SiCp-ZL101A復(fù)合材料振動輔助半固態(tài)釬焊工藝研究.pdf

1、本文首先研究了在不同振動工藝參數(shù)下SiCp/ZL101A復(fù)合材料表面氧化膜的破碎情況，其次深入分析了各個工藝參數(shù)對破膜的內(nèi)在影響規(guī)律，并建立了振動輔助半固態(tài)釬焊的氧化膜破碎物理模型，最后分析了釬焊接頭中氣孔的形成過程并對接頭的剪切性能進(jìn)行了測試。
　　研究振動工藝參數(shù)對母材表面氧化膜破碎情況的影響，發(fā)現(xiàn)在振動頻率和次數(shù)相同的情況下，隨著振幅的增加，氧化膜得到破除的區(qū)域從界面中心向外側(cè)逐漸擴(kuò)大；而在振幅和振動次數(shù)相同的情況下，頻率對

2、氧化膜破碎情況的影響不明顯；在頻率和振幅一定的情況下，隨著振動次數(shù)的增加，氧化膜得到破碎的區(qū)域也逐漸增大，且界面中部的氧化膜破碎情況要好于界面外圍的氧化膜破碎情況。
　　建立振動輔助半固態(tài)釬焊的氧化膜破碎物理模型：在振動前，母材表面上的氧化膜連續(xù)且完整；隨著振動的開始，釬縫中部出現(xiàn)一個較大的固相聚集區(qū)，這是由于在振動壓縮過程中該處的液相被擠出而使固相晶粒發(fā)生塑性變形而聚集、長大形成，并且此處界面上氧化膜最先開始破碎，認(rèn)為該處氧化膜

3、的破碎是通過釬料中固相晶粒受壓縮變形而使表面母材發(fā)生局部塑性變形來完成的；隨著振動的進(jìn)行，固相聚集區(qū)發(fā)生了分離，變成上、下兩個區(qū)域，并且此時界面外圍區(qū)域的氧化膜開始破碎，認(rèn)為界面外圍的氧化膜破碎是通過固相晶粒對母材表面產(chǎn)生了剪切作用來完成的；到振動后期，除邊緣區(qū)域有少量氧化膜殘留之外，其他區(qū)域的氧化膜均得到了破碎，且固相聚集區(qū)越來越小。
　　分析接頭中氣孔的形成過程：在振動拉伸階段，釬料處于被拉長狀態(tài)，由于邊緣處釬料中的液相可以自

4、由向內(nèi)部運動，而固相顆粒的運動要滯后于液相，這樣就導(dǎo)致在邊緣處固相顆粒之間沒有充足的液相來填充而形成小的縫隙，從而為空氣進(jìn)入釬料提供了通道；隨著釬料被拉長程度的增加，已經(jīng)形成的空氣通道繼續(xù)向釬料內(nèi)部擴(kuò)展；此后釬料又開始被壓縮，釬料中的液相又將會從內(nèi)部向外運動，這樣就會導(dǎo)致將擴(kuò)展至釬料內(nèi)部的一部分空氣通道截斷，致使其殘留在釬料的內(nèi)部；經(jīng)過多次振動，殘留在釬料內(nèi)部的氣體就會聚集、長大形成氣孔，最終殘留在接頭中。
　　對釬焊接頭進(jìn)行剪切