有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝

李 鵬

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

有色金屬具有較強(qiáng)的焊接性，同時有色金屬焊接接頭強(qiáng)度適中、可塑性較強(qiáng)，尤其是有色金屬具有良好的耐磨性、耐腐蝕性以及快速成型等特征，使得有色金屬在生活生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

有色金屬部件需要在極端惡劣的工作環(huán)境下工作，因此對于有色金屬焊接接頭的性能提出了巨大的考驗(yàn)。在增強(qiáng)有色金屬焊接接頭性能方面，除了改進(jìn)有色金屬焊接工藝之外，就是需要對焊接之后的焊接接頭進(jìn)行超聲消應(yīng)工藝處理[1]。在實(shí)際應(yīng)用中可以看出，超聲消應(yīng)工藝能夠?qū)τ猩饘俚入x子焊接接頭性能進(jìn)行良好的處理，并且超聲消應(yīng)工藝具有速度快、質(zhì)量高、成本低等特征，因而成為能夠廣泛推廣應(yīng)用的有色金屬等離子焊接接頭處理工藝。

1 等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝

在實(shí)際應(yīng)用過程中，不可回避的一個問題就是如何處理有色金屬之間的焊接以及接頭的處理。等離子焊接是有色金屬焊接方法中使用最多的一種方法，其操作流程簡單、工藝技術(shù)成熟，能夠確保有色金屬焊接效果。但是，在有色金屬等離子焊接工藝過程中，如何提高焊接接頭性能也是值得廣泛關(guān)注的[2]。因此，有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝值得推廣。根據(jù)目前有色金屬等離子焊接工藝現(xiàn)狀，提出一種全新的有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝，以一種高頻率脈沖，加大超聲強(qiáng)度與壓力，通過超聲的強(qiáng)大穿透力，使得等離子焊接時出現(xiàn)一種超聲發(fā)射源頭，利用超聲高頻率脈沖與等離子焊絲的同時作用下，完善有色金屬焊接接頭性能，避免有害物質(zhì)的產(chǎn)生，細(xì)膩有色金屬焊接接頭結(jié)構(gòu)，提高有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝質(zhì)量。

2 超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備。為了更好的展現(xiàn)出有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝質(zhì)量，可以通過比較實(shí)驗(yàn)的方式對有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝進(jìn)行評價。在有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備時，需要準(zhǔn)備同種有色金屬試板兩個，并且其大小、形狀等也必須是相同的，然后在相同環(huán)境下，一個試板采用傳統(tǒng)接頭處理工藝，另一個試板采用超聲消應(yīng)工藝。

（2）超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)參數(shù)。有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的具體操作還是需要依靠儀器設(shè)備的，其中使用次數(shù)最多的就是超聲沖擊槍[3]。在使用超聲沖擊槍時，除了利用沖擊強(qiáng)自身攜帶的沖擊壓力之外，超聲沖擊槍使用者也要施加一定的外部壓力。

表1 超聲消應(yīng)工藝參數(shù)

表1中詳細(xì)的描述了有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的參數(shù)，涉及功率、頻率、電壓和電流等多個方面。在實(shí)驗(yàn)過程中，需要時刻關(guān)注超聲沖擊槍各個實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化，確保實(shí)驗(yàn)參數(shù)能夠維持在某一個合理范圍內(nèi)，避免實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而影響對有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝有效性的判斷。

（3）超聲消應(yīng)工藝方法與設(shè)備。有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的測試方法主要采用的是鉆孔殘余應(yīng)力測試法，首先在有色金屬試板表面粘貼焊接變花，然后在焊接變花的中心位置利用超聲沖擊槍鉆孔，最后根據(jù)鉆孔直徑、鉆孔深度計(jì)算殘余應(yīng)力，從而判斷有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的有效性。在有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)時，超聲消應(yīng)工藝設(shè)備選擇的超聲沖擊槍型號為WE4509，有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)專用變花以及殘余余力感應(yīng)設(shè)備。合適的方法與設(shè)備是確保有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝順利實(shí)施的基礎(chǔ)。

（4）超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)備選擇等環(huán)節(jié)之后，就可以得到如圖1所示的有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖。

圖1 超聲消應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖

由圖1可以看出，有色金屬試板經(jīng)過等離子焊接機(jī)頭超聲消應(yīng)工藝處理之后，其焊接接頭處的殘余應(yīng)力是逐漸變大的，并且有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝整體上處于均勻上升趨勢，其中增加確實(shí)減緩主要是因?yàn)殡S著焊接時間的增加，焊接接頭面積增加。與此同時，殘余應(yīng)力的增加也從側(cè)面說明有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的有效性。從圖1中還可以看出，傳統(tǒng)焊接接頭處理工藝下，其殘余應(yīng)力也是逐漸上升，但是與有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝處理的接頭的殘余應(yīng)力相比，它的數(shù)值與上升趨勢是存在差別的。因此，可以得出結(jié)論，有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝效果較好。

3 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝也要不斷發(fā)展。緊緊圍繞有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝，對有色金屬超聲消應(yīng)工藝進(jìn)行介紹，并設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝比傳統(tǒng)焊接接頭處理工藝效果好。為了確保有色金屬等離子焊接接頭質(zhì)量的提升，需要注意有色金屬等離子焊接接頭超聲消應(yīng)工藝的各個環(huán)節(jié)與操作流程，確保有色金屬等離子焊接接頭得到有效處理，提升有色金屬等離子焊接接頭的使用壽命，避免出現(xiàn)因?yàn)橛猩饘俚入x子焊接接頭開裂而影響有色金屬所屬機(jī)器的整體運(yùn)作。