SiCp/Al复合材料脉冲激光焊接研究

研究了SiCp/Al复合材料的脉冲激光焊接。重点讨论了激光光强，脉冲作用时间及激光束聚焦位置等参数对焊缝熔深和宽度的影响；讨论了其界面反应对焊接接头力学性能的影响。研究结果表明，SiCp/Al复合材料的激光焊接区存在着3个组织性能明显不同的区域。     

颗粒增强汽车用铝基复合材料的搅拌摩擦焊接

对SiC颗粒增强铝基复合材料进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接转速和焊接速度对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,焊接速度为200 mm/min时,焊接转速对SiCp/Al搅拌摩擦焊接接头抗拉强度影响不大。在焊接转速1000 rpm时,随着焊接速度的增加,SiCp/Al搅拌摩擦焊接接头热影响区最低硬度提高,抗拉强度逐渐增加。焊接速度大于300 mm/min时,SiCp/Al搅拌摩擦焊接接头抗拉强度相差不大。     

SiCW/6061Al铝基复合材料激光焊机理

采用脉冲激光焊接方法对SiC_W/6061Al复合材料进行焊接试验。研究了试件表面处理状态、保护气体、激光输出功率、焊接速度、激光脉冲频率等工艺参数对焊接质量的影响规律。试验结果表明,激光输出功率和焊接速度对焊缝的显微组织和焊接质量都有较大的影响,激光脉冲频率的变化对焊接质量有一定的影响,而试件表面的处理状态对焊接质量影响不大。同时发现,利用N气代替Ar气也取得了较好的保护效果。利用扫描电镜和透射电镜对焊缝进行显微观察,从微观角度分析了焊缝接头强度损失的机理,认为焊接时SiC晶须与基体Al发生反应而烧损及生成较脆的界面反应物是造成接头强度下降的重要原因。提出了临界硅活度α_[Si]min的概念,成功实现了铝基复合材料SiC_W/6061Al的激光焊接。     

铝基复合材料SiCW/6061Al的激光焊接

采用脉冲激光焊接工艺研究铝基复合材料SiCW/6061Al的焊接性,着重探讨激光输出功率（P）、脉冲频率（f）对接头性能的影响,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段分析接头组织。研究发现,焊缝中存在的界面反应物、气孔缺陷,是导致该种材料焊接性显著降低的主要因素。进一步研究表明,在激光焊接条件下铝基复合材料界面反应是不可避免的,反应物沿热流方向生成,具有一定的方向性,激光输出功率是影响SiC-Al界面反应的主要因素,同时提高脉冲频率将对界面反应有一定的抑制作用;焊缝中气孔随激光脉冲频率的增大而减少直至消失。在此基础上,通过制定合理的焊接工艺,获得了成形良好的铝基复合材料激光焊焊缝。     

铝基复合材料SiCW/6061Al的激光焊接

采用脉冲激光焊接工艺研究铝基复合材料SiCw/6061Al的焊接性,着重探讨激光输出功率（P）、脉冲频率（f) 对接头性能的影响,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段分析接头组织。研究发现,焊缝中存在的界面反应物、气孔缺陷,是导致该种材料焊接性显著降低的主要因素。进一步研究表明,在激光焊接条件下铝基复合材料界面反应是不可避免的,反应物沿热流方向生成,具有一定的方向性,激光输出功率是影响SiC-Al界面反应的主要因素,同时提高脉冲频率将对界面反应有一定的抑制作用;焊缝中气孔随激光脉冲频率的增大而减少直至消失。在此基础上,通过制定合理的焊接工艺,获得了成形良好的铝基复合材料激光焊焊缝。     

SiCp／3003Al复合材料与3003Al的闪光对焊研究

采用连续闪光对焊的焊接方法,对SiCp/3003Al复合材料与3003Al合金的焊接性进行研究。试验结果表明,在合适的工艺参数下,SiCp/3003Al与3003Al合金闪光对焊焊缝区结合致密、地气孔及裂纹等缺陷,接头强度高且随增强相（SiC颗粒）体积分数的增加而增加,因此,采用闪光对焊方法焊接颗粒增强型Al基复合材料是可行的。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/3003Al）闪光对焊接头形成机理

研究了用闪光对焊方法对SiCp/3003Al复合材料的焊接问题，在合适的工艺条件下，使用闪光对焊方法可以对SiCp/3003Al复合材料进行有效的焊接，其接头质量良好借助于扫描电镜和能谱分析等微观分析手段，对闪光对焊接头的形成机理进行了深入地研究，对接头中的显微组织、SiC颗粒的分布状态以及SiC-Al间的界面反应问题进行了分析讨论：结果表明．在闪光对焊过程中发生的金属过梁爆破和接头端部塑性变形有助于清除接头中的气、固态杂质，形成无气孔、杂质和裂纹等缺陷，组织致密，结合良好的焊接接头；SiC颗粒在接头区域中的相对富集有利于接头强度的提高；同时闪光对焊时焊接温度低，焊接时间短．有利于减小SiC-Al间界面反应对接头质量的不利影响。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料电弧焊研究进展

综合分析了碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)电弧焊焊接性.阐述与评价了国内外SiCp/Al复合材料电弧焊研究现状,分别讨论了钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、等离子弧焊在连接该复合材料时存在的主要问题、解决措施、最新工艺要点.结合作者实验结果对SiCp/Al复合材料钨极氩弧焊进行重点分析,并展望了其电弧焊的发展方向.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/3003AI)闪光对焊接头形成机理

研究了用闪光对焊方法对SiCp/3003Al复合材料的焊接问题.在合适的工艺条件下,使用闪光对焊方法可以对SiCp/3003Al复合材料进行有效的焊接,其接头质量良好.借助于扫描电镜和能谱分析等微观分析手段,对闪光对焊接头的形成机理进行了深入地研究,对接头中的显微组织、SiC颗粒的分布状态以及SiC-Al间的界面反应问题进行了分析讨论.结果表明,在闪光对焊过程中发生的金属过梁爆破和接头端部塑性变形有助于清除接头中的气、固态杂质,形成无气孔、杂质和裂纹等缺陷,组织致密,结合良好的焊接接头;SiC颗粒在接头区域中的相对富集有利于接头强度的提高;同时闪光对焊时焊接温度低,焊接时间短,有利于减小SiC-Al间界面反应对接头质量的不利影响.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的闪光对焊研究

对连续闪耀对焊焊接SiCp/3003Al基复合材料进行了研究，试验结果表明：在合适的工艺参数条件下，复合材料产供销对焊焊缝区结合致密，无气孔、裂纹等缺陷，接头强度高且随增强相（SiCp)体积分数的增加而提高，因此，采用产供销对焊方法焊接颗粒的强型铝基复合材料是可行的。     

SiCP增强相含量对复合材料SiCP/3003Al闪光对焊接头强度及显微组织的影响

利用闪光对焊的方法对所制备的SiCp/3003Al复合材料进行焊接，并对不同SiCp增强相体积分数的复合材料的接头强度和显微组织进行了分析。结果表明，接头的强度和悍缝区碳他硅颗粒富集带的宽度，均随着母材中碳化硅颗粒含量的增加而增加。     

In-situ weld-alloying plasma arc welding of SiCp/Al MMC

Plasma arc welding was used to join SiCp/ml composite with titanium as alloying filler material. Microstructure of the weld was characterized by an optical microscope. The results show that the harmful needle-like phase Al4C3 is completely eliminated in the weld of SiCp/Al metal matrix composite（MMC） by in-situ weld-alloying/plasma arc welding with titanium as the alloying element. The wetting property between reinforced phase and Al matrix is improved, a stable weld puddle is gotten and a novel composite-material welded joint reinforced by TiN, AlN and TiC is produced. And the tensile-strength and malleability of the welded joints are improved effectively because of the use of titanium.     

热压对喷涂SiCp/Al复合材料组织和热性能的影响

为了将SiCp／Al复合材料应用到电子封装领域,利用亚音速火焰喷涂技术制备了SiCp／Al复合材料,探讨了热压处理对喷涂SiCp／Al复合材料组织及热性能的影响。结果表明,体积分数和孔隙率是影响喷涂SiCp／Al复合材料热性能的主要因素。热压处理可以有效地降低喷涂SiCp／Al复合材料内部的孔隙率,使复合材料的组织更加致密、均匀、界面结合更加牢固。与喷涂态相比较,热压处理后SiCp／Al复合材料热导率和热膨胀系数均有所提高。     

不同体积分数SiCp/Al复合材料单颗磨粒划切仿真与试验研究

SiCp/Al复合材料由性能差异巨大的碳化硅颗粒与铝合金基体组成,切削过程复杂,影响加工质量因素多,材料仿真建模困难。本文提出了虑及颗粒随机分布特性、形状、粒径、体积分数等因素的SiCp/Al复合材料参数化建模方法,研究了不同体积分数SiCp/Al复合材料的去除过程、切削力、表面形貌及损伤等,并进行了试验验证。仿真分析与试验结果表明,参数化建模效果较好。SiCp/Al复合材料具有表面损伤严重、切削力大、基体涂覆掩盖表面缺陷、实际切削深度小等特点,不能单纯以表面粗糙度评价SiCp/Al复合材料的加工质量。粒径大、体积分数高的SiCp/Al切削力、比磨削能更低,表面质量更差,实际切削深度更小,铝合金涂覆现象更严重且覆盖层易脱落。SiC粒径对表面损伤、切削力、比磨削能有重要影响。本文可为SiCp/Al复合材料表面去除特点研究与工程应用提供一定的借鉴。     

增强相含量对SiCp/3003Al复合材料闪光对焊焊接性的影响

用连续闪光对焊方法在同种焊接规范下分别对增强相含量为0％、15％、30％的SiCp／3003Al复合材料进行了连接，利用光学显微镜、SEM、AG-25TA型电子拉伸试验机对焊缝组织及性能进行分析，结果表明：含15％、30％SiCp的复合材料焊缝成型良好，含30％SiCp的复合材料接头强度最高。分析表明：随着SiCp含量的增加．复合材料的电阻率增大、热导率降低、线膨胀系数降低，而这些物理性能的变化使得焊接过程中产热更多，热量更集中于焊缝，闪光过程连续、稳定、激烈，自保护作用更好，焊后接头应力减少，即闪光对焊焊接性变好。     

等离子弧焊接SiCp/Al基复合材料焊缝“原位”合金化分析

采用等离子弧焊焊接SiCp／Al基复合材料,以Ar＋N2为离子气,并以Ti作为合金化填充材料,研究了焊缝“原位”合金化元素Ti对焊缝显微组织的影响。结果表明,采用焊缝原位合金化方法焊接SiC颗粒增强铝基复合材料（sicp／A1MMCs）,可以有效抑制焊缝中针状脆性相Al4C3的形成,并且由于耶的加入,改善了增强相和Al基体之间的润湿性,形成了稳定的熔池,得到以均匀分布的TiN、AlN等为增强相的新型铝基复合材料焊缝,焊接性能得到有效提高。同时还研究了Ti的添加量对焊缝显微组织的影响,结果发现,随着耶含量的增加,焊缝中还生成如Ti5Si3等新的增强相。焊缝“原位”合金化等离子弧焊接是焊接SiCp／Al基复合材料的一种新方法。     

Microdistortion behavior of Al alloy reinforced by SiCp

Al alloy reinforced with SiCp was fabricated by the method of pressureless infiltration.The effects of factors such as SiCp size,volume fraction,matrix material and heat treatment process on microdistortion behavior of Al alloy were investigated.The results show that microdistortion decreases along with lessening of SiCp size and increasing of SiCp volume fraction.Matrix material has influence on the microdistortion behavior,and solution-aging can improve the microdistortion behavior.Stress and residual strain related to microdistortion behavior were simulated by FEM.It is found that the distribution of strain and stress is not symmetrical; residual strain and stress at interface are higher than those at the other places;at the sharp-angled area of a particle,matrix has the highest strain and stress where plastic distortion is caused at first;the microdistortion and stress far from the interface are smaller.     

高体分比SiCp／Al复合材料的近净成形技术

高体积分数SiCp／Al复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用：采用粉末注射成形-无压熔渗工艺成功实现了高体积分数SiCp／Al复合材料的近净成形：采用该工艺所制备的复合材料的致密度高于99％,可实现热膨胀系数在（5—7）×10^-6K^-1范围内进行调节,材料的热导率高于185W／（m·K）,抗弯强度高于370MPa,气密性可达10^-11Pa·m^3·s^-1,各项指标均叮以满足电子封装对材料的性能要求,另外为了实现SiCp／Al复合材料与其他材料的封接,项目成功开发了一种Al—Si—Cu系焊料,封接后器件的各项性能指标尤其是气密性也均能满足使用要求。     

纵扭复合超声振动铣削SiCp/Al表面质量研究

SiCp/Al复合材料具有优异的性能,在航天航空、光学行业、汽车工业等高科技领域得到了广泛应用,但它在塑性和硬度之间差距巨大,使得超精密加工显得非常困难。建立超声铣削动力学模型,采用单因素法检测分析了SiCp/Al复合材料在不同主轴转速、铣削速度和铣削深度下的表面粗糙度与表面形貌,建模仿真了纵扭复合超声振动刀刃铣削轨迹,得到了影响加工表面质量规律及机制。研究发现主轴转速为3000 r/min、铣削速度为180 m/min时,表面粗糙度值最小;材料表面质量随铣削深度的增加而下降。为SiCp/Al复合材料铣削加工提供了合理工艺参数,提高了加工效率,降低了刀具磨损,延长了刀具使用寿命。