Ti-6Al-4V與Al合金超聲波釬焊界面連接機(jī)理及工藝研究.pdf

1、本文以實(shí)現(xiàn)Ti-6Al-4V合金與鋁合金的超聲波釬焊連接為目標(biāo),并考慮到鋁合金種類繁多,部分鋁合金所承受的釬焊溫度有限,提出以降低釬焊溫度為主要研究思路。主要研究了超聲波作用下Al基、Zn基、Sn基釬料合金與Ti-6Al-4V的界面結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)大氣條件下Ti-6Al-4V合金與鋁合金超聲波釬焊連接。
　　研究Al-12Si釬料在620℃時(shí)超聲釬焊Ti-6Al-4V與鋁合金。超聲波作用下液態(tài)Al-12Si釬料可以破除Al合金表面氧化

2、膜,并沿Al晶界向Al合金內(nèi)部溶解。液態(tài)Al-12Si釬料在Ti-6Al-4V合金表面產(chǎn)生超聲溶蝕現(xiàn)象,隨著保溫時(shí)間的延長,液態(tài)釬料沿著氧化膜與Ti-6Al-4V合金基體之間對Ti-6Al-4V合金進(jìn)行溶解,最終使氧化膜完全脫離,達(dá)到良好的冶金結(jié)合。通過添加合金元素自制了Al-8.2Si-15Sn-8.7Cu-8.7Zn-1.7Ni-1Mg(wt.％)合金釬料,熔點(diǎn)為516℃,成功在560℃下進(jìn)行了超聲釬焊,接頭強(qiáng)度達(dá)到71MPa。

3、r>　　研究超聲波作用下Zn基釬料與Ti-6Al-4V合金的界面結(jié)構(gòu)。在420℃時(shí)采用超聲波涂覆Zn-Al-Si釬料15min,Ti-6Al-4V合金表面的氧化膜大部分去除,界面形貌與使用Al-12Si釬料時(shí)類似。超聲釬焊Ti-6Al-4V與6061Al接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到33MPa。并通過向ZnAlSi釬料中添加Sn元素制成Zn-Al-Sn-Si釬料,420℃時(shí)超聲涂覆釬料15min后完全破除Ti-6Al-4V表面氧化膜的效果,并在Ti-

4、6Al-4V合金界面生成一層Ti7Al5Si12化合物。使用該釬料在420℃時(shí)超聲釬焊Ti-6Al-4V與6061鋁合金,接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到75MPa。
　　研究超聲波作用下Sn基釬料與Ti-6Al-4V合金的界面結(jié)構(gòu)。分別在360℃、300℃時(shí)使用Sn-40Zn、Sn-20Zn釬料超聲涂覆Ti-6Al-4V,氧化膜完全去除,并在界面生成兩層TiSnZn三元化合物。最終使用Sn-40Zn、Sn-20Zn釬料分別在360℃、300℃成