图2-3超声振动装置与焊机匹配图 图2-4平板热管示意图

 (4)平板热管装置

如图2-4所示，平板热管由两块平行铜板组成，铜板内填充泡沫铜作为吸热芯。焊接过程中平板热管要与焊板紧密接触，焊板与热管间可涂上导热硅脂增强散热。热管在焊接过程中可以平衡前进侧和后退侧温度场，当热管冷凝端的冷却方式为空冷时，方形盒内什么都不加；当热管冷凝端的冷却方式为常温水冷时，要在方形盒内不断的充入流动水进行降温。

2。2试验方法

2。2。1焊接试验

焊接前把被焊工件表面打磨干净，装夹时不但要保证两块焊板之间紧密接触，同时也要保证焊板底部与工作台紧密接触。焊接试验分别在常规条件(FSW)、超声条件(UFSW)、热管/超声协同空冷(AIR-UFSW)以及热管/超声协同水冷(WATER-UFSW)四种条件下进行。在焊接过程中焊接工艺参数的选择直接影响焊接接头的质量，搅拌摩擦焊的焊接工艺参数包括：搅拌头的旋转速度、焊接速度、轴肩压入深度、搅拌头倾角。经过反复的试验参数对比分析，分别对接头表面成形、焊接接头内部缺陷、机械性能进行研究，获得优化后的最佳工艺参数，如表2-4所示。

表2-4 焊接工艺参数文献综述

旋转速度(rpm) 焊接速度(mm/min) 下压量(mm) 搅拌头倾角(°)

1500 50 3。85 2。5

超声/热管协同搅拌摩擦焊接过程中，超声头前段置于焊接试板上，两者之间为线性接触，由于超声头通过夹具与焊机相连，焊接过程中，超声头可以随搅拌头的前进而前进，达到实时跟踪施振的效果，热管固定在焊接试板上，不能与超声头接触，热管/超声耦合如图2-5所示。

图2-5超声/热管耦合示意图

在焊接过程中，施加超声振动时应注意以下几点。第一：焊接开始前应先启动超声振动装置，这样在焊接过程中，超声振动一直对焊缝进行作用；第二：焊接过程中，应在焊缝上涂抹导热硅脂以弥合超声振动工具头与焊缝间的缝隙，增强超声振动的传导，强化超声振动作用，导热硅脂可有效强化焊缝的散热，及时将焊缝热量传导到搅拌头上，对被焊工件进行强制冷却，有效改善焊接温度场分布进而提高焊接接头质量；第三：超声热管协同水冷时要保证水流的循环流动。

2。2。2测温试验

测温试验前，在试板上预先布置好的待测特征点处利用直径为2mm的钻头加工出深度为2mm的盲孔，在两块待焊试板上共布置了14个测温点，如图2-6所示。

然后对铠装热电偶进行处理，将热电偶从测温垫板底部旋入直到探针端部接触盲孔底部，盲孔中预先滴入导热硅脂以保证测温的可靠性，将其另一端连接无纸记录仪。在启动搅拌摩擦焊机前，设定编辑焊接程序(包括搅拌头旋转速度、焊接速度、下压量、预热时间等)。启动搅拌摩擦焊机时，同时开启无纸记录仪的“开始”记录键，对各测温特征点进行温度记录。

测温试验采用YOKOGAWA—DX2048无纸记录仪记录整个焊接过程中的温度变化，该记录仪采用新一代的数据采集站，用于测量、显示、存储、网络等各项功能，可支持长时间，48通道输入，并将数据存储在内存卡中。

图2-6测温布点图 图2-7拉伸试样切割示意图

2。2。3拉伸试验

焊接后的试验材料经过线切割加工成拉伸试样，在试板上沿焊接方向连续取5个拉伸试样，拉伸试样切割形式如图2-7，并将焊缝处飞边去除，然后测试抗拉强度。本次试验的设备为CMT5205微机控制电子万能(拉力)实验机。在进行拉伸试验前测量试样横截面积和厚度并在试样上标注好标距，试验机夹头夹持住拉伸试样两端，以3mm/min拉伸速率对试样进行拉伸，试样被拉断后，记录拉伸的最大力，并结合拉断后的标距长度算出接头抗拉强度和断后伸长率。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-