高體積分?jǐn)?shù)SiCp-Al復(fù)合材料釬接-擴(kuò)散復(fù)合連接工藝研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料作為金屬基復(fù)合材料的代表，已廣泛的應(yīng)用于航空航天、軍事、汽車和電子工業(yè)等領(lǐng)域。然而由于復(fù)合材料中增強(qiáng)相的加入，使得其焊接變得比較困難。本文采用釬接—擴(kuò)散復(fù)合連接高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料，研究了工藝參數(shù)對接頭強(qiáng)度的影響，最終獲得了比較理想的焊接接頭。
　　采用Al-Si釬料對SiCp/Al復(fù)合材料進(jìn)行真空釬焊試驗(yàn)，在620℃保溫時間15min獲得最佳接頭的強(qiáng)度為43.2MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于母材的強(qiáng)度，原因在

2、于Al-Si釬料與增強(qiáng)相的潤濕性不良，導(dǎo)致釬焊接頭內(nèi)出現(xiàn)了孔洞、未焊合、氣孔和微裂紋等缺陷。
　　采用Al-Si釬料先釬焊后擴(kuò)散焊連接SiCp/Al復(fù)合材料時，在620℃保溫時間5min后冷卻至500℃時加壓2MPa、保溫45min后得到接頭的剪切強(qiáng)度為65.8MPa，比直接釬焊時提高了52.3％，研究發(fā)現(xiàn)在冷卻過程中加壓保溫可以促進(jìn)原子的擴(kuò)散，減小了焊縫區(qū)成分的偏析，在一定范圍內(nèi)可以提高接頭的強(qiáng)度，但當(dāng)保溫時間較長時，晶粒長大比

3、較嚴(yán)重，接頭的強(qiáng)度反而會有所下降。
　　采用Al-Si釬料加壓釬焊連接SiCp/Al復(fù)合材料時，在釬焊溫度為620℃、壓力為5MPa、保溫時間為15min時剪切強(qiáng)度能達(dá)到104.8MPa，比直接釬焊提高了142.6％，研究發(fā)現(xiàn)壓力是影響加壓釬焊的主要參數(shù)，一定的壓力可以擠出多余的液態(tài)釬料，降低焊縫的厚度，使得接頭的組織更加致密，因此可以提高接頭的強(qiáng)度，然而壓力過大時會使接頭的變形很嚴(yán)重，影響其使用性能。
　　采用Al-Si-

4、SiC復(fù)合釬料真空釬焊連接SiCp/Al復(fù)合材料時發(fā)現(xiàn)釬料中加入SiC顆粒后會導(dǎo)致釬縫區(qū)內(nèi)出現(xiàn)較多的孔洞，采用Al-Si-SiC復(fù)合釬料加壓釬焊連接SiCp/Al復(fù)合材料時得到的釬縫組織致密，未發(fā)現(xiàn)氣孔、孔洞和微裂紋等缺陷，釬縫是由α-Al、Si、SiC、Al2O3等相組成，其中的α-Al相和Si相來自于母材和釬料，Al2O3相來自于母材，SiC來自于復(fù)合釬料。對焊接接頭進(jìn)行剪切試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)復(fù)合釬料加壓釬焊SiCp/Al復(fù)合材料時可以獲得