超聲波輔助釬焊目前越來越多的應(yīng)用到陶瓷、碳化硅、復(fù)合材料等難潤(rùn)濕材料的焊接中,其實(shí)現(xiàn)難潤(rùn)濕材料潤(rùn)濕連接的主要原因是液態(tài)釬料在超聲作用下的聲空化效應(yīng),聲空化效應(yīng)是指液體在超聲作用下發(fā)生空化泡的形核、長(zhǎng)大、潰滅并且?guī)硪幌盗械奈锢砘瘜W(xué)效應(yīng),對(duì)母材表面產(chǎn)生破壞。本文對(duì)比研究了自由表面與窄間隙薄層液態(tài)金屬發(fā)生空化時(shí)產(chǎn)生的空化泡的形貌特征及時(shí)域特征,并且研究了超聲作用下薄層液態(tài)純錫釬料對(duì)1060鋁合金母材的空蝕效應(yīng),最后通過有限元模擬計(jì)算軟件對(duì)薄層液態(tài)金屬聲空化及其效應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析。研究發(fā)現(xiàn),在超聲作用下,液態(tài)金屬底部空化泡近似球形,大小從幾微米到幾百微米不等,存在時(shí)間約為2-4個(gè)超聲周期,窄間隙薄層液態(tài)金屬中的空化泡比自由表面薄層液態(tài)金屬中的空化泡體積更小,周期更短。在超聲剛加載階段薄層液態(tài)金屬中均出現(xiàn)短暫的劇烈空化階段,隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng),出現(xiàn)周期性的空化程度強(qiáng)弱交替現(xiàn)象,且窄間隙強(qiáng)弱交替頻率高于自由表面薄層空化。同一成分液態(tài)金屬在同一母材夾具中的空化強(qiáng)弱受超聲功率和液層厚度的影響,超聲功率越大,液層厚度越小,空化越劇烈,空化泡密度越大。空蝕作用是空化泡潰滅時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓及微射流破壞母材表... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

錐形空化結(jié)構(gòu)

如圖 1-2 所示，有時(shí)會(huì)演化為雙頭 Smoker 形狀。在強(qiáng)度中，易出現(xiàn)枝狀結(jié)構(gòu)（ALF）,在枝狀結(jié)構(gòu)中，空化泡順次向壓力波腹很強(qiáng)的自組織特性，一般產(chǎn)生與離超聲發(fā)生器較遠(yuǎn)的弱空化區(qū)域中構(gòu)如圖 1-3 所示。當(dāng)在聲場(chǎng)中人為放置一個(gè)核源，即放置一個(gè)含有，在強(qiáng)聲場(chǎng)中的輻射面附近會(huì)產(chǎn)生拖尾狀的空化結(jié)構(gòu)，稱為拖尾狀BS），產(chǎn)生該結(jié)構(gòu)的區(qū)域被稱為拖尾區(qū)，如圖 1-4 所示，拖尾狀空化空化泡氣團(tuán)組成，這些氣團(tuán)主要由很小的空化泡組成，也存在幾個(gè)，一般觀察不到小空化泡的潰滅過程，相對(duì)而言大空化泡存在時(shí)間如果在置入氣泡核的過程中給其一個(gè)噴射力，則會(huì)產(chǎn)生射流空化結(jié)a) 小振幅時(shí)的錐形空化 b)大振幅時(shí)的錐形空化圖 1-1 錐形空化結(jié)構(gòu)[27]

圖 1-3 枝狀空化結(jié)構(gòu)[27]圖 1-4 拖尾狀空化結(jié)構(gòu)[27]oussatov 等人[28]使用了橫截面積較大的超聲換能器，在很高的超聲試驗(yàn)，所形成的絲狀空化結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 1-5a)所示。從照片中可以看出空化泡網(wǎng)絡(luò)呈束狀，以橫截面上呈中心對(duì)稱分布并向下運(yùn)動(dòng)。而火則一般在超聲頭底部等能量較高處最為常見，液體中的空化泡形成般的路徑傳播，如圖 1-5b)所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]液體薄層中的超聲空化[J]. 白立新,吳鵬飛,李超,鄧京軍,曾志杰.  應(yīng)用聲學(xué). 2018(05)
[2]聲場(chǎng)中氣泡間次Bjerknes力和氣泡群聚現(xiàn)象[J]. 馬艷,林書玉,徐潔.  陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[3]鉛黃銅合金在不同液體介質(zhì)中的超聲空蝕行為及機(jī)理[J]. 張?zhí)?劉海霞,康燦,李秀閣.  表面技術(shù). 2018(01)
[4]微顆粒影響螺旋槳噪聲及空蝕損傷試驗(yàn)研究[J]. 邢維升,解學(xué)參,姜治芳,陳大融.  中國(guó)艦船研究. 2015(03)
[5]異種材料超聲波釬焊連接的研究現(xiàn)狀[J]. 王星星,龍偉民,裴夤崟,黃成志,程亞芳,呂登峰.  焊接技術(shù). 2013(06)
[6]Bjerknes力對(duì)微氣泡運(yùn)動(dòng)特性的影響[J]. 沈壯志,劉文強(qiáng).  陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[7]超聲波輔助釬焊技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)棟,栗卓新,張?zhí)炖?馬司鳴.  機(jī)械工程材料. 2013(01)
[8]粗糙表面的空蝕機(jī)制研究[J]. 劉詩(shī)漢,陳大融.  潤(rùn)滑與密封. 2009(03)
[9]超聲空化影響因素的數(shù)值模擬研究[J]. 李爭(zhēng)彩,林書玉.  陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(01)
[10]空化與空蝕的影響因素及其研究方法分析[J]. 丁暉.  黑龍江水專學(xué)報(bào). 2005(04)

博士論文
[1]液態(tài)釬料超聲驅(qū)動(dòng)填縫機(jī)理及聲空化作用研究[D]. 馬琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]超聲波在輔助活性釬焊鋁/石墨中的作用機(jī)理研究[D]. 劉新亞.蘭州理工大學(xué) 2016
[2]超聲空化氣泡動(dòng)力學(xué)行為研究[D]. 馬奭文.陜西師范大學(xué) 2013
[3]船后螺旋槳非定�？栈阅苎芯縖D]. 鞠磊.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]聲空化氣泡成長(zhǎng)及破裂研究[D]. 羅賢能.重慶大學(xué) 2010
[5]超聲空化多泡及其輻射聲場(chǎng)的研究[D]. 張鵬利.陜西師范大學(xué) 2010
[6]超聲空化對(duì)剛性壁面的作用研究[D]. 劉如軍.陜西師范大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3054813