顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料焊接性能的研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因其高的比剛度、比強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定、耐高溫、抗輻射等良好的性能，在航空航天、汽車、船舶、電子等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景，對它的研究已經(jīng)成為當(dāng)今金屬鋁基復(fù)合材料的研究和發(fā)展的重點(diǎn)。由于復(fù)合材料的增強(qiáng)體與基體之間物理、化學(xué)性能，如導(dǎo)熱性、熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)等存在巨大差異，導(dǎo)致其焊接性能差，成為制約鋁基材料走向?qū)嵱没闹饕系K。本文使用功率超聲波處理合金熔體制備納米復(fù)合材料，采用非熔化極惰性氣體保護(hù)焊接（TIG）對10mm厚Al

2、-7Si-0.3Mg+1％SiO2鋁基復(fù)合材料進(jìn)行平板焊接，研究TIG焊接工藝對摻雜不同納米顆粒復(fù)合材料焊縫成形、焊接接頭顯微組織及其力學(xué)性能的影響，觀察拉伸斷口掃描電鏡（SEM）形貌判斷斷裂方式。研究表明：
　　(1)功率超聲波振動(dòng)有效提高了納米顆粒在鋁熔體中的分散效果，并且促進(jìn)與鋁液的潤濕性。
　　(2)使用脈沖 TIG焊焊接顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料焊縫深寬比大，成型性能良好，而沒有摻雜納米顆粒的鋁基材料焊縫深寬比小，成型性

3、能差。
　　(3)TIG焊焊接接頭主要由焊縫區(qū)、融合區(qū)、熱影響區(qū)三個(gè)區(qū)域組成。焊縫區(qū)組織均勻、細(xì)小，呈等軸晶粒，融合區(qū)的組織粗大，共晶硅組織呈網(wǎng)絡(luò)狀分布在融合區(qū)中；焊縫區(qū)沒有出現(xiàn)結(jié)晶裂紋，融合區(qū)未發(fā)現(xiàn)液化裂紋，納米顆粒的加入使融合區(qū)明顯變窄。
　　(4)SiO2納米顆粒鋁基復(fù)合材料焊接接頭在焊態(tài)下的抗拉強(qiáng)度為154MPa，熱處理后的抗拉強(qiáng)度為187MPa，焊態(tài)下延伸率為2.45%，熱處理后的延伸率為3.2%，熱處理后焊接接頭