TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷的電弧焊試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷作為近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型金屬基復(fù)合材料,具有金屬Cu和Ti3AlC2陶瓷的雙重優(yōu)點(diǎn),因而其具有較廣泛的應(yīng)用前景。但由于TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷是采用粉末冶金的方法制備的,要用其制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀或較大尺寸的構(gòu)件還有很大的困難,這就極大地限制了材料的應(yīng)用。本文采用的焊接法是解決這一問(wèn)題的最好方法。
　　 本文研究了TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷在不同焊接電流密度、不同拉弧持續(xù)時(shí)間、不同接合壓力

2、和不同陶瓷含量條件下的電弧焊試驗(yàn),對(duì)焊后試樣的接頭區(qū)進(jìn)行了顯微結(jié)構(gòu)觀察和物相分析,并測(cè)試了焊接試樣的四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度和電阻率。通過(guò)對(duì)焊接試樣接頭區(qū)顯微結(jié)構(gòu)的分析,揭示了TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷在不同焊接工藝參數(shù)條件作用下的組織變化規(guī)律和物相組成變化。
　　 本文利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)焊接加熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了不同電流密度、不同拉弧持續(xù)時(shí)間、不同陶瓷含量對(duì)焊接材料內(nèi)部溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律,并與試驗(yàn)相結(jié)合確定最佳焊

3、接工藝參數(shù)范圍。另外由于焊接過(guò)程是典型的瞬態(tài)非線性熱傳導(dǎo)問(wèn)題,焊后試樣在冷卻后會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,因此本文利用ANSYS采用間接法模擬了在不同電流密度、不同拉弧持續(xù)時(shí)間和不同陶瓷含量情況下的加熱過(guò)程材料內(nèi)部的應(yīng)力分布情況。
　　 本文的研究表明:隨著焊后焊接試樣接頭區(qū)致密度的提高,TiCx-Cu(Al)金屬陶瓷間焊接的試樣接頭的強(qiáng)度可超過(guò)母材的強(qiáng)度；焊接試樣接頭區(qū)的物相組成主要為Cu(Al)合金相和TiCx陶瓷相；理想焊接試樣