正交试验法优化铜铝超声波焊接工艺研究

摘要

为提高铜(Cu)和铝(Al)异种材料超声波焊接接头性能,采用正交试验法对0.3 mm厚的Cu/Al箔片进行超声波焊接试验设计,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等方法对最优参数下获得接头的界面组织成分和断口形貌进行研究,并进行拉伸力测试,探讨了界面连接机理及断口机制。结果表明:最优焊接参数组合为焊接时间(T)900 ms、焊接功率(P)600 W、焊接压力(F)0.5 MPa、振幅(L)45μm,在该参数下的接头拉伸力达到527.49 N,铜铝界面结合紧密并发生互扩散,生成了约4.5μm厚的金属间化合物层(IMCs),接头界面连接强度主要是由界面原子扩散和机械互锁决定,接头断裂形式为韧-脆混合断裂模式。