SiCp顆粒增強6061Al基復合材料等離子弧原位焊接的研究.pdf

1、顆粒增強鋁基復合材料具有比強度高、比模量高、膨脹系數(shù)低、耐磨性良好等優(yōu)異的綜合性能，在航天、航空結構件、發(fā)動機耐熱和耐磨部件等方面有著廣闊的應用前景，成為當今金屬基復合材料發(fā)展與研究的主流。然而由于鋁基復合材料的特殊組織結構導致其焊接性很差，難以形成高強度焊接接頭，成為該種材料走向工業(yè)應用的嚴重障礙，因此有必要系統(tǒng)地研究鋁基復合材料焊接性。 本課題以SiCp/6061A1基復合材料為研究對象，以Ar+N2為離子氣，Ar氣為保護氣

2、，采用等離子弧焊接方法對其焊接工藝及合金化機理進行了系統(tǒng)的研究。利用金相顯微鏡、掃描電鏡及X射線衍射分析儀等微觀分析手段研究了復合材料等離子弧焊接接頭微觀組織及成分變化，利用硬度試驗和拉伸試驗研究了等離子弧焊接接頭的力學性能。 研究表明填加Al—Si—Ti—Ni合金對SiCp/Al基復合材料進行等離子弧原位焊接，填加材料中Ti含量為5％時，可以有效抑制有害相Al4C3的生成，得到的焊縫組織較為致密，沒有氣孔、微觀裂紋等缺陷，接頭

3、強度較之不加填充材料時有較大提高，達到226MPa，提高了接頭的力學性能。 研究了使用Al—Si—Ti—Y合金片為填充材料對siCp/6061A1基復合材料進行等離子弧原位焊接時，焊縫組織和性能的變化。試驗表明以A1—Si—Ti—Y合金片為填充材料時，可以細化晶粒獲得致密的焊縫組織。在抑制有害相Al4C3的生成的同時，接頭強度又有較大提高，達到240MPa，有效提高了接頭的力學性能。此外還分析了Y對焊縫組織及接頭力學性能的影響，

4、研究表明在鋁基復合材料焊接過程中添加稀土金屬Y，可改善焊縫組織，提高焊縫強度、塑性和韌性。 對SiCp/Al基復合材料等離子弧原位焊接接頭進行熱處理后發(fā)現(xiàn)，熱處理的最佳工藝為T6500℃固溶+時效。熱處理后焊縫組織狀況得到良好的改善，粗大的Al3Ti相變?yōu)槎绦“魻?，消除了晶間偏析，組織更加均勻。熱影響區(qū)組織中晶粒均得到比較明顯的細化，比較接近母材晶粒的大小。焊接接頭強度較未熱處理時有了較大提高，達到255MPa，而且接頭熱影響區(qū)