تاثیر وجود لایه‌ی میانی نیکل- فسفر الکترولس و ضخامت آن، بر ریزساختار و عملکرد مکانیکی اتصالات غیرمشابه آلومینیوم-مس در جوشکاری اولتراسونیک

در این پژوهش، فرآیند جوشکاری اولتراسونیک بین دو فلز غیرمشابه آلومینیوم و مس با استفاده از لایه‌ی میانی نیکل - فسفر اعمال‌شده به روش آبکاری الکترولس مورد بررسی قرار گرفت. اتصال مستقیم آلومینیوم به مس معمولاً منجر به تشکیل ترکیبات بین‌فلزی نامطلوب می‌شود که کیفیت اتصال را کاهش می‌دهد؛ به‌منظور برطرف‌کردن این مشکل، لایه‌ی میانی نیکل- فسفر به‌کار گرفته شد. هدف اصلی، ارزیابی تاثیر وجود و اندازه‌ی ضخامت لایه‌ی میانی نیکل- فسفر (0، 2، 6 و 14 میکرومتر) بر کیفیت اتصال بود. از طریق آزمایش‌های اولیه پارامترهای بهینه‌ تعیین گردید. سپس نمونه‌ها تحت شرایط بهینه، جوشکاری شدند. برای تحلیل ریزساختار، مکانیزم پیوند و نوع شکست از میکروسکوپ نوری، الکترونی روبشی و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (eds) استفاده شد. بررسی‌ها نشان داد که حضور لایه‌ی میانی نیکل- فسفر تاثیر به سزایی در افزایش چگالی خطی جوش و یکنواختی فصل‌ مشترک اتصال خواهد داشت. مکانیزم پیوند به‌صورت ترکیبی از نفوذ متقابل و قفل‌شدگی مکانیکی شناسایی شد. استحکام کششی با افزایش ضخامت لایه‌ی میانی نیکل- فسفر افزایش یافت و بیشترین مقدار در ضخامت 14 میکرومتر به‌دست آمد. در مجموع، به‌کارگیری لایه‌ میانی نیکل- فسفر در جوشکاری اولتراسونیک آلومینیوم به مس، نه تنها سبب بهبود پیوند و ساختار اتصال شد بلکه خواص مکانیکی اتصالات را نیز ارتقاء بخشید. با توجه به اهمیت اتصال زبانه به زبانه در باتری‌های لیتیوم-یون، یافته‎‌های این پژوهش کاربرد عملی دارند.