Эксперимент по изучению механизма сцепления при холодной сварке металлов давлением
1.1 Определение поведения атомной диффузии
Для обеспечения надежности и точности измеренных данных необходимо решить три технических ключевых момента. Первый технический ключ — это технология разделения интерфейса соединения. Наиболее эффективным способом определения поведения атомной диффузии на интерфейсе соединения является полное разделение интерфейса соединения, чтобы напрямую измерить весь интерфейс. В этой статье применяется технология обработки раствора и успешно получен общий интерфейс разделения, который сохраняет естественную морфологию в соответствии с вышеуказанными требованиями. Эксперимент доказывает, что скорость коррозии сохраненного металлического интерфейса с использованием раствора, приготовленного в этой статье, очень мала, со средней скоростью 7 мкм/мин. За время обработки общая глубина коррозии составляет не более 0,1 нм. Второй технический ключ — доказать, что несмешивающиеся металлы свариваемы, и необходимо добиться стыкового соединения между металлами с разницей твердости почти в 8 раз больше обжимного контакта . Согласно характеристикам деформации металла во время стыкового соединения обжимного контакта , в этой статье принят метод использования тонкой металлической стенки с более высокой твердостью для покрытия металла стыкового соединения с более низкой твердостью, чтобы ограничить деформацию металла с низкой твердостью, так что металл с обеих сторон стыкового соединения одновременно образует деформационный поток в окружающую среду под действием давления и реализует стыковое соединение между Al-Pb, Zn-Pb и другими металлами на обжимном гнезде контакта типа LQ -25, как показано на рисунке 1. Третьей ключевой технологией является устранение загрязнений при высокоточном определении микроэлементов. В этой статье разработан набор разумных процедур для устранения возможного загрязнения в процессе подготовки образцов, что обеспечивает точность измеренных данных. Для сравнения, те же образцы для анализа были подготовлены для соединений Al-Cu горячей штамповки (сварка оплавлением, сварка с накоплением энергии и сварка трением) одновременно, и атомная диффузия была измерена в тех же условиях. Каждая группа образцов также сравнивалась с сваренным основным металлом. Испытание методом нейтронной активации было проведено на микрореакторе Китайского института атомной энергии для определения наличия других металлических атомов, приваренных ко всему интерфейсу с одной стороны. Сборка оснащена компьютерной системой, которая может напрямую распечатывать абсолютное значение массовой доли обжимных элементов штыревых контактов . Результаты измерений представлены в таблице 2. Данные показывают, что три интерфейса соединения с термическим воздействием демонстрируют выраженную атомную диффузию, а диффузия атомов сварочного металла отсутствует во всех интерфейсах соединения. Таблица 2. Результаты нейтронной активации
Метод сварки: контактная сварка оплавлением, сварка с накоплением энергии, сварка трением, обжимной контакт в гнезде
Аль-Сн
Комбинированный шарнир Al-Cu Al-Cu Al-Cu Al-Cu Al-Sn
Al-Cd Al-Cd Al-Pb
Сн
Аналитическая сторона
Эл
Эл
Эл
Эл
Эл
Эл
Эл
компакт-диск
свинец
Эл
Определенные элементы
Cu
Cu
Cu
Cu
Сн
компакт-диск
Эл
Эл
—
—
—
—
Выборка × 10-6 1980 85,7 85,6
—0,38
—
—
—
—
Базовый материал × 10-6 1053 —15,7
—0,58
Рисунок 2. Результаты сканирования СЭМ диффузии меди на границе раздела со стороны алюминия сварных соединений Al-Cu давлением, выполненных различными методами
Таблица 3. Обжимной контакт Al-Cd с фиксированной точкой на стороне Al, сканирование для определения значения Cd.
Последовательность точек измерения
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Нет.
Значение счетчика 203
203 198 213 210 214 206 207 202 200 209 213 202 212 210 210 206 201 205 203
Последовательность точек измерения
21
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Нет.
Значение счетчика 208
204 200 206 198 198 201 194 194 186 194 186 193 196 193 199 194 186 187 189
Фоновое значение 4.059-188
3.859-210
Примечание: Условия измерения: RAP, 25 кВ, 0,015 мкА, отсчет 10 с
Сканирующее измерение с помощью электронного микроскопа (выполняемое на японском сканирующем электронном микроскопе ASM-SX) представляет собой непрерывное сканирование всего интерфейса.
и анализ сканирования с фиксированной точкой и равномерной точкой. Некоторые результаты испытаний представлены на рисунке 2 и в таблице 3. Также был выполнен спектральный анализ.
Обжимной контакт типа «папа» Измеренные значения и результаты анализа полностью соответствуют результатам нейтронно-активационного анализа.
