等離子弧焊接SiCp-6061Al基復合材料工藝與合金化機理研究.pdf

1、SiC顆粒增強鋁基復合材料（簡稱SiCp/Al基復合材料）具有比強度高、比模量高、膨脹系數低、耐磨性良好等優(yōu)異的綜合性能，在航天、航空結構件、發(fā)動機耐熱和耐磨部件等方面有著廣闊的應用前景。然而由于SiCp/A1基復合材料的特殊組織結構導致其焊接性很差，難以形成高強度焊接接頭，成為該種材料走向實用化的嚴重障礙，因此鋁基復合材料的焊接技術是其走向工業(yè)化必須解決的問題。
　　 本文以SiCp/6061A1 MMCs為研究對象，采用添加

2、藥芯焊絲的方式對其進行等離子?。ㄒ訟t+N2為離子氣、Ar為保護氣）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焊接接頭組織與性能的影響，并對焊接熔池內大片狀A13Ti的形成機理以及細化工藝進行了系統的分析。
　　 基于Ti元素在焊接SiCp/6061A1 MMCs時的作用，本試驗研制了SiCp/6061Al MMCs熔化焊接專用富Ti藥芯焊絲。藥芯焊絲以其藥

3、粉易調節(jié)，制作工藝簡單等優(yōu)點，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SiCp/6061Al MMCs進行焊接試驗。在填加Ti-Si-A1和Ti-Mg-A1兩種藥芯焊絲的試驗中，焊絲內部Ti元素的成分比例為固定值，通過改變Si和Mg的成分比例，分別對SiCp/6061A1 MMCs進行焊接試驗，進而

4、分析出Si和Mg對焊縫性能的影響。在對前面試驗結果分析的基礎上制作Ti-Si-Mg-A1藥芯焊絲，對SiCp/6061Al MMCs進行焊接試驗，并對試驗結果進行分析。試驗結果表明填加15Ti-5Si-5Mg-Al藥芯焊絲等離子弧焊接SiCp/6061Al MMCs的焊接接頭強度最高，其最高值為267Mpa達到母材強度的83.4％。
　　 焊接熔池內適當的Ti元素能夠抑制脆生相Al4C3的生成，但是過多的Ti元素會導致焊縫內部形