SiCp-6061Al基復(fù)合材料超聲頻脈沖等離子弧原位合金化焊接的研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比剛度、比模量、優(yōu)異的耐磨性能以及在性能和加工方面較強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，在航天、航空、汽車(chē)工業(yè)、光學(xué)儀器和體育用品等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。但是，鋁基復(fù)合材料的焊接性很差，是其走向工業(yè)化必須克服的“瓶頸”。為此，本研究提出了一種超聲頻脈沖等離子弧原位合金化焊接的新方法，為鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用探索了一條新思路。 通過(guò)將小功率超聲頻脈沖電源與等離子焊機(jī)并聯(lián)，超聲頻交流信號(hào)經(jīng)過(guò)阻容耦合進(jìn)入焊接回路，建

2、立了超聲頻脈沖等離子弧焊接系統(tǒng)，使等離子焊接電弧受外加高頻調(diào)制，其作為焊接熱源的同時(shí)成為一種可控的超聲發(fā)射源。本文以SiCp/6061AlMMCs為研究對(duì)象，研究了超聲頻脈沖等離子弧原位合金化焊接工藝對(duì)接頭組織與性能的影響，并對(duì)焊接冶金機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。利用金相顯微鏡、掃描電鏡及X射線衍射分析儀研究了不同焊接工藝下鋁基復(fù)合材料的焊接接頭組織及成分的變化，進(jìn)行硬度及拉伸試驗(yàn)，探討了影響等離子弧焊接接頭力學(xué)性能的因素。 試驗(yàn)結(jié)果

3、表明，將超聲頻激勵(lì)信號(hào)引入SiCp/6061Al基復(fù)合材料等離子弧原位合金化工藝過(guò)程中，以Ti-60Al為填充材料，Ar+N2為離子氣，Ar為保護(hù)氣，能有效抑制脆性相Al4C3的形成，在焊縫中形成了Al3Ti、TiC、TiN等新生增強(qiáng)相；在脈沖調(diào)制頻率30KHz的情況下對(duì)等離子焊接電弧施以超聲頻調(diào)制，可以激勵(lì)出相應(yīng)頻率的超聲信號(hào)，較之未施加激勵(lì)信號(hào)時(shí)，由于超聲振動(dòng)直接作用于焊接熔池，明顯細(xì)化了焊縫區(qū)組織，使得增強(qiáng)顆粒趨向于均勻分布，提高