随焊超声冲击焊接方法是基于课题组超声TIG复合焊接方法改进而来的焊接方法。本课题在以往研究的基础上,着重探究超声加入对焊接组织细化行为、气孔行为的影响规律及其作用机理。对在已有随焊超声冲击系统基础上,换用可以在试板上连续滚动的变幅杆,对该系统进行改进。对于超声促进异质形核作用的研究,主要通过对2mm厚铝锂合金和纯铝的连续焊和定点焊方式进行试验。在电弧点燃时施加超声,铝锂合金定点焊焊点内出现大量细小等轴晶,取代了柱状晶。而纯铝定点焊试验中则没有出现晶粒细化现象。在纯铝定点焊熔池中添加氧化铝粉末时,焊点组织出现大量等轴晶。试验结果表明,超声具有促进第二相异质形核作用,这是通过空化、声流等作用,改善了熔体对第二相质点的润湿以及提高了熔体的熔点而实现的。在此基础上进行超声打碎晶粒试验研究。利用纯铝不产生异质形核作用而细化组织的特点,在纯铝定点焊电弧熄弧后施加超声,出现了晶粒被超声扭曲、打碎的现象。其中,熔合线附近的柱状晶被声流作用产生的弯曲应力冲击,产生变形,空化作用使其变形增加甚至断裂。焊点中心区,晶粒组织受到空化作用的影响,明显细化,平均晶粒尺寸由无超声时75μm减小到40μm左右。晶粒的形状因子增大,形状因子小于0.6晶粒所占比例由60%下降到20%到30%。超声促进异质形核作用与超声功率有关,而打碎晶粒作用与晶粒所在的位置有关。两者存在相互影响、制约的关系。焊缝中心处,打碎晶粒作用的产生有助于促进形核作用的产生。形核作用产生后反过来限制了打碎晶粒作用,两者总体效果是使晶粒组织更加细化。最后进行了超声对气孔行为的影响研究。加入超声后,焊缝中的总气孔率下降了30.4%到60.8%,而焊接速度由200mm/min降低至100mm/min时气孔率下降了13%。气孔率随超声功率的增加呈现出先降低后升高的趋势。此外超声区的气孔大小也产生了变化,气孔尺寸和气孔率规律相同。利用点式激光测振仪对熔池中振动进行测量,结果表明,超声功率的增加使熔池中超声空化程度增加。综合这些结果,分析得出超声对气孔行为的影响机理。在功率较小时,瞬态空化产生气核,有助于气泡产生、长大以及上浮逸出,当功率较大,空化作用太剧烈,产生气泡过多,部分气泡来不及逸出。故产孔率随超声功率增加呈现出先降低而后升高的变化趋势。