選用S7工具鋼作為試驗(yàn)材料，為便于機(jī)械加工，加工前應(yīng)經(jīng)過球化退火處理(見圖10-3a)。加工成50mm x 50mm x 75mm的立方體，其中50mm x 75mm的平面應(yīng)保持平滑，用做粘接表面。這些樣品塊的尺度足夠大，完全滿足試樣粘接后，制作包含粘接區(qū)域的圓柱形拉伸試樣所需的尺寸(粘接界面在圓柱形拉伸試樣的中部，界面與其軸線垂直)。采用真空熱壓技術(shù)共制備了三個(gè)試樣，熱壓溫度為1100℃，壓力分別為10MPa、5MPa、20MPa(對應(yīng)試樣1、2、3)，壓力保持時(shí)間均為20min。

為了保持材料在粘接后的可加工性，試樣的冷卻速度應(yīng)非常緩慢，以防止發(fā)生馬氏體相變。在上述熱加工過程中生成了大晶粒的珠光體/馬氏體組織(見圖10-3b)，其硬度較低(約為29HRC)。擴(kuò)散粘接之后馬上在5個(gè)位置進(jìn)行了超聲波測量。通過線切割方法，自試塊上切割制備了3個(gè)圓柱體試樣，而剩余材料則通過熱處理得到以馬氏體為主的組織(見圖10-3c)，其硬度提高到45HRC。對鋼塊再一次進(jìn)行超聲波檢測并通過線切割加工又制備了兩個(gè)拉伸試樣。

利用MTS液壓控制拉伸機(jī)測試3種壓力下粘接的擴(kuò)散焊接試樣以及經(jīng)過熱處理后的拉伸試樣。將圓柱體試樣的兩端夾住，拉伸至其斷裂，以確定試樣失效時(shí)的負(fù)載。

超聲波實(shí)驗(yàn)是通過由計(jì)算機(jī)控制的水浸裝置來進(jìn)行的。寬帶超聲波換能器所用的中心頻率為5MHz和10MHz。從界面垂直反射回來的超聲波信號通過數(shù)字示波器進(jìn)行放大、數(shù)字化和平均處理之后輸入計(jì)算機(jī)形成數(shù)據(jù)文件。這些數(shù)據(jù)由FFT程序進(jìn)行頻域處理并與參考信號進(jìn)行反卷積，參考信號來自退火態(tài)S7鋼試樣的底面回波。

圖10-4a是一組典型的時(shí)域回波信號。頂部的曲線是參考試樣的底面反射回波，下面的兩條曲線分別為試樣2(粘接壓力為5MPa)經(jīng)過熱處理后兩個(gè)粘接區(qū)域(A和B)的反射信號。相應(yīng)的頻譜如圖10-4b所示，將焊接處反射信號的頻譜與參考試樣的頻譜進(jìn)行反卷積運(yùn)算，得到的頻譜如圖10-4c所示。圖10-4c中的理論曲線(實(shí)線)是由式(10-4)計(jì)算出來的，其中的界面剛度經(jīng)過了優(yōu)化處理，以使之與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合得更好，可以看出，在高頻區(qū)的確獲得了較強(qiáng)的反射，并且理論與實(shí)驗(yàn)符合得很好。

靈科超聲波堅(jiān)持自主研發(fā)，最大力度投入研發(fā)設(shè)計(jì)，擁有一支近30年的研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)，發(fā)明創(chuàng)造170余項(xiàng)專利新技術(shù)。主要品牌有LINGGAO靈高、LINGKE靈科、SHENGFENG聲峰等。廣泛運(yùn)用在醫(yī)療器械、電子器材、打印耗材、塑料、無紡布、包裝、汽配等多個(gè)領(lǐng)域，為海內(nèi)外各行業(yè)、企業(yè)提供了大量穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)超聲波塑焊設(shè)備及應(yīng)用方案。