Al-,2-O-,3-纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料儲能焊研究.pdf

1、本文采用微型電容儲能焊機(jī)對Al<,2>O<,3>纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料(纖維體積分?jǐn)?shù)φ<,f>=5﹪,9﹪,19﹪,26﹪)進(jìn)行了點(diǎn)焊連接.分析了接頭的組織形態(tài)和熔核的形成機(jī)制,理論計(jì)算了熔核的冷卻速率,探索了Al<,2>O<,3>纖維體積分?jǐn)?shù)及焊接參數(shù)對接頭性能的影響.研究結(jié)果表明: 采用微型電容儲能焊機(jī)可實(shí)現(xiàn)Al<,2>O<,3>纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的點(diǎn)焊連接.焊接接頭由熔核、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成.在儲能焊接頭中形成了規(guī)則的扁

2、平熔核,復(fù)合材料基體與熔核金屬過渡良好.通過對熔核溫度場理論計(jì)算可知,熔核凝固時(shí)間極短,冷卻速率高達(dá)3.76x10<'6>K/s,熔核形成過程具有典型的快速凝固特征.接頭組織顯著細(xì)化,并且在熔核中出現(xiàn)了富Al相和富Si相,從而形成與MMCs組織形態(tài)不同的基體組織.少量的Al<,2>O<,3>纖維發(fā)生了一定程度的碎斷,但大部分仍保持其原有的形貌特征,隨機(jī)地分布于熔核基體之中.隨著MMCs中纖維體積分?jǐn)?shù)的增加,熔核中纖維的含量也相應(yīng)增加.

3、 焊接參數(shù)對接頭的形成具有顯著地影響.其中,電極力和電壓的影響較大,電容的影響則相對較弱.A1-Si合金在凝固過程中,共晶Si通常依附在纖維表面形核生長,纖維周圍界面密度增大以及Al<,2>O<,3>纖維與基體之間的線脹系數(shù)差異較大是熔核中顯微裂紋形成的主要原因.適當(dāng)增加電極壓力,焊前對材料進(jìn)行除氫處理并保持干燥是減小和消除氣孔、提高和改善鋁基復(fù)合材料儲能焊接頭質(zhì)量的有效途徑.推薦的焊接參數(shù)分別為: 5﹪φfMMCs:U=