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目前铝合金焊接应用最广泛的方法是交流TIG焊接。交流TIG焊能实现高品质焊接、得到优良焊缝、焊接精度高；但是单道熔深浅，焊接效率低。超声-TIG复合焊使得电弧收缩、能量更集中，焊缝的熔深增加明显。超声频率的改变对于超声的空化作用、声流效应、热及机械作用都有直接影响。研究表明，超声频率对于熔体中气孔、焊缝微观组织、焊缝的力学性能等都有重要影响。频率作为超声的重要参数，研究其在超声-TIG复合焊时的影响具有重要意义。利用COMSOL Multiphysics模拟软件，建立超声-TIG复合焊的声场模型、优化超声变幅杆，最终凹面变幅杆的曲率半径选择21mm。凹面变幅杆与平面变幅杆比较具有电弧稳定性好、声场强度高的优点。与平面变幅杆对比，凹面变幅杆电弧压缩更好、焊缝的熔合区宽度减小，焊缝中心的晶粒组织细化；从抗拉强度分析凹面变幅杆的抗拉强度提高了9.3MPa，两者共同说明凹面变幅杆比平面变幅杆超声作用效果好，在试验中验证了模拟的结果。通过平板堆焊试验，根据焊接成形、宏观形貌、测量焊缝的深宽比，最终确定超声频率28kHz和40kHz时最佳的辐射端高度为21mm和18mm。对比不同频率下超声的影响，试验结果表明超声的施加对于热影响区的回复软化、熔合区尺寸减小成分均匀化、焊缝中心组织细化作用效果明显；使得第二相在熔合区的分布均匀，形态窄小；使得焊缝中间第二相分布均匀，尺寸小且弥散，并且当超声频率为28kHz时效果最好。超声的施加明显提高了接头的拉伸性能，28kHz的抗拉强度最高为274.9MPa，相比于普通TIG提高了12.85%。初步分析超声频率对超声-TIG复合焊的作用机制。建立声场模型，分析声压幅值及声辐射力在轴向呈周期性分布；随频率增加，周期减小、大小增加。超声在传播过程中随频率的增加衰减增加。用高速摄像拍摄不同超声频率下的电弧，图像处理后测量得到电弧的长径比。相比于TIG焊，超声频率为28kHz时，面积压缩率为18.36%，压缩效果最好。根据Rayleigh-Plesset方程描述空化泡的运动规律，超声频率越接近空化泡的谐振频率，能量耦合越好，空化释放的能量越大；频率越高，空化发生越困难，在焊接快速凝固的短时间内来不及长大、崩溃。声流效应主要与超声频率及振幅成正比。