壓力輔助電子束焊接SiCp-Al復(fù)合材料工藝及組織研究.pdf

1、在采用電子束等熔焊工藝焊接SiCp/Al復(fù)合材料時(shí),通常接頭外觀成性較差,且焊縫中還有脆性相生成,導(dǎo)致接頭性能下降。為解決上述問(wèn)題,本文提出了壓力輔助電子束焊接工藝來(lái)連接vol.45％-SiCp/Al,此工藝分為壓力輔助電子束擴(kuò)散焊和壓力輔助電子束中間層熔焊。同時(shí)利用ANSYS仿真軟件對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,借此指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)計(jì)。
　　電子束熔化焊焊縫中分布著大顆粒狀的長(zhǎng)大SiC,針狀的Al4C3,大塊狀初生Si以及少量金屬間化

2、合物Al2Cu?！敖缑娣磻?yīng)”產(chǎn)生的脆性相Al4C3、初生Si以及聚集長(zhǎng)大的SiC顆粒導(dǎo)致焊縫脆化;同時(shí)低熔點(diǎn)Al基體因燒損導(dǎo)致焊縫成形較差。這些因素導(dǎo)致了電子束熔化焊接頭強(qiáng)度較低。
　　壓力輔助電子束擴(kuò)散焊工藝成功避免了焊縫中Al4C3、初生Si的生成以及SiC顆粒的長(zhǎng)大,得到了預(yù)期的焊縫與母材組織連續(xù)的擴(kuò)散焊接頭。擴(kuò)散焊接頭的平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)65.45MPa,已與“電子束熔焊”接頭強(qiáng)度相當(dāng),且接頭宏觀成形明顯優(yōu)于熔化焊接頭。但焊

3、縫界面處“SiC-SiC直接接觸”和“縮孔連接”會(huì)影響界面連接效果。
　　壓力輔助電子束中間層熔焊工藝可獲得成形美觀、性能優(yōu)越的接頭。研究發(fā)現(xiàn),活性中間層Ti可與SiC陶瓷形成良好的界面連接,同時(shí)抑制脆性相Al4C3和初生Si的生成。此外在焊縫中原位生成的Al3Ti、TiC、Ti5Si4作為彌散分布的二次增強(qiáng)相提升接頭的力學(xué)性能。此種工藝下的接頭平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)154MPa,為母材強(qiáng)度的63%,相較于電子束熔化焊和“電子束擴(kuò)散焊”