聲場作用下釺料微流體的行為控制及界面潤濕研究

《聲場作用下釺料微流體的行為控制及界面潤濕研究》是依託哈爾濱工業大學，由許志武擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：聲場作用下釺料微流體的行為控制及界面潤濕研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許志武

項目摘要

超音波釺焊是實現綠色、環保釺焊的一個有效途徑。基於先潤濕才能填縫的毛細作用理論，傳統觀點認為超音波釺焊過程中液態釺料無法實現毛細填縫。根據前期的研究基礎，本項目提出利用聲場的作用可驅動液態釺料首先進入釺縫間隙，再實現與母材的潤濕結合的構想，採用可視化與數值仿真的方法，研究聲場作用下釺料的填縫流動行為及界面潤濕問題，具體內容包括：固體材料表面聲場分布及固/液振動耦合分析；聲場作用下釺料微流體的流動特性及流動模型建立；釺料/母材液固界面潤濕、溶解及擴散行為。本項目旨在揭示聲場作用下釺料填縫、潤濕的物理本質及其規律，為難潤濕材料（如高鎂鋁合金、鋁基複合材料、陶瓷等）以及複雜結構釺焊過程中釺料難以填縫成型的問題提供解決思路，為有效、精確地控制釺料的填縫行為，提高接頭質量奠定基礎。

結題摘要

超音波作用下液態釺料可以實現“非潤濕填縫”的過程，這為難潤濕材料（如鋁基複合材料、陶瓷等）以及複雜結構釺焊過程中釺料難以填縫成型的問題提供了解決思路。然而這個現象在經典的釺焊理論中無法找到合理的解釋。我們針對聲場作用下液態釺料在微通道內的流動及潤濕行為進行了深入地研究。首先，通過理論計算與實驗測試結合的方法，揭示了超音波在固體母材表面的傳播特徵，並獲得液態釺料對動態母材表面的回響特性；採用物理模擬的方法，實際測量了聲場作用下微通道內外液體介質中的聲壓分布，確定了“非潤濕填縫”的物理本質；搭建可視化觀察平台，還原了聲場作用下液態釺料填縫的動態過程，並基於FLUENT軟體模擬平台，揭示了聲學參數、微通道尺度、母材表面狀態等對液態釺料填充流動行為的影響規律；闡明了液態釺料填縫行為與釺縫的缺陷類型及其形成的關係，提出了潤濕界面氧化膜的破碎機制以及物質遷移規律。