SiCp-Al復(fù)合材料真空連接工藝研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料由于具有高比強(qiáng)度、比剛度，耐磨性及尺寸穩(wěn)定性好，兼之成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用于航空航天、軍事、汽車(chē)和電子工業(yè)等領(lǐng)域。隨著鋁基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，其焊接的可靠性被日益重視。由于增強(qiáng)體的引入，使得復(fù)合材料的連接要比均質(zhì)材料困難的多，以致一直阻礙該材料的迅速發(fā)展。本文進(jìn)行了SiCp/Al復(fù)合材料電子束和釬焊兩種焊接方法的焊接性研究，最終獲得了良好的焊接接頭。
　　通過(guò)電子束直接焊接SiCp/Al復(fù)合材料試驗(yàn)，得出最優(yōu)

2、工藝參數(shù)為I=17mA，V=13cm·s-1（線能量為78J·cm-1），但界面反應(yīng)、孔洞、氣孔等缺陷嚴(yán)重影響接頭質(zhì)量，所以提出了填充材料的電子束焊接方法。試驗(yàn)結(jié)果表明填充材料的加入能明顯改善接頭的組織與性能，尤其是在I=17mA，V=13cm·s-1工藝規(guī)范下，填加鋁硅共晶合金的接頭組織中沒(méi)有檢測(cè)到Al4C3，接頭抗剪強(qiáng)度達(dá)到了88MPa，達(dá)到了母材的54％，比直接對(duì)焊時(shí)提高了近40MPa。因?yàn)殇X硅共晶合金良好的流動(dòng)性，能夠很好的潤(rùn)濕

3、和填充焊縫，并且富Si合金層能從源頭上抑制Al和C的界面反應(yīng)。
　　采用HL400釬料對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料進(jìn)行真空釬焊試驗(yàn)。在釬焊過(guò)程中釬料熔化，熔融釬料對(duì)母材進(jìn)行潤(rùn)濕、鋪展并與母材中的合金元素互擴(kuò)散，發(fā)生鋁硅共晶反應(yīng)。在保溫階段，液態(tài)釬料中的Si元素不斷向母材中擴(kuò)散，導(dǎo)致母材近縫區(qū)Si濃度含量相對(duì)增高，液相線溫度下降，母材發(fā)生熔蝕，形成鋸齒狀的釬縫。研究結(jié)果表明在620℃保溫8min，獲得焊縫抗剪強(qiáng)度最高，達(dá)到90MPa，近

4、母材的56％。
　　采用SiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合釬料對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料進(jìn)行真空釬焊試驗(yàn)，結(jié)果表明SiC顆粒在釬縫中的潤(rùn)濕性較好，增加了釬縫中的增強(qiáng)相，提高了釬縫質(zhì)量。SiC體積分?jǐn)?shù)為6％，釬料厚度為0.6mm時(shí)的釬縫抗剪強(qiáng)度最高達(dá)到95MPa，近母材的60％。研究表明釬料層厚度和SiC的體積分?jǐn)?shù)對(duì)釬縫組織與性能的影響較大，在保證釬料熔化的情況下，釬料層越厚釬縫成形越好;而SiC體積分?jǐn)?shù)不宜過(guò)大，當(dāng)增大到8％時(shí)，釬料流動(dòng)性變差，容易