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、顆粒增強鋁基復(fù)合材料以其高的比強度、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的可設(shè)計性等特點，在航天、航空、汽車工業(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。 通過將小功率超聲頻脈沖電源與等離子焊機并聯(lián)，超聲頻交流信號經(jīng)過阻容耦合進入焊接回路，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成為一種可控的超聲發(fā)射源。本文以SiCp/6061AlMMCs為研究對象，研究了超聲頻脈沖等離子弧原位合金化焊接工藝對接頭組織與性能的影響，并對焊接冶金機理進行了系統(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，進行硬度及拉伸試驗，探討了影響等離子弧焊接接頭力學(xué)性能的因素。 試驗結(jié)果

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