Page 199 - 《应用声学》2024年第6期

第 43 卷 第 6 期 Vol. 43, No. 6
2024 年 11 月 Journal of Applied Acoustics November, 2024

⋄ 研究报告 ⋄

镍夹层厚度对铝/铜超声焊接头力学性能影响 ∗

邓建雄 1,2 赵 伦 2,3† 唐正强 1 ZESHAN ABBAS 2 许 龙 4 严卓晟 5

(1 贵州大学机械工程学院 贵阳 550025)
(2 深圳职业技术大学 超声技术研究所 深圳 518055)
(3 贵州工业职业技术学院智能制造工程系 贵阳 551400)
(4 中国计量大学理学院 杭州 310018)
(5 广州市新栋力超声电子设备有限公司 广州 510507)

摘要：为探究镍夹层厚度对铝/铜接头力学性能的影响规律，采用超声波焊接技术制备了含镍夹层铝/铜异种
金属搭接接头。通过红外热成像仪、光学显微镜、拉伸剪切试验和扫描电子显微镜 (SEM) 对接头焊接过程热
影响、界面连接状态、力学性能及失效形式进行分析。结果表明：0.05 mm 厚镍夹层在超声焊接高温作用下发
生软化减薄，充当了板材间润滑剂，减小了板材间的摩擦阻力，焊接温度较其他厚度夹层高，温度对其他夹层
厚度变化不敏感。随着镍夹层厚度的增加，接头峰值载荷先增大后减小，接头力学性能与夹层厚度存在显著
的相关性；0.10 mm 厚镍夹层破坏后其塑性流动能力较差导致接头界面呈波浪状结合，具有铝 -镍、铜 -镍和
铝 -铜三种界面结合方式，较其他接头抗拉强度与抗冲击性能更优。SEM 分析表明，铜侧失效形式表现为韧性
断裂，铝侧为韧脆混合断裂。因此，镍夹层厚度对铝/铜超声焊接接头的力学性能和失效模式有着决定性影响，
选择合适的夹层厚度对于提高接头的性能至关重要。
关键词：超声焊接；铝/铜异种金属焊接；镍中间层
中图法分类号: TG456.9 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2024)06-1375-06
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2024.06.021

Effect of nickel interlayer thickness on mechanical properties of Al/Cu

ultrasonic welded joint

DENG Jianxiong 1,2 ZHAO Lun 2,3 TANG Zhengqiang 1 ZESHAN ABBAS 2

XU Long 4 YAN Zhuocheng 5

(1 School of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)
(2 Institute of Ultrasonic Technology, Shenzhen Polytechnic University, Shenzhen 518055, China)
(3 Faculty of Intelligent Manufacturing Engineering, Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 551400, China)
(4 College of Science, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)
(5 Guangzhou XinDongLi Ultrasonic Electronic Equipment Co., Ltd., Guangzhou 510507, China)
Abstract: To explore the influence of nickel interlayer thickness on the mechanical properties of alu-
minum/copper joints, ultrasonic welding technology was employed to fabricate aluminum/copper dissimilar
metal lap joints with a nickel interlayer. The effects of different nickel interlayer thicknesses on the thermal
impact during the welding process, interface connection state, mechanical properties, and failure modes were

2023-07-24 收稿; 2023-09-13 定稿
国家自然科学基金项目 (12104324), 高层次人才科研启动项目 (6022310046k), 深职院 -新栋力超声波焊接技术研发中心项目
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(602331009PQ), 深圳市优秀科技创新人才培养项目 (RCBS20210706092213010), 广东省普通高校特色创新项目 (504-6020210006T)
作者简介: 邓建雄 (1999– ), 男, 贵州贵阳人, 硕士研究生, 研究方向: 先进制造技术。
† 通信作者 E-mail: zhaolun@szpu.edu.cn