超声波振动摩擦热形成动力学分析

　　　所焊接的是0.1毫米厚的镍铬合金和阿留迈合金。表示接头强度随时间的变化。比较一下温度曲线和强度曲线，便可以看出接头形成过程的两个特点。

　　　第一个特点是温度达到最大值的时间，正好与接头的强度实际上开始不再变化的时间相重合；第二个特点是强度的零值点并不与温度开始增加的那一瞬时相重合。

  如果认为，当沿上焊件表面的切向产生弹性振动时，在两个被压紧的焊件之间产生的摩擦作用是超声波焊接的热源时，便能对达两个特点作出解释。由于摩擦作用，焊件在它们的接触处开始被加热。显然，在热源的作用消失之前，即在两焊件的相对移动停止以前，加热过程是一直进行的。在这种情况下，最高温度应当产生在相对移动停止的那-瞬时。如果注意一下接头强度的增长曲线，那么应当认为是，焊件在加热过程中，在接触处产生了局部的热胶合过程。

   当焊接过程开始时，由于上焊件相对下焊件发生移动的结果，破坏了它们的接触表面上的薄膜（氧化物及特殊的涂层等），并将某一部分除掉。显然，这便是上面指出的，接头强度开始增加的时间与温度开始升高的时间不一致的原因。随着温度的升高，接触面积便会增加（因为在加热时，接触处的金属的塑性增加了），因此，接头的强度也要增加。

　　　　在强度增加到一定大小时，即在连接面积达到一定大小时，两焊件的相对移动便停止了。最高温度就对应这一瞬间。显然，应当认为，这一时间间隔是焊接所需要的最少时间。