SiCp/6061Al复合材料半固态焊接研究

• 作 者: 孙跃志
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2007年01期
• 关键词: SiC_p/6061复合材料 半固态焊接 焊接性能

SiC_p／6061复合材料是以6061铝合金为基体，以SiC颗粒为增强相的一种复合材料，因其具有优异的综合力学性能，应用前景广阔，将逐步取代部分传统金属材料。但是，由于SiC_p／6061基复合材料为非均质多相材料，其焊接问题非常复杂，一直阻碍着该材料的迅速发展，已经成为国内外学者研究的重点之一。本文提出一种新型颗粒增强铝基复合材料焊接方法——SiCp／Al基复合材料的半固态焊接技术。该方法通过对SiC_p／6061复合材料母材升温，使母材处于固液两相共存状态，保温适当时间后，对焊接母材施加一定的冲击力，利用母材的触变成形特性得到理想的焊接接头。研究结果表明：加热温度是影响半固态焊接的关键参数，温度越高，待焊试样在受冲击力下的变形程度越大，颗粒偏聚也会有变重的倾向，当焊接温度超过一定的临界温度将会发生界面反应，且反应随着温度的升高而变得剧烈；620℃是SiC_p／6061复合材料半固态焊接比较合适的温度，焊后试样中增强颗粒没有明显的团聚现象；在620℃保温5min后施加20N的冲击力，可以实现SiC_p／6061复合材料的良好连接，接头的抗拉强度可以达到母材的67.8％。复合材料母材表面氧化情况是影响半固态焊接的一个重要因素，氧化膜的存在严重阻碍冶金过程和扩散的顺利进行，但氧化膜随着温度的升高将破碎。焊接接头中SiC增强颗粒与合金基体之间的界面反应不明显，接头组织中脆性相相对较少；在半固态焊接过程中施加了一定的冲击力，同时复合材料处于基体合金的固液两相区，液相凝固收缩量小，因此焊接接头组织中未出现明显的缩孔、缩松。