平行間隙電阻焊微連接技術(shù)研究進(jìn)展

李旬, 王敏, 華學(xué)明, 沈忱

(上海交通大學(xué)，上海市激光制造及材料表面改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240)

0 前言

在信息化社會(huì)，電子器件的封裝是目前研究的熱門領(lǐng)域。由于電子元器件朝著微型化、小型化和高性能化集成化的方向發(fā)展[1]，對(duì)連接技術(shù)也提出了更高的要求，以平行間隙電阻焊為代表的微型電阻焊具有典型的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。相較于常規(guī)電阻焊，微型電阻焊焊接時(shí)間短、電極壓力很小[2]，以保證對(duì)連接材料的結(jié)構(gòu)和性能影響較小。微型件連接界面涉及異種材料時(shí)，釬焊往往被優(yōu)先考慮，其連接溫度低，有利于降低對(duì)母材的不良影響，但是容易生成脆性的金屬間化合物層，理論疲勞壽命不長(zhǎng)[3]。

平行間隙電阻焊(Parallel gap resistance welding, PGRW)是一種特殊的單面雙點(diǎn)焊，其熱量集中，加熱時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)方便，對(duì)于不同界面的連接具有適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可直接實(shí)現(xiàn)各類電子器件及醫(yī)療器件中微型件及含鍍層結(jié)構(gòu)的互連。目前，平行間隙電阻焊已應(yīng)用于國(guó)防航天及工業(yè)生產(chǎn)之中，如電池、繼電器、PCB板、傳感器、植入式心臟起搏器、助聽(tīng)器等[4-7]，特別是空間太陽(yáng)電池陣中太陽(yáng)電池片與互連片的連接等應(yīng)用，說(shuō)明平行間隙電阻焊具有十分廣闊的應(yīng)用前景和重要地位?？紤]連接過(guò)程的不可見(jiàn)及焊接的瞬時(shí)性，對(duì)平行間隙電阻焊的模擬仿真研究十分必要。但是，到目前為止這方面的研究仍不夠深入和系統(tǒng)，在關(guān)鍵性問(wèn)題上沒(méi)有重大突破，距離準(zhǔn)確指導(dǎo)實(shí)際的焊接過(guò)程還有一定距離。一方面接觸電阻本身極其復(fù)雜，影響因素很多，難以用公式進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)；另一方面點(diǎn)焊過(guò)程具有高度非線性、參數(shù)耦合復(fù)雜的特點(diǎn)，當(dāng)前研究對(duì)平行間隙電阻焊的認(rèn)識(shí)程度不夠，包括接頭的形成機(jī)理仍有待研究。

1 平行間隙電阻焊原理與特點(diǎn)

1.1 連接機(jī)理研究

平行間隙電阻焊擁有兩根上電極，僅在工件的一側(cè)施加電極壓力和焊接電壓、焊接電流，是一種特殊的單面雙點(diǎn)焊，其特點(diǎn)是電極間距特別小(0.6～1.0 mm以下)，這種結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)對(duì)微型件的焊接。

電阻焊往往在接觸面產(chǎn)生熔核實(shí)現(xiàn)焊件的可靠連接，材料熔化所需的高溫會(huì)對(duì)部件的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生不利的影響。同時(shí)，易再結(jié)晶的熱脆性材料、熔點(diǎn)相差懸殊的材料、熱導(dǎo)率極高且固相結(jié)合溫度較低的材料(如Ag)難以實(shí)現(xiàn)熔化連接。陳偉彥等人[8]研究太陽(yáng)能電池電極與互連片平行間隙電阻焊過(guò)程中界面的溫度分布，利用紅外熱像測(cè)溫試驗(yàn)結(jié)合有限元模擬，發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)參數(shù)下焊接時(shí)連接界面的最高溫度保持在950 ℃以下，未達(dá)到連接材料Ag的熔點(diǎn)。通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，平行間隙電阻焊焊接過(guò)程中可以使焊件不發(fā)生熔化或者部分熔化但不產(chǎn)生熔核，在高溫和壓力的作用下連接材料可以產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)依靠連接界面處產(chǎn)生一定深度的較為完全的原子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)焊件之間的可靠連接[9]。這種固相連接狀態(tài)不具備偶然性，比較容易實(shí)現(xiàn)。

Cong等人[10]在對(duì)Cu線和鍍金石英基體平行間隙電阻焊連接過(guò)程的研究中發(fā)現(xiàn)，熱輸入的大小對(duì)連接的機(jī)理有著重要的影響，隨著熱輸入的增大，連接由原子擴(kuò)散形成的固相連接轉(zhuǎn)換為熔化連接。同時(shí)，熱輸入過(guò)小，連接強(qiáng)度不足；熱輸入過(guò)大，連接的材料會(huì)發(fā)生熔化，導(dǎo)致工件損壞。在微電子封裝領(lǐng)域，首要任務(wù)是保證器件部分和整體功能的完好，對(duì)接頭的強(qiáng)度要求相對(duì)較低。由于高溫會(huì)對(duì)電子器件的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生不利的影響，低溫連接往往被優(yōu)先考慮。故平行間隙電阻焊實(shí)現(xiàn)連接往往采用小電流短時(shí)間的工藝規(guī)范，以減少對(duì)電子器件的損壞，由此會(huì)帶來(lái)接頭強(qiáng)度的降低，但是通過(guò)優(yōu)化連接和封裝工藝往往可以滿足微電子封裝的使用要求。由此得出平行間隙電阻焊的微連接大多是依靠固相狀態(tài)下的原子擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1.2 接觸電阻的影響

對(duì)于普通電阻焊來(lái)說(shuō)，接觸電阻一般只在焊接過(guò)程初期起作用，且產(chǎn)熱很少。但對(duì)于平行間隙電阻焊來(lái)說(shuō)其焊接時(shí)間非常短，因此接觸電阻的產(chǎn)熱對(duì)整個(gè)焊接過(guò)程而言是不能忽略的。王晨曦等人[11]指出，隨著焊機(jī)電極間距的減小，接觸面的電阻產(chǎn)熱量占焊接過(guò)程總產(chǎn)熱量的比例隨之增大。所以接觸電阻的處理對(duì)于提高平行間隙電阻焊模擬的可靠性具有十分重要的意義。

接觸電阻本身極其復(fù)雜，影響因素頗多。接觸電阻由收縮電阻和薄膜電阻組成。收縮電阻與兩接觸面的表面粗糙度有關(guān)，表面粗糙度的存在使得兩個(gè)待連接材料之間的接觸方式由理想光滑平面的面接觸變?yōu)闊o(wú)數(shù)個(gè)峰與峰、峰與谷的點(diǎn)接觸。而薄膜電阻與接觸面上的氧化物、污染物有關(guān)。Hashemi 等人[12]在電-熱-力耦合模型的基礎(chǔ)上提出一種基于“現(xiàn)象學(xué)”的接觸電阻模型。此模型中只考慮了收縮電阻，認(rèn)為收縮電阻是溫度，載荷和材料屈服強(qiáng)度的綜合函數(shù)，對(duì)接觸電阻阻值的影響因素考慮的更加完善。

動(dòng)態(tài)電阻是焊接過(guò)程中焊接電極輸入電壓的瞬時(shí)值除以該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的焊接電流計(jì)算得到的。焊接不同材料時(shí)動(dòng)態(tài)電阻隨時(shí)間變化的典型曲線如圖1所示[13]。可以看出，每種金屬或合金都有其典型的動(dòng)態(tài)電阻曲線圖，其中低碳鋼的動(dòng)態(tài)電阻曲線表現(xiàn)出與熔核生長(zhǎng)相關(guān)的特征。第一階段總電阻急劇下降，對(duì)應(yīng)于表面膜被擊穿同時(shí)接觸面積增大，使得接觸電阻迅速降低；第二階段是由于溫度升高材料的電導(dǎo)率增大，使得工件的體電阻隨之增大；第三階段熔核不斷增大，總電阻減小。在點(diǎn)焊過(guò)程中接觸電阻發(fā)生復(fù)雜非線性的變化，且難以直接測(cè)量，接觸電阻的表征仍然充滿著挑戰(zhàn)。

圖1 焊接過(guò)程中三種材料動(dòng)態(tài)電阻變化的典型曲線

用數(shù)字和公式量化接觸電阻是電阻點(diǎn)焊建模中的關(guān)鍵問(wèn)題，重點(diǎn)在于了解載荷、溫度、材料表面條件等主要參數(shù)對(duì)接觸電阻的影響。Han等人[14]在靜態(tài)接觸電阻基礎(chǔ)上，給出了接觸電阻與焊接壓力的關(guān)系。曹彪[15]建立了低碳鋼板點(diǎn)焊過(guò)程的有限元模型，考慮了接觸電阻與接觸壓力和溫度的關(guān)系，較好地反映了其變化規(guī)律，但是得到的經(jīng)驗(yàn)公式存在參量難獲取與物理量意義不明確等問(wèn)題。Chang等人[16]提出了關(guān)于“顯微接觸理論”的接觸電阻模型，此模型已成功應(yīng)用在低碳鋼的電阻點(diǎn)焊中，具有無(wú)需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)修正的優(yōu)點(diǎn)，但是沒(méi)有將焊接區(qū)域溫度上升之后材料屈服強(qiáng)度和接觸面積的變化考慮在內(nèi)。Wan等人[17]在1.2 mm厚鋁合金與2.0 mm厚鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊連接中對(duì)動(dòng)態(tài)電阻的表達(dá)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，分別計(jì)算了上電極-鋁、鋁-鋼和鋼-下電極三個(gè)接觸面的接觸電阻，考慮了界面溫度、接觸壓強(qiáng)、表面氧化物和鍍層等諸多因素，最終將單位面積的接觸電阻表達(dá)為溫度和壓強(qiáng)的二元函數(shù)。該電阻模型精確預(yù)測(cè)了熔核尺寸和金屬間化合物的分布，具有很好的借鑒意義。

作為一種特殊的電阻焊，平行間隙電阻焊的連接機(jī)理和影響因素均有所不同。適用于微連接的平行間隙電阻焊連接方式可以是固相連接，也可以是熔化連接。由于焊接時(shí)間的短暫，接觸電阻對(duì)平行間隙電阻焊連接的影響更大，但是由于平行間隙電阻焊在被焊材料、接觸面數(shù)量、通電及加壓方式等方面的特殊性，其接觸電阻在焊接過(guò)程中發(fā)生復(fù)雜的變化，接觸電阻的處理仍是一個(gè)難點(diǎn)。

2 平行間隙電阻焊數(shù)值模擬研究

相比傳統(tǒng)的單電極，使用單面雙焊接電極的電場(chǎng)-熱場(chǎng)-力場(chǎng)均有較大的變化，使得平行間隙電阻焊的焊接過(guò)程更加復(fù)雜。

早在1988年，Chu等人[18]建立了三維熱傳導(dǎo)模型計(jì)算硅電池與Ti-Pd-Ag互連片及砷化鎵電池與Au-Zn-Ag互連片平行間隙電阻焊連接過(guò)程中的溫度分布情況，指出最高溫度出現(xiàn)在電池與互連片接觸的區(qū)域，并分析認(rèn)為焊接過(guò)程中微裂紋的產(chǎn)生主要是通過(guò)接觸界面的電流產(chǎn)生的熱量不能充分?jǐn)U散所致。

王晨曦等人采用大電流，短時(shí)間的強(qiáng)規(guī)范工藝成功實(shí)現(xiàn)0.15 mm鎳引線與5 μm鎳鉻合金薄膜的焊接。建立了二維焊接熱傳導(dǎo)模型，考慮產(chǎn)熱機(jī)制主要分為連接材料的電阻熱，通過(guò)兩個(gè)電極的散熱和接觸電阻的產(chǎn)熱三個(gè)部分。

2.1 溫度場(chǎng)、應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)的研究

獲取焊接過(guò)程中重要區(qū)域的溫度場(chǎng)對(duì)于界面反應(yīng)的分析和微電阻焊機(jī)理的明確具有十分重要的意義。李躍[19]構(gòu)建了鋁絲/鍍金銅焊盤平行間隙微電阻焊模型，采用多物理場(chǎng)耦合的方法同時(shí)施加電流、壓力載荷，提取得到了焊接剛結(jié)束時(shí)的溫度場(chǎng)、電流密度場(chǎng)。結(jié)果顯示了溫度、電流密度的對(duì)稱分布特性，溫度場(chǎng)分布如圖2所示[19]，接觸面中心溫度最高，邊緣溫度最低。另外由于鋁線的分流，焊盤上的電流密度比鋁線上的電流密度小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。峰值溫度位于兩電極中間位置的鋁絲上，而非鋁線與焊盤的界面處。點(diǎn)焊過(guò)程中在電極壓力作用下隨著溫度的升高，連接材料的屈服強(qiáng)度和內(nèi)應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)對(duì)接頭的結(jié)合產(chǎn)生影響。Liu等人[20]結(jié)合溫度分布對(duì)界面的連接形狀進(jìn)行了研究，銅線/鍍金層平行間隙電阻焊焊接過(guò)程中，接頭形狀經(jīng)歷了從長(zhǎng)方形，紡錘形，長(zhǎng)方形直至橢圓形的變化。陳偉彥等人通過(guò)ABAQUS軟件對(duì)空間太陽(yáng)能電池片與互連片的平行間隙電阻焊進(jìn)行了建模分析，并利用紅外熱像在線測(cè)溫試驗(yàn)證實(shí)了有限元模型的可行性，結(jié)果中焊接電極-互連片界面與互連片-電池界面的溫度差異非常小，所以可以用易于觀察的電極-互連片接觸區(qū)溫度來(lái)替代封閉的焊接界面的溫度。以此為依據(jù)，提出通過(guò)在線監(jiān)測(cè)焊接界面溫度來(lái)量化接頭的連接質(zhì)量，出發(fā)點(diǎn)是焊接電流、焊接時(shí)間及焊接電極間隙等焊接工藝參數(shù)的變化主要是影響焊接過(guò)程中的產(chǎn)熱和散熱狀態(tài)，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。通過(guò)建立接觸區(qū)溫度-接頭強(qiáng)度的關(guān)系，最終得出應(yīng)將接觸區(qū)的溫度控制在769.5～948.6 ℃之間。陳偉彥等人為評(píng)價(jià)接頭連接質(zhì)量建立了簡(jiǎn)單清晰的判斷準(zhǔn)則，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，但是沒(méi)有考慮電極壓力對(duì)接頭性能的影響。

圖2 鋁絲和焊盤的溫度分布

在溫度場(chǎng)分布基礎(chǔ)上優(yōu)化模型，可以得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，進(jìn)而綜合分析接頭的薄弱環(huán)節(jié)。李娟娟等人[21-22]基于有限元軟件 COMSOL Multiphysics對(duì)微加工生物電極應(yīng)用領(lǐng)域PtIr導(dǎo)線和Pt薄膜的平行間隙電阻焊過(guò)程進(jìn)行了仿真研究，模型中對(duì)材料的粗糙度處理進(jìn)行了簡(jiǎn)化。焊接區(qū)域溫度變化非常迅速，10 ms時(shí)已經(jīng)達(dá)到峰值溫度，最高溫度出現(xiàn)在電極中間導(dǎo)線的上半段區(qū)域，之后溫度增加相對(duì)平緩。焊接區(qū)域變形最大的位置是兩焊接電極中間，由于不受載荷壓力的束縛發(fā)生了十分明顯的熱膨脹。劉陽(yáng)[23]使用ANSYS有限元模擬軟件計(jì)算銅絲/鍍金層平行間隙電阻焊互連過(guò)程及互連焊點(diǎn)在高低溫?zé)釠_擊、隨機(jī)振動(dòng)及通電熱老化條件下的響應(yīng)。模型中對(duì)預(yù)壓變形后焊點(diǎn)進(jìn)行建模，采用了高級(jí)接觸單元來(lái)模擬試樣的接觸與分離，對(duì)接觸電阻阻值的變化進(jìn)行了表征。焊接20 ms時(shí)由于銅絲形狀變得扁平化，在互連界面中心部位出現(xiàn)了峰值溫度，接近母材的熔點(diǎn)。等效應(yīng)力分布結(jié)果顯示互連焊點(diǎn)應(yīng)力分布整體較為均勻，最大應(yīng)力位于焊點(diǎn)的邊緣，超過(guò)了材料的屈服強(qiáng)度，此小片區(qū)域?qū)l(fā)生塑性變形。值得一提的是在高低溫?zé)釠_擊試驗(yàn)中，發(fā)生塑性變形的區(qū)域依然是危險(xiǎn)點(diǎn)，其等效應(yīng)力可達(dá)69 MPa。頸部與界面結(jié)合處為薄弱部位，隨著熱沖擊次數(shù)增加，其等效應(yīng)力逐漸增加，等效塑性應(yīng)變幾乎沒(méi)有變化。

Zhan等人[24]對(duì)空間太陽(yáng)電池陣部件銀互連片/鍺鍍銀電池電極的平行間隙電阻焊連接進(jìn)行數(shù)值模擬，基于熱-電-力耦合做了相當(dāng)系統(tǒng)的工作。單互連片與電池片基體連接結(jié)果顯示：殘余應(yīng)力集中在焊接區(qū)域附近，焊接區(qū)域最高殘余應(yīng)力可以達(dá)到32.5 MPa，電池基體邊角和互連片拐角處也會(huì)有較大的應(yīng)力分布；焊接加熱階段，應(yīng)力值逐漸增高，自然冷卻階段部分應(yīng)力會(huì)得到釋放；焊接區(qū)域附近的電池基體產(chǎn)生了較大的橫向收縮，同時(shí)在電極壓力的作用下，電池基體發(fā)生一定的翹曲變形，互連片亦發(fā)生一定程度的翹曲。多個(gè)互連片與電池片基體連接過(guò)程中，由于在較大面積的電池基體板上各個(gè)互連片之間間隔一定距離，熱力作用互不影響，但對(duì)電池基體的損害有累加效果?；ミB片連接順序?qū)μ?yáng)電池的殘余應(yīng)力分布幾乎沒(méi)有影響[25]，使用三種典型焊接順序參數(shù)下電池基體的殘余應(yīng)力值大致相等，殘余應(yīng)力分布也基本保持一致。

2.2 焊接工藝參數(shù)的影響

相較常規(guī)電阻焊甚至其他微電阻焊來(lái)說(shuō)，平行間隙電阻焊的過(guò)程都是比較特殊的。在試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，結(jié)合仿真研究是非常可行的技術(shù)路線。Guo等人[26]研究了銅焊盤和鎳線的平行間隙電阻焊，通過(guò)一系列試驗(yàn)得出了電極間距對(duì)焊接強(qiáng)度影響最小，電極壓力影響較大，焊接時(shí)間和焊接電流對(duì)焊接強(qiáng)度影響最大的試驗(yàn)結(jié)論，并建立了基于ANSYS軟件的三維傳熱模型。Tan等人[27-28]及Fukumoto等人[29]分別系統(tǒng)地研究了微電阻點(diǎn)焊過(guò)程中電極壓力、焊接電流、焊接電源及電極材料等工藝對(duì)接頭性能的影響。

當(dāng)焊接界面溫度過(guò)低時(shí)會(huì)導(dǎo)致原子動(dòng)能不足，元素?cái)U(kuò)散不充分，從而造成接頭質(zhì)量較差。焊接區(qū)域溫度較高有利于元素?cái)U(kuò)散形成良好連接，但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)焊件的性能和結(jié)構(gòu)造成破壞。對(duì)于平行間隙電阻焊來(lái)說(shuō)，連接材料往往尺寸很小且對(duì)溫度敏感，溫度過(guò)高造成的破壞十分顯著。所以焊接過(guò)程中焊接界面的溫度大小將對(duì)連接質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。焊接電流、焊接電壓和焊接時(shí)間直接影響焊接過(guò)程的輸入能量。另外，主要依靠擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的平行間隙電阻焊需要足夠的焊接時(shí)間來(lái)保證焊接過(guò)程充分進(jìn)行。呂晶晶對(duì)鍺基太陽(yáng)電池與單互連片連接進(jìn)行仿真分析，考察了焊接電壓對(duì)太陽(yáng)電池基板的溫度分布影響，如圖3所示[25]。典型的特征是焊接電壓會(huì)較大地影響峰值溫度的大小，而對(duì)溫度分布隨位置變化的趨勢(shì)幾乎沒(méi)有影響，采用不同參數(shù)的焊接電壓之后焊接區(qū)域的溫度分布規(guī)律大致一樣。

圖3 焊接電壓對(duì)連接界面溫度分布的影響

除輸入能量之外，另一個(gè)非常重要的焊接工藝參數(shù)是焊接壓力。一定的電極壓力對(duì)于平行間隙電阻焊來(lái)說(shuō)是必不可少的，通常認(rèn)為平行間隙電阻焊過(guò)程中焊接壓力的作用是保持連接材料的良好物理接觸，一方面電流可以順利導(dǎo)通；另一方面原子充分?jǐn)U散來(lái)形成可靠的接頭。電極壓力會(huì)顯著影響接觸電阻和母材的變形。當(dāng)焊接壓力過(guò)小時(shí)，接觸電阻較大，由焦耳定律可知，電流產(chǎn)生的熱量也會(huì)迅速增加，電流束集處(接觸點(diǎn))的溫度升高到母材熔點(diǎn)之上，容易發(fā)生火花或飛濺現(xiàn)象。當(dāng)焊接壓力過(guò)大時(shí)，兩電極下方區(qū)域會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，甚至影響母材的結(jié)構(gòu)和性能。文獻(xiàn)[21-22]通過(guò)模擬仿真發(fā)現(xiàn)電極壓力對(duì)焊接區(qū)域的變形影響非常大。

電極間距的變化會(huì)造成焊接過(guò)程中電流密度分布以及產(chǎn)熱傳熱狀態(tài)發(fā)生改變，從而影響連接質(zhì)量。隨著電極間距的增大，高溫區(qū)域會(huì)由中心單一的橢圓形逐漸分離成兩個(gè)橢圓并且焊核位置從兩電極中間向電極移動(dòng)。當(dāng)電極間隙過(guò)大時(shí)焊接界面最高溫度位置會(huì)偏離中心，且界面溫度低不易于形成有效連接。同時(shí)Masomtob等人[30]在鋰電池用鎳片/鎳片平行間隙電阻焊連接仿真研究中，發(fā)現(xiàn)電極間距太小則會(huì)造成電極端部熱量集中，從而使得焊接區(qū)域應(yīng)變很大。

由于平行間隙電阻焊焊接過(guò)程的復(fù)雜性，僅采取試驗(yàn)的方法難以準(zhǔn)確把握其連接機(jī)理和變化過(guò)程。從上文總結(jié)中可以看到，數(shù)值模擬作為一種重要的分析工具可以對(duì)焊接過(guò)程的瞬時(shí)狀態(tài)進(jìn)行分析，獲得焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)以及應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)，有利于深入了解平行間隙電阻焊。同時(shí)，需要優(yōu)化焊接電壓、焊接電流和電極壓力等焊接工藝參數(shù)以提高連接的質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

平行間隙電阻焊焊接過(guò)程熱輸入小，對(duì)母材影響很小，同時(shí)過(guò)程方便快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)間高效率的焊接，作為一種可靠的連接方法必將在微型件連接領(lǐng)域得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。而數(shù)值模擬作為一種重要的分析工具將在其連接機(jī)理和工藝優(yōu)化研究中起到獨(dú)特的作用。

與此同時(shí)，還有一些問(wèn)題亟待解決。如母材添加鍍層金屬對(duì)焊接冶金和連接質(zhì)量的影響需要探索；焊接接頭長(zhǎng)期服役的可靠性有待進(jìn)一步驗(yàn)證；接觸電阻的測(cè)量與表示需要理論與工程實(shí)踐相結(jié)合以便更精確地預(yù)測(cè)和控制焊接質(zhì)量；溫度場(chǎng)分布和應(yīng)力應(yīng)變分布與點(diǎn)焊過(guò)程機(jī)理的關(guān)系需要進(jìn)一步的研究等。