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激光冲击微铆接(Microscale laser shock clinching,μLSC)工艺是利用激光诱导冲击波产生的冲击波压力,使微尺度板料形成机械互锁的一种微连接工艺。μLSC工艺作为一种激光冲击成形技术与无铆钉铆接技术相结合的新型连接工艺,具备高效省时、可连接异质材料等优势,在微机电系统元器件制造领域中具有广阔的应用前景。本文采用实验为主模拟为辅的研究方法,以Cu/304不锈钢分别为上下连接板材料,研究μLSC工艺中材料属性(初始晶粒尺寸、上连接板厚度)、工装尺寸(垫板高度)、激光器参数(冲击次数、激光功率密度)等工艺参数对接头成形质量的影响。针对试样接头质量的检测指标,通过大量实验建立垫板高度-冲击次数、垫板高度-激光功率密度工艺窗口,分析μLSC工艺中试样接头成形规律;计算μLSC工艺过程中的温升,通过超景深显微镜和扫描电镜(SEM)观察μLSC工艺中试样接头破坏形貌,分析高应变率成形中上连接板材料的破坏机理;分析不同工艺参数对μμLSC工艺中试样接头剪切强度的影响。本文所得主要工作与结论如下:(1)建立了垫板高度-冲击次数、垫板高度-功率密度工艺窗口,分析了不同工艺组合下的成形难易程度,得到了能够形成良好互锁的工艺参数。围绕初始晶粒尺寸、垫板高度、激光功率密度、冲击次数等工艺参数分析试样成形质量。结果表明,试样下连接板在颈部和底部边缘位置减薄率较高,易产生缺陷,而试样上连接板底部中央位置减薄率最低。(2)计算了μLSC工艺中激光传播压缩材料和上连接板塑性变形导致的温升,结果表明μLSC成形过程中的温升对试样变形过程和试样接头产生缺陷的影响极低。分析了接头互锁不均匀、底部破裂、颈部破裂等三种缺陷,借助SEM观察了不同缺陷的断面形貌,分析了不同缺陷的产生原因。结果表明,互锁不均匀由上连接板塑性变形不均匀造成,底部中央破裂为吸收层残留物质经多次冲击对试样底部中央位置产生的机械损伤,下连接板圆角对上连接板的剪切作用导致颈部破裂。(3)分析了初始晶粒尺寸、上连接板厚度、垫板高度、激光功率密度等工艺参数对底部边缘破裂缺陷的影响。研究表明,随着初始晶粒尺寸的增加,试样形成互锁程度降低,但是缺陷的破裂程度增加;随着上连接板厚度的增加,缺陷破裂程度降低;随着激光功率密度的增加,实现有效互锁的冲击次数降低,但是缺陷的破裂程度增加。(4)通过单搭拉-剪实验测试了μLSC试样接头的剪切强度,利用超景深显微镜和SEM观察了不同工艺参数下的接头失效形貌,分析了接头失效机理。实验表明:接头拉脱失效受材料屈服强度和互锁值的影响;接头破裂失效裂纹为下连接板圆角剪切作用产生,之后受拉伸力作用向基材扩展。