SiCp/Mg复合材料激光焊规范参数对焊缝强度的影响及其数学模型的建立

对于焊接性较差的碳化硅颗粒增强镁基（SiCp／Mg）复合材料，采用高能激光束进行了焊接．通过选择合适的激光焊工艺参数，可焊成外观成形及性能均良好的焊接接头．激光焊的输出功率（P）、焊接违反（v）、脉冲频率（f）、脉冲宽度（w）对接头强度都有影响，其中尤以激光输出功率与焊接速度的比值，即焊接线能量P/v的影响最大．对于厚度为1mm的对接缝，试验所得最佳工艺参数为：P=170Wv=7.5mm/s,f=30Hz,w=5ms.焊接时使用氢气（Ar）进行保护．所得拉伸强度值为104．3MPa，达到了母材的52％．另外，本文还应用多项式回归法建立了焊接接头拉伸强度与工艺参数关系的数学模型．     

中碳钒-钛-氮微合金钢中碳氮化物析出理论计算

对35Mn2V钢中TiN和V(CxN1-x)在奥氏体中的平衡固溶量及V(CxN1-x)中的系数进行了理论计算,并研究了碳、氮、钒含量变化对奥氏体中化学成分的影响.基于钢中各析出相之间的相互溶解现象,分析了实际生产用钢中碳氮化物的类型及析出次序.结果表明:该钢中的V(CxN1-x)最高析出温度为955℃左右,在900～750℃范围内,V(CxN1-x)析出量显著增加,并且在900 ℃以下V(CxN1-x)中的x≥0.5;钢中碳、氮、钒含量的波动对钒的析出有较明显的影响.     

钎焊温度对SiCp/Al复合材料焊接接头组织与性能的影响

采用真空钎焊方法研究钎焊温度对SiC_p/Al复合材料钎焊接头组织性能的影响。选用Al-Cu-Mg系钎料,添加一定量的Ni元素,通过分析钎料金相和测量断裂应变值选择最优钎料,比较不同钎焊温度下接头的金相组织,并对接头的剪切强度进行测试分析。结果表明:当Ni质量分数为3%时,钎料的断裂应变值最高、塑韧性最好,相应的甩带成型性能最好;当钎焊温度从560℃升高到600℃时,SiC_p/Al复合材料接头的剪切强度随温度的升高先增加后降低,在最佳钎焊温度为570℃、保温30 min时,接头剪切强度达到最大值,为40.49 MPa;当钎焊温度超过570℃时,随着钎焊温度的升高,钎料层中金属元素的合金反应加剧,生成的金属间化合物会残留在焊缝中并与周边增强相之间形成弱连接,降低接头强度。     

低体积分数SiCp/Al复合材料封装盒体搅拌摩擦焊研究

碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有优异的性能,在许多领域都备受青睐,然而焊接性较差,成为制约其广泛应用的瓶颈难题.本文采用搅拌摩擦焊的方法,实现了低体积分数SiCp/Al复合材料封装盒体的连接.试验中采用圆锥形WC-Co合金搅拌头,搅拌头轴肩直径为10 mm,锥头直径3 mm,锥尾直径5 mm,搅拌针高度2.5 mm,采用下压力控制方式,焊接工艺参数为:下压力控制在2 kN,搅拌头倾角为3°,搅拌头转速为1500 RPM,焊接速度保持在120 mm/min,下压深度为2.55 mm,能够获得表面及内部质量良好的焊接接头.经过搅拌摩擦焊后,搅拌区的碳化硅颗粒尺寸更加细小,分布也更加均匀,搅拌区中没有出现孔洞、沟槽等搅拌摩擦焊常见缺陷.热机影响区内部分布着大量严重变形的结构,这主要是由于母材组织被拉长后伴随着塑性流动而产生的较大变形.母材区的平均硬度值最高,为61.9 HV3,搅拌区的平均硬度为58.3 HV3,热机影响区的平均硬度最低,为55.4 HV3.     

铋酸盐封接玻璃的研究及其连接应用现状

无铅低温封接玻璃由于具有绿色安全、成本低、封接温度低等优势,被广泛应用于航空航天、电真空、集成电路等领域。在磷酸盐、钒酸盐、硼酸盐和铋酸盐等多种封接玻璃体系中,因铋与铅具有相似的性质特点,使得铋酸盐玻璃成为最有可能替代铅酸盐玻璃的绿色玻璃钎料。综述了铋酸盐玻璃的成分和性能调控、网络结构的研究现状,介绍了目前使用铋酸盐封接玻璃进行金属、陶瓷同质/异质材料连接的研究进展,最后对未来的发展趋势进行了展望。     

填充材料Ti原位增强SiCp/101Al基复合材料TIG焊接头反应机理

接头组织对焊接接头的性能起着决定性作用,研究表明,在SiCp/101Al基复合材料TIG焊焊接过程中,填充材料Ti与复合材料中的增强颗粒SiC反应生成了性能更好、颗粒度更小、分布更弥散的TiC颗粒。     

热循环对LF6铝合金焊接接头断裂机理的影响

通过模拟空间热循环试验,研究了热循环因素对LF6铝合金焊接接头断裂机理的影响。结果表明,一定时间的热循环会造成LF6铝合金焊接接头断裂机理的改变,由未经热循环时的纯剪切型断裂,逐渐过渡成微孔聚集型断裂。这是由于焊接热影响区中的聚集、析出第二相粒子的热膨胀系数与铝合金母材相差很大,热循环造成了基体与第二相之间的脱离,导致接头性能劣化和断裂机理的改变。     

颗粒增强SiCp/6061Al复合材料焊接接头组织与拉伸断裂行为

以颗粒增强SiCp/6061Al复合材料为试验材料,采用混合气体交流TIG(钨极氩弧焊)方法,填加4047铝硅焊丝,成功地实现了对焊焊接.利用光学显微镜分析复合材料在焊接热循环作用下,接头的热影响区组织变化;利用拉伸试验,研究了复合材料接头的力学性能;利用扫描电镜观察断口形貌,微观组织及成分.结果表明,复合材料焊接工艺要求比较苛刻,接头性能低于基材性能,焊缝处是复合材料焊接接头的最薄弱环节,增强相SiC颗粒的分布不均是导致接头强度降低的主要原因,断口形貌呈脆性解理断裂.     

高体积比SiCp/A356复合材料真空扩散钎焊接头组织与性能研究

采用快速甩带技术制备了7组(Al-33.3Cu-6.0Mg)-xNi(x=0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,质量分数/%)急冷箔状钎料,分别对化学镀Ni-P合金前后的SiCp/A356复合材料进行真空扩散钎焊。通过剪切实验对钎焊接头的抗剪强度进行测定,并利用扫描电镜和能谱分析等方法对接头微观组织进行观察和分析。结果表明,当向Al-33.3Cu-6.0Mg钎料合金中添加不同含量的Ni时,其急冷钎料的固-液相线(504~522℃)变化较小;当w(Ni)=3%且在570℃、保温30min的钎焊工艺下,A356基体/钎料两界面间发生适当的互扩散和溶解现象(585℃时出现溶蚀缺欠),且部分钎料/SiC颗粒的接触界面发生Mg参与的化学反应,接头抗剪强度达到64.97 MPa;而在同种钎焊工艺下,对于化学镀Ni-P合金镀层后的SiCp/A356复合材料,其接头处A356基体/Ni-P合金镀层/钎料等接触界面易于形成富含Al、Ni的致密反应层,接头连接质量显著提高,且w(Ni)=4%时,接头抗剪强度达到79.96 MPa。     

铝合金平板钨极氩弧焊数值模拟与残余应力预测

利用ABAQUS有限元软件对铝合金平板钨极氩弧焊(TIG)焊接过程进行了数值模拟.首先应用移动的椭圆高斯分布表面热源作为输入热源,对TIG焊过程中的焊件温度场及应力场进行了模拟计算.高度不均匀的焊接温度场,导致构件中产生较大的残余应力与变形.最后,对冷却后的平板残余应力进行了预测,并将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,两者吻合很好.