向變化,宏觀試片是由一個(gè)焊縫中不同位置切取的,用這個(gè)方法進(jìn)行了彈性振動(dòng)處理,第一個(gè)宏觀試片是由超聲波振動(dòng)振幅的波腹段上切取的,第二個(gè)宏觀試片是在振幅為中間值,第三個(gè)宏觀試片的振幅為零,后一個(gè)的宏觀組織與未經(jīng)彈性振動(dòng)處理所取得的焊接組織沒有絲毫區(qū)別。當(dāng)在試板中產(chǎn)生縱向振動(dòng)時(shí),組織的變化性質(zhì)是相似的,至于焊縫外觀的惡化,這是與由于彈性波壓力使得焊池液體金屬收到攪拌有關(guān)系,根據(jù)上面所討論的振動(dòng)試件堆焊的試驗(yàn),可以得出振動(dòng)對(duì)焊縫組織和焊縫全長(zhǎng)外觀作用的變化效果的一定看法,為了取得焊縫的處理效果,需保持焊接的方向。在相反的情況下,隨著試板不斷加熱,振動(dòng)傳遞條件將惡化,而在被焊部位的振幅將要比在正確選擇焊接方向時(shí)小的多。

超聲波焊接機(jī)焊接時(shí)裂紋的形成是大振幅應(yīng)力對(duì)結(jié)晶焊縫作用的結(jié)果,由于固體,液體兩相的邊界上發(fā)生反射的結(jié)果,焊池中的超聲波強(qiáng)度相對(duì)來說很小的,因此想把試板中振幅減少到不變形不產(chǎn)生裂紋的程度,看來是不可能的。


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