Ti-,3-AlC-,2-陶瓷與Cu(Mg)合金的電弧焊接研究.pdf

1、Ti3AlC2陶瓷是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型陶瓷材料，因其兼具陶瓷和金屬的優(yōu)異性能，在機(jī)械、能源、航空、電子和化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文首次采用無(wú)焊料電弧焊接的方法進(jìn)行了Ti3AlC2陶瓷材料與Cu（Mg）合金的焊接研究，證實(shí)了焊接方法的可行性，揭示了接頭的組織結(jié)構(gòu)和性能與焊接工藝之間的關(guān)系，探討了電弧加熱過(guò)程中焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接母材內(nèi)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律，這些研究工作及成果將為大尺寸、復(fù)雜形狀及多屬性Ti3AlC2陶瓷材料構(gòu)件的低

2、成本制造奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)Ti3AlC2陶瓷材料的工程應(yīng)用。 本文采取試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。采用無(wú)焊料電弧焊接方法對(duì)Ti3AlC2陶瓷和Cu（Mg）合金進(jìn)行焊接試驗(yàn)，利用掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析儀（EDS）觀(guān)察接頭界面的顯微結(jié)構(gòu)和元素分布，采用X射線(xiàn)衍（XRD）分析焊接接頭的物相組成，通過(guò)四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)測(cè)試焊接試樣的強(qiáng)度，并測(cè)定焊接接頭的電阻率。針對(duì)焊接中的電弧加熱過(guò)程，基于有限元分析建立了二維軸對(duì)稱(chēng)簡(jiǎn)化模型，

3、通過(guò)ANSYS數(shù)值模擬研究焊接電流、電弧持續(xù)時(shí)間、試樣的尺寸等焊接條件對(duì)焊接母材內(nèi)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律，確定最佳工藝參數(shù)。 研究表明，電弧焊接法可以實(shí)現(xiàn)Ti3AlC2陶瓷和Cu（Mg）合金的牢固連接，焊接接頭的強(qiáng)度超過(guò)了Ti3AlC2陶瓷材料本身的強(qiáng)度，其焊接機(jī)理在于兩焊接端面之間的界面反應(yīng)。電弧加熱過(guò)程的工藝參數(shù)及試樣尺寸決定了焊接端面的溫度分布，進(jìn)而決定了Cu（Mg）合金的熔化情況及Ti3AlC2陶瓷的組織變化，是影響接頭結(jié)構(gòu)和