等離子弧焊接SiCp-6061Al基復(fù)合材料工藝與合金化機(jī)理研究.pdf

1、SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱SiCp/Al基復(fù)合材料）具有比強(qiáng)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(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱和耐磨部件等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。然而由于SiCp/A1基復(fù)合材料的特殊組織結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其焊接性很差，難以形成高強(qiáng)度焊接接頭，成為該種材料走向?qū)嵱没膰?yán)重障礙，因此鋁基復(fù)合材料的焊接技術(shù)是其走向工業(yè)化必須解決的問(wèn)題。
　　 本文以SiCp/6061A1 MMCs為研究對(duì)象，采用添加

2、藥芯焊絲的方式對(duì)其進(jìn)行等離子?。ㄒ訟t+N2為離子氣、Ar為保護(hù)氣）焊接。借助于金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射分析儀、能譜儀及透射電子顯微鏡等微觀分析手段，研究了不同成分藥芯焊絲對(duì)焊接接頭組織與性能的影響，并對(duì)焊接熔池內(nèi)大片狀A(yù)13Ti的形成機(jī)理以及細(xì)化工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
　　 基于Ti元素在焊接SiCp/6061A1 MMCs時(shí)的作用，本試驗(yàn)研制了SiCp/6061Al MMCs熔化焊接專用富Ti藥芯焊絲。藥芯焊絲以其藥

3、粉易調(diào)節(jié)，制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，為SiCp/6061A1 MMCs的焊接性能的研究提供了有利的條件。
　　 本文選用了Ti-Si-A1、Ti-Mg-AI和Ti-Si-Mg-Al三種不同成分的藥芯焊絲分別對(duì)SiCp/6061Al MMCs進(jìn)行焊接試驗(yàn)。在填加Ti-Si-A1和Ti-Mg-A1兩種藥芯焊絲的試驗(yàn)中，焊絲內(nèi)部Ti元素的成分比例為固定值，通過(guò)改變Si和Mg的成分比例，分別對(duì)SiCp/6061A1 MMCs進(jìn)行焊接試驗(yàn)，進(jìn)而

4、分析出Si和Mg對(duì)焊縫性能的影響。在對(duì)前面試驗(yàn)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上制作Ti-Si-Mg-A1藥芯焊絲，對(duì)SiCp/6061Al MMCs進(jìn)行焊接試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明填加15Ti-5Si-5Mg-Al藥芯焊絲等離子弧焊接SiCp/6061Al MMCs的焊接接頭強(qiáng)度最高，其最高值為267Mpa達(dá)到母材強(qiáng)度的83.4％。
　　 焊接熔池內(nèi)適當(dāng)?shù)腡i元素能夠抑制脆生相Al4C3的生成，但是過(guò)多的Ti元素會(huì)導(dǎo)致焊縫內(nèi)部形