陶瓷/金属连接界面残余应力缓解策略研究

随着服役环境恶劣化和加工制造复杂难度增加,对陶瓷/金属异质结构综合性能提出了更高的要求。目前钎焊技术被广泛应用于陶瓷与金属异质材料连接,而二者焊接接头残余应力缓解难题非常棘手。残余应力对陶瓷/金属连接性能有极大影响,其大小受多种因素影响,因此系统概述陶瓷与金属焊接残余应力状态与分布规律,从工艺参数优化、施加中间层、复合钎料和表面结构设计4种缓解途径进行系统评述,最后展望了未来陶瓷/金属异质结构残余应力研究面临的机遇和挑战。     

超声波点焊技术及其在锂电池制造中的研究现状

文中主要介绍了超声波点焊技术较电阻点焊和激光焊接的优点、焊接设备、焊接机理及超声波点焊在锂电池制造中的研究现状，详细阐述了影响超声波点焊接头宏观特征、微观组织及力学性能的关键因素。为了提高超声波点焊接头质量的鲁棒性，实时监控器和球面形的焊头是解决此问题的两种有效途径，但还存在较多未解决的问题。文章还针对如何进一步提高超声波点焊接头质量的鲁棒性提出了一些观点。     

碳化硅体积分数对SiCp/Al-30Si复合材料组织与性能的影响

采用真空热压烧结法制备SiC颗粒体积分数分别为20%、25%和30%的SiCp/Al-30Si复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行表征,并检测其力学性能及物理性能,运用Turner、Kerner理论模型对材料的热膨胀系数进行计算,分析碳化硅体积分数对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响。研究结果表明:随SiC含量的增加,复合材料的组织中会出现SiC颗粒的团聚,使材料的致密度及抗拉强度下降,在50～100℃之间的热膨胀系数降低,其平均值与Kerner模型计算值很接近。     

颗粒尺寸及分布均匀性对SiC/Al-30Si复合材料组织性能的影响

采用真空热压法制备SiCp/Al-30Si复合材料.利用扫描电镜对材料的微观组织进行表征,检测力学性能.结果表明:随着SiC颗粒平均粒径的增大,材料的组织中SiC颗粒的团聚现象逐渐消失,其在基体中的分布更加均匀.抗拉强度与增强体颗粒尺寸有关,SiC颗粒平均粒径为13 μm时,材料的抗拉强度最大.材料的断裂方式为脆性断裂,SiC颗粒粒径为4μm时,断口表面有团聚、裸露的SiC颗粒;SiC颗粒粒径为13μm时,断口SiC颗粒表面包覆着一层铝硅合金;SiC颗粒粒径为30μm时,断口处有断裂的SiC颗粒,部分SiC颗粒从基体中被拔出.     

金属薄材超声波点焊的研究进展

详细讨论了金属薄材超声波点焊接头的界面温度、宏观特征、微观组织、力学性能、工艺优化、力学性能强化措施及焊接机理。分析了目前研究中存在的问题，指出焊接界面应力应变场、塑性变形过程和塑性变形机制的研究需深入研究。影响超声波点焊质量的因素分为两类：工艺参数和材料属性。工艺参数包含焊接压力、振幅、焊接时间/焊接能量、功率、焊头和底座表面尖齿的尺寸及形状等。材料属性主要包括材料的类别、硬度、表面粗糙度、氧化情况等。工艺参数和材料之间的良好耦合才能获得最佳的焊接工艺条件。此外，焊接界面的焊合密度和焊后接头有效厚度是决定超声波点焊接头力学性能的两个主要因素，两因素之间存在着矛盾的关系，如何化解这对矛盾关系是提高接头力学性能的关键所在。     

SiC颗粒表面处理对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响

采用HCl酸洗的表面处理工艺对α-SiC颗粒进行处理,利用真空热压法制备以SiC为增强体的铝硅基复合材料,研究了表面处理态与原始态的SiC对该复合材料微观组织、抗拉强度的影响.结果表明,经表面处理的SiC增强铝硅复合材料界面结合良好,空洞减少,界面结合强度增强,该复合材料抗拉强度明显提高.     

SiC含量对SiC/6061 Al基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了三种SiC体积分数分别为25％、30％、35％的SiC/6061 Al基复合材料.利用金相显微镜观察材料的显微组织,检测材料的物理性能和力学性能,运用Turner、Kerner理论模型对复合材料的热膨胀系数进行分析,研究SiC含量对复合材料组织和性能的影响.结果表明:随着SiC含量的增加,增强体出现团聚倾向,复合材料的致密度和热膨胀系数均降低;复合材料的抗拉强度随着SiC的增多先增大后降低,成非线性关系.     

铝基复合材料的制备方法

综述了无压浸渗法制备高体积分数SiC/Al复合材料,以及粉末真空包套热挤压和喷射沉积工艺制备高硅含量铝基复合材料的方法,同时展望了制备铝基复合材料的发展趋势.     

焊丝熔化方式对激光焊接过程的影响

研究了两种焊丝熔化方法(电弧预熔丝激光焊、激光填丝焊)激光焊接过程对匙孔稳定性以及焊缝成形的影响，进一步研究了焊丝熔化方法对焊接接头质量的影响，并对比分析了两种焊丝熔化方式对焊接速度的适应性. 结果表明，电弧预熔丝激光焊过程中，熔池表面匙孔开口尺寸变化不大，匙孔较为稳定；激光填丝焊方法由于熔化的液态金属距离匙孔边缘很近，焊接过程中熔池表面匙孔开口尺寸变化较大,而且容易出现熔池表面匙孔的闭合. 与激光填丝焊相比，电弧预熔丝激光焊熔化的焊丝端部可以沿熔池边缘流入，与匙孔边缘的距离较远，匙孔稳定性较好，焊缝气孔数量较少. 当焊接速度为8 m/min时，电弧预熔丝激光焊的焊缝成形良好；而激光填丝焊焊缝背面成形不连续，并且出现了未焊透的缺陷.