SiCp-ZL101A復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下SiCp/ZL101A復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對破膜的內在影響規(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行了測試。
　　研究振動工藝參數對母材表面氧化膜破碎情況的影響，發(fā)現在振動頻率和次數相同的情況下，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逐漸擴大；而在振幅和振動次數相同的情況下，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，認為界面外圍的氧化膜破碎是通過固相晶粒對母材表面產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、由向內部運動，而固相顆粒的運動要滯后于液相，這樣就導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，從而為空氣進入釬料提供了通道；隨著釬料被拉長程度的增加，已經形成的空氣通道繼續(xù)向釬料內部擴展；此后釬料又開始被壓縮，釬料中的液相又將會從內部向外運動，這樣就會導致將擴展至釬料內部的一部分空氣通道截斷，致使其殘留在釬料的內部；經過多次振動，殘留在釬料內部的氣體就會聚集、長大形成氣孔，最終殘留在接頭中。
　　對釬焊接頭進行剪切