基于DSP控制的超声金属焊接电源 被引量：3

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作者 杨景卫 曹彪 尹天罡 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期29-32,114,共4页

为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制... 为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制算法实现了焊接过程的频率跟踪;采用脉冲宽度调节的方式实现了焊接过程超声振幅大小的调节.结果表明,采用数字控制的超声电源,实现了焊接过程振幅的连续可调;负载突变时,0.32 ms时间内可以实现频率跟踪过程. 展开更多

关键词 超声金属焊接电源 频率跟踪 压电换能器 增量式PI控制算法

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铝塑复合管的超声金属焊接 被引量：8

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作者 陈思忠 郑伟成 +1 位作者 都文华 仲大琪 《应用声学》 CSCD 北大核心 2000年第4期1-4,共4页

本文主要介绍了金属材料超声焊接的特点，原理分析、焊接强度与参数的关系及在铝塑复合管生产中的应用。

关键词 铝塑复合管 超声 焊接 超声波金属焊接机

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超声焊接全状态频率跟踪算法

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作者 姚震 罗子伦 +4 位作者 刘凯捷 丁荣杰 莫毅强 何建 乌斯别斯基·亚历山大 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期190-197,共8页

超声金属焊接负载重且变化剧烈,易导致换能器出现无阻性点和电源频率误跟踪。基于梅森等效模型,提出一种能同时计算出谐振频率与反谐振频率,避免误跟踪的全状态频率跟踪算法。存在阻性点时,利用3个不同发波频率及其对应的相位差,算出跟... 超声金属焊接负载重且变化剧烈,易导致换能器出现无阻性点和电源频率误跟踪。基于梅森等效模型,提出一种能同时计算出谐振频率与反谐振频率,避免误跟踪的全状态频率跟踪算法。存在阻性点时,利用3个不同发波频率及其对应的相位差,算出跟踪目标频率;当换能器处于无阻性点状态时,把跟踪目标变为相位差最小点,从而实现全状态频率跟踪。通过仿真软件对算法进行仿真,算法能有效避免误跟踪。焊接试验结果表明,能较易实现谐振频率和反谐振频率的频率跟踪,在无阻性点的工况下焊接过程平稳。 展开更多

关键词 频率跟踪 全状态控制 误跟踪 超声电源 超声金属焊接

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超声波金属焊接中的温度与应力分布 被引量：9

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作者 曾纯 朱政强 +2 位作者 陈长青 张义福 熊志林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期54-57,共4页

综合考虑焊接过程中的高频摩擦生热和塑性变形生热,建立了二维有限元模型,用于模拟铝合金(AA6061)薄片超声波焊接的温度场与应力场分布,并分析了焊接压力、焊接时间及材料的厚度等对焊接过程中材料的瞬态温度与应力分布的影响规律.结果... 综合考虑焊接过程中的高频摩擦生热和塑性变形生热,建立了二维有限元模型,用于模拟铝合金(AA6061)薄片超声波焊接的温度场与应力场分布,并分析了焊接压力、焊接时间及材料的厚度等对焊接过程中材料的瞬态温度与应力分布的影响规律.结果表明,在超声波金属焊接的过程中,焊接时间和焊接压力对温度与应力的分布起到了主要作用. 展开更多

关键词 铝合金 超声波金属焊接 塑性变形 温度分布 有限元分析

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铝−镁异种合金板材超声焊接工艺 被引量：8

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作者 曹秒艳 田少杰 +1 位作者 胡晗 房凯旋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2789-2797,共9页

以6061铝合金和AZ31B镁合金板材为研究对象,采用单一变量法展开铝−镁异种合金板材超声焊接试验(振动频率为20 kHz)。以焊接参数(焊接压力、振幅、时间、焊件厚度)为单独变量展开焊件力学性能测试和焊件界面微观形貌观测。结果表明:当焊... 以6061铝合金和AZ31B镁合金板材为研究对象,采用单一变量法展开铝−镁异种合金板材超声焊接试验(振动频率为20 kHz)。以焊接参数(焊接压力、振幅、时间、焊件厚度)为单独变量展开焊件力学性能测试和焊件界面微观形貌观测。结果表明:当焊接压力小于0.3 MPa时,金属接触面之间摩擦热难以迅速生成,难以形成有效焊点;在以焊接振幅和焊接时间为单独变量的焊接试验中,当焊接振幅为8μm、焊接时间为0.75 s时,焊件力学性能最佳;但是随上述参数进一步增加,导致焊接能量过大反而造成焊接力学性能下降;焊件厚度对焊接接头力学性能影响规律与焊接压力、振幅、时间基本一致,在焊件厚度为0.3 mm时达到最佳焊接效果,参数过大或过小均不利于有效焊接的形成;在维氏硬度测试中发现焊接硬度呈现由中心区域发散式扩散的硬度分布规律;随着焊接压力逐渐增加,焊件界面微观形貌呈现不同阶段特征,当呈现波浪形特征时焊接效果达到最佳。 展开更多

关键词 轻合金 超声金属焊接 力学性能 微观形貌

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超声波焊接埋入镍基光纤光栅的温度传感 被引量：3

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作者 张义福 朱政强 +1 位作者 张德勤 苏展展 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第24期103-106,共4页

超声波金属焊接具有低温、低压及低能耗的加工优点,可用于埋入智能单元光纤布拉格光栅传感器(FBG),制备3D智能金属结构。而在埋入金属基体过程中FBG易应力失效。采用复合镀镍方法对FBG进行预保护,基于金属化FBG(MFBG)使用超声波焊接工... 超声波金属焊接具有低温、低压及低能耗的加工优点,可用于埋入智能单元光纤布拉格光栅传感器(FBG),制备3D智能金属结构。而在埋入金属基体过程中FBG易应力失效。采用复合镀镍方法对FBG进行预保护,基于金属化FBG(MFBG)使用超声波焊接工艺埋入至厚度300μm的AA6061铝基体中,以获得3D智能金属结构。结果表明:超声波焊接下MFBG可埋入铝基体中;对超声波焊接制备的3D智能金属结构进行了温度传感与透射谱检测分析,温度灵敏度提高了1倍多,且温度传感线性度较好,有效抑制了温度交叉敏感性;埋入铝基体后FBG谐振谱布拉格峰出现了蓝移与峰值损耗降低。 展开更多

关键词 超声波金属焊接 3D智能金属结构 光纤布拉格光栅 AA6061 温度传感与透射谱

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钛合金Ti6Al4V超声波焊接研究 被引量：3

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作者 朱政强 吴宗辉 王倩 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第11期115-117,共3页

结合超声波金属焊接方法的特性和钛合金的焊接性分析,得出超声波金属焊接方法极其适用于钛合金薄片的焊接;通过扫描电镜观察和撕裂试验,对Ti6Al4V钛合金在不同焊接工艺参数下的焊接接头的横断面形貌及其力学性能进行了分析。结果表明:... 结合超声波金属焊接方法的特性和钛合金的焊接性分析,得出超声波金属焊接方法极其适用于钛合金薄片的焊接;通过扫描电镜观察和撕裂试验,对Ti6Al4V钛合金在不同焊接工艺参数下的焊接接头的横断面形貌及其力学性能进行了分析。结果表明:随着焊接时间的增长(即焊接能量的增大)接头横断面的削减程度增大,焊接时间是焊件质量的决定性因素;在1144.53N的静压力下Ti6Al4V钛合金的最佳焊接时间为125ms,其界面结合强度最高。 展开更多

关键词 钛合金TI6AL4V 超声波金属焊接:力学性能

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6061铝合金超声波点焊温度场数值模拟及试验 被引量：8

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作者 李玉龙 刘达繁 茶映鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期13-16,共4页

针对超声波焊接过程中温度演化过程监测存在的困难,考虑焊接过程中塑性变形产热和高频摩擦产热,建立了三维超声波焊接热-结构耦合Ansys有限元模型,模拟了6061铝合金超声波金属焊接过程,计算了不同焊接参数下的温度场,用细丝热电偶测温... 针对超声波焊接过程中温度演化过程监测存在的困难,考虑焊接过程中塑性变形产热和高频摩擦产热,建立了三维超声波焊接热-结构耦合Ansys有限元模型,模拟了6061铝合金超声波金属焊接过程,计算了不同焊接参数下的温度场,用细丝热电偶测温试验验证了焊接温度.结果表明,焊接过程中焊接区域最高温度模拟值与试验值误差在5%以内,表明了模型的准确性;温度最高处位于焊接区域中心位置,高温区随焊接时间的增大而增大;超声波金属焊接过程中,温度场主要受焊接压力及焊接时间的影响. 展开更多

关键词 超声波金属焊接 有限元分析 塑性变形 铝合金 温度测试

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铝/镀镍钢焊接头的组织形貌及力学性能分析

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作者 林坤艺 皮钧 吴聪苗 《电加工与模具》 2016年第6期44-48,共5页

采用超声焊接对0.1 mm铝/镀镍钢片进行焊接研究,调整焊接工艺并获得不同的焊接接头。利用力学性能测试、硬度测试和接头焊缝组织试验,观察分析接头强度和硬度的变化,总结了接头形成的机理。结果表明:焊接时间与焊接振幅相对于焊接压强... 采用超声焊接对0.1 mm铝/镀镍钢片进行焊接研究,调整焊接工艺并获得不同的焊接接头。利用力学性能测试、硬度测试和接头焊缝组织试验,观察分析接头强度和硬度的变化,总结了接头形成的机理。结果表明:焊接时间与焊接振幅相对于焊接压强对接头强度的影响较大;焊接振幅对接头硬度的影响程度大于焊接时间,说明焊接振幅可提高金属晶粒的细化程度;超声焊接可破碎金属表面氧化膜,且焊接结合区未发现严重的熔化现象,而结合面的金属键合作用和物理冶金反应对接头的形成过程起了关键作用,是实现固相连接的基础。 展开更多

关键词 超声金属焊接 铝/镀镍钢 强度 焊接机理

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超声自冲铆复合连接成形性及力学行为研究 被引量：4

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作者 许龙 霍小乐 +7 位作者 林森 周光平 梁召峰 赵升升 罗义 赵伦 张亮 何晓聪 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第2期386-392,共7页

该文选用6061和2A12航空铝合金薄板材料,进行自冲铆接和超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声自冲铆接成形性及力学行为。结果表明:超声自冲铆接头较自冲铆接头的内锁量提升了44.8%;其钉头高度下降了34.4%;... 该文选用6061和2A12航空铝合金薄板材料,进行自冲铆接和超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声自冲铆接成形性及力学行为。结果表明:超声自冲铆接头较自冲铆接头的内锁量提升了44.8%;其钉头高度下降了34.4%;超声自冲铆接头的静载强度提升了18.1%,缓冲吸震性能提升了17.5%;超声焊接致使自冲铆接头的铆钉颈部与上板接触区域、铆钉腿部与上板接触区域形成固相焊;超声焊接可有效提高自冲铆接头的稳定性。 展开更多

关键词 超声自冲铆接 超声波金属焊接 自冲铆 成形质量 力学行为

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非线性工作状态压电换能器匹配技术 被引量：4

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作者 姚震 莫毅强 +2 位作者 罗子伦 何建 雷广伟 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第2期379-385,共7页

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模... 针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模型的最优功率匹配方法,推导了匹配电感电容的计算公式。最后实验验证了数学模型的准确性,且当换能器输入功率在最优功率附近时,匹配网络电能传输效率最高。 展开更多

关键词 压电换能器 超声金属焊接 反谐振电阻

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