超声波焊接机可以得到较高强度和较低塑性

2018-10-24 14:55:57 东莞市南方力劲机械有限公司(金华分公司) 0

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我们了解到超声波焊接机在焊接的结晶处一向比晶粒中心部分有较高的强度和较低的塑性,对于纯金属来说,当结晶组织细化时,晶界的总长度将有所增加,这将导致强度指标的提高和塑性指标的下降。对于某些合金来说,由于超声波焊接处理而获得到的细晶粒组织,也会提高材料的塑性。

超声波焊接机振动对结晶熔融金属作用的结果,金属组织将有规律的使晶粒细化,我们并不揭示出全部机理,但我们愿意对能解决金属组织细化的主要原因提出一些补充性的意见。超声波焊接机振动的细化作用,在某种程度上与熔融金属的过冷和在熔融金属中产生使密度起伏可能性增加的方向交变的压力有关,但是我们知道对于金属组织细化中的主导作用,我们偏重于从这个过程的另一机理来考虑,如果假设液体金属在超声波焊接作用下回强烈的破坏在锭壁上和传振杆表面上凝固的金属壳,则就可以解释我们的试验结果,这时在液体金属中便会出现大量晶粒碎片状的结晶核心,这一假设已被倒出剩余液体金属的试验数据所肯定。如果排除超声波焊接机振动的破坏作用,则不能理解为什么在15~20秒之内,在于熔融金属直接接触的厚度大的水冷传振杆的表面上不出现金属结晶,当把在金属开始浇入锭模后,稍迟一会再导入振动,所得的铸锭宏观试片与不加弹性振动的铸锭宏观试片相比较后,我们就会给所提出的假设找到补充的证明,由于接通超声波焊接振动,柱状晶粒区有显著的缩小,比如在浇注之后经过30秒再接通振动,铸锭壁上的柱状晶粒区从10毫米缩小到5~6毫米,而在其底部则由21毫米缩小到10毫米。

从长大的金属壳被破坏的观点来看,可以解释在冷锭模中或预热锭模中浇注所得到的铸锭的宏观组织的差别。冷锭模中用弹性振动处理金属时,铸锭表面上结晶壳的晶粒长大速度,看来会超过结晶壳由于受到振动液体金属的作用而破坏的速度,因此有一部分壳仍然不破坏,而仍然保持未经超声波焊接处理的凝固金属所特有的构造,随着导热的加快,柱状晶粒区还会有少许的增加。当把金属浇入预热的锭模中时,当结晶面以极小的速度向前运动时,这在以后的几次试验中也曾发生过,弹性振动会完全破坏结晶壳,因此在铸锭表面完全没有柱状区。

专门的一些试验说明了结晶速度对于金属组织的影响,这些试验的实质如下,热熔金属被浇入水平组合锭模中,在铸锭主动对称轴的方向上通过端面产生振动,在导入振动的锭壁的对面,安装了不同材料的塞子,因此就就改变了金属的结晶速度,在装有耐火粘土砖塞子的钢锭模中结晶的铸锭宏观试片上,柱状晶粒区分布在只与金属锭模相接触的表面上,在耐火粘土塞子那面根本没有柱状组织,当把耐火粘土塞换成金属塞时,每一次都出现了定向结晶区。