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《江苏大学》 2007年
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合金化填充材料对SiC_p/6061Al等离子弧焊焊缝组织及性能的影响

聂加俊  
【摘要】: 颗粒增强铝基复合材料由于具有比强度和比模量高、耐磨、耐腐蚀及尺寸稳定性好等许多优点,在航空航天、兵器等国防工业和汽车、电子等民用工业具有广泛的应用前景,成为当今金属基复合材料研究和发展的主流。然而,由于复合材料的增强体与基体之间的熔点、导热性和热膨胀系数等热理性能参量存在巨大差异,使得铝基复合材料的焊接性很差,采用常规的熔化焊方法焊接该类材料,焊缝表面成形不好,且易在焊缝金属中产生气孔、夹杂和微裂纹等缺陷,对于SiCp/Al复合材料,还会在增强体SiC颗粒与基体Al合金之间发生界面反应,生成脆性化合物Al_4C_3,严重降低了接头力学性能。 为抑制针状有害相Al_4C_3在焊缝中的形成,本文提出了SiCp/Al金属基复合材料焊缝“原位”合金化等离子弧焊接新方法,以Ar+N_2为离子气、Ar为保护气,采用Ti-Ni,Ti-Al-Ni,Ti-Ni-Si为合金焊丝,在等离子弧焊机脉冲电流下,对SiCp/6061Al金属基复合材料进行焊缝“原位”合金化焊接,结果表明:采用合金焊丝对SiCp/6061Al金属基复合材料进行焊缝“原位”合金化等离子弧焊接,完全抑制了针状有害相Al_4C_3在焊缝中形成,获得了组织致密、均匀、并在焊缝显微组织中形成了TiN、AlN、TiC、Ti_5Si_3、Al_3Ti等金属化合物的增强相,改善了焊缝的组织性能,试验中分别采用Ti-Ni、Ti-Ni-Si和Ti-Al-Ni三种合金焊丝进行焊接,所获得的强度依次为215.4MPa,232.3MPa,207.5Mpa。采用Ti-Ni合金焊丝为填加材料,改变焊接工艺参数电流,结果表明,当电流为80A的时候,焊缝组织性能最好,所的焊缝拉伸强度最大。 对采用Ti-Ni合金焊丝焊接好的焊缝进行热处理研究探索,实验结果表明:焊缝经过200度处理后,拉伸强度有了一些提高,但不是很显著,结合焊缝组织可以看到,焊缝中的颗粒数目有了增加,分布也变的均匀了些,拉伸强度达到母体的71%。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG456.2

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