于洋
,
史耀武
,
夏志东
,
雷永平
,
郭福
,
李晓延
,
陈树君
稀有金属材料与工程
焊球是球栅阵列封装(BGA)的主要连接部件,电子产品自动化生产要求焊球具有良好的表面光亮度.用均匀射流断裂方法生产BGA焊球,研究焊球内部显微结构,从焊球的微观结构推测钎料液滴的凝固行为.通过对小球光滑和粗糙部位微观结构分析,总结小球表面粗糙部位显微组织的特征.最后研究少量稀土元素对小球表面状态的影响.
关键词:
微焊球
,
球栅阵列封装
,
固化行为
陈树君
,
于洋
,
夏羽
,
刘恺洛
,
卢振洋
稀有金属材料与工程
选用1060铝合金管件冲击不同表面状态下的AZ31B镁合金表面进行磁脉冲焊接试验.并对焊后接头结合形貌进行量化分析,着重研究焊接接头结合界面间的产热机制.结果表明:设定充电电压为4.2 kV不变,焊接接头均表现为波纹状结合；光洁表面试件焊接后界面结合区波峰附近有微量弥散分布的熔化块;粗糙表面焊接后界面结合区出现呈片状连续分布的熔化层.由分析可知:粗糙表面凸起可以捕获更多的射流,并且会阻碍表面波沿表面传递,上述因素导致能量不能及时散失进而结合界面区温度升高最终出现熔化现象.
关键词:
磁脉冲焊接
,
界面
,
射流
韩永全
,
郭龙
,
陈树君
,
杜茂华
,
吴永军
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.12.018
通过YB005-01型压力变送器测定相同参数条件下正极性等离子电弧力大于反极性等离子电弧力,并建立了铝合金VPPA焊接穿孔熔池受力模型,分析了在不对称正、反极性等离子电弧力的作用下,穿孔溶池稳定性及其焊缝成形机理.同时进一步分析铝合金VPPA力学特性,掌握了焊接电流和离子气流量等重要焊接参数对其影响.经穿孔焊工艺实验,合理选择正、反极性电流幅值和离子气流量等参数,保持穿孔熔池热和力的平衡,为获取铝合金VPPA焊接稳定的工艺规范提供了理论支持.
关键词:
变极性等离子弧
,
电弧力
,
焊接工艺参数
陈树君
,
夏羽
,
于洋
,
白立来
,
卢振洋
稀有金属材料与工程
采用不同的焊接工艺参数对1060铝合金与AZ31镁合金进行磁脉冲焊接试验.结合铝-铝界面形貌,对比探讨磁脉冲铝-镁异种金属焊接接头界面波特征.通过SEM/EDS、纳米压痕试验,着重研究界面“熔化区”的产生机理、分布特点以及此区域的硬度变化.试验结果表明:界面呈不规则的波状结合方式,嵌入镁层的界面波远大于铝层；在“熔化区”会生成脆硬的第二相,此相分布在Al基一侧.通过调整适当的焊接工艺参数可避免此“熔化区”产生.
关键词:
磁脉冲焊接
,
界面波
,
界面熔化区
孙国芹
,
牛江佩
,
王冬
,
陈树君
,
曹方莉
中国有色金属学报
通过对2219-T6铝合金搅拌摩擦焊对接接头进行金相观察、疲劳试验和显微硬度测量，对接头的不均匀性和疲劳性能进行分析。结果表明，接头最低硬度和疲劳源基本都在热影响区。基于接头各区的显微硬度、微观形貌及微拉伸试验测试，建立接头的弹塑性有限元模型，并在循环加载下模拟接头的应力和应变分布。利用Smith?Watson?Topper 损伤公式和性能薄弱区域的应力、应变数据对焊接接头进行疲劳寿命预测，预测结果与试验结果相比，寿命误差基本在两倍因子之内。
关键词:
2219-T6铝合金
,
FSW接头
,
搅拌摩擦焊
,
疲劳寿命预测
,
有限元模拟
徐斌
,
胡庆贤
,
陈树君
,
蒋凡
,
王晓丽
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00518
基于流体动力学原理, 同时考虑电弧压力、表面张力、电磁收缩力、浮力和重力等因素影响, 建立了随小孔深度增加热力作用二次变化的三维瞬态计算模型. 利用上部双椭球体下部锥体的组合式体积热源描述等离子电弧对焊接工件的热作用, 提出了可以维持小孔稳定的“孔内固体搅动式”计算方法. 为了提高计算效率, 建立了相对焊缝纵截面对称的计算区域; 计算过程利用流体体积函数(VOF)法追踪小孔边界, 基于FLUENT软件对穿孔型等离子弧准稳态焊接过程进行了数值模拟, 得到了准稳态焊接过程中小孔、熔池及流场的动态变化行为, 分析了穿孔型等离子弧焊接(K-PAW)准稳态过程的稳定性, 探讨了影响小孔稳定的工艺因素, 最后进行了计算模型的验证实验. 结果表明, 在设定的焊接工艺参数下, 3.0 s之后焊接过程达到准稳态, 准稳态焊接过程中小孔前壁熔池较薄, 平均厚度为0.6 mm, 且小孔前壁有一定倾斜现象, 使得背面小孔中心相对焊接中心向后偏移, 焊接不同时刻偏移量在0.46~0.97 mm之间波动. 在准稳态焊接过程中熔池内存在稳定的逆时针涡流, 计算所得的背面小孔宽度与实验结果吻合良好.
关键词:
K-PAW准稳态过程
,
小孔
,
熔池
,
流场
,
数值模拟
徐斌
,
胡庆贤
,
陈树君
,
蒋凡
,
王晓丽
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00518
基于流体动力学原理,同时考虑电弧压力、表面张力、电磁收缩力、浮力和重力等因素影响,建立了随小孔深度增加热力作用二次变化的三维瞬态计算模型.利用上部双椭球体下部锥体的组合式体积热源描述等离子电弧对焊接工件的热作用,提出了可以维持小孔稳定的“孔内固体搅动式”计算方法.为了提高计算效率,建立了相对焊缝纵截面对称的计算区域;计算过程利用流体体积函数(VOF)法追踪小孔边界,基于FLUENT软件对穿孔型等离子弧准稳态焊接过程进行了数值模拟,得到了准稳态焊接过程中小孔、熔池及流场的动态变化行为,分析了穿孔型等离子弧焊接(K-PAW)准稳态过程的稳定性,探讨了影响小孔稳定的工艺因素,最后进行了计算模型的验证实验.结果表明,在设定的焊接工艺参数下,3.0s之后焊接过程达到准稳态,准稳态焊接过程中小孔前壁熔池较薄,平均厚度为0.6 mm,且小孔前壁有一定倾斜现象,使得背面小孔中心相对焊接中心向后偏移,焊接不同时刻偏移量在0.46～0.97 mm之间波动.在准稳态焊接过程中熔池内存在稳定的逆时针涡流,计算所得的背面小孔宽度与实验结果吻合良好.
关键词:
K-PAW准稳态过程
,
小孔
,
熔池
,
流场
,
数值模拟
陈树君
,
徐斌
,
蒋凡
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00263
基于磁流体动力学及Maxwell方程组,建立了变极性等离子电弧的三维瞬态计算模型,依据变极性等离子弧焊对铝合金板材穿孔焊接过程的物理特性,提出了随电弧极性变化的分时导电模型,通过计算得到了变极性等离子电弧的温度场、流场、电流密度和电弧压力的分布情况,以及电弧压力随时间的变化过程。通过实验测量了工件表面电弧中心压力,得到了不同极性时的电弧形态。结果表明：相同电流条件下,正极性时电弧温度场分布比反极性时更加分散,但正极性时电弧最高温度范围小于反极性时;反极性电弧压力和电流密度在电弧中心处均大于正极性,在径向距电弧中心一定距离处,2种极性时的电弧压力和电流密度的大小出现反转;电弧压力对焊接电流响应迅速,正极性电弧压力小于反极性电弧压力,焊接电流过零时,电弧压力会降低到较低的值,电流增加时电弧压力变化存在“过冲”现象;对实验与计算得到的变极性等离子电弧正反极性时电弧图像和工件表面电弧中心压力进行了对比,结果吻合良好。
关键词:
变极性等离子电弧
,
三维模型
,
数值模拟
