615℃下SiCp/3003Al复合材料高效钎焊工艺与强度研究

本文主要探讨了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的焊接工艺优化，特别是在采用高纯氩气保护炉中进行钎焊的过程中的关键参数对接头剪切强度的影响。研究对象是15% SiCp / 3003Al复合材料，这种材料因其低成本、广泛配料来源、高比强度、优良的抗磨性和尺寸稳定性，在航空航天和汽车行业等领域具有广阔的应用潜力。 实验研究采用了HL402+0.4%Mg+0.1%Bi作为钎料，并配合QJ201钎剂。研究发现，在615℃的钎焊温度下保温6分钟，同时施加3kPa的恒定压力，能够实现良好的钎料铺展和致密的焊接缝，从而获得高质量的复合材料钎焊接头。实验结果显示，接头剪切强度最高可达35MPa，这表明该工艺条件下的焊接效果显著。 然而，研究也揭示了影响接头强度的重要因素，包括钎料成分、焊接温度和保温时间。特别是接头区的Al-SiC和SiC-SiC界面，由于两种材料间的物理性能差异，如熔点、电阻率、热导率和热膨胀系数等，这些界面特性使得复合材料的接头强度相对较低，低于基体合金的焊接强度。这表明在实际应用中，优化这些界面处理是提高复合材料焊接性能的关键。 此外，论文指出，尽管炉中钎焊相对于其他焊接方法具有诸多优点，如对增强体损伤小、工艺简单灵活等，但铝基复合材料的焊接过程中仍面临氧化膜阻碍润湿与铺展的问题。因此，如何有效去除或改善表面氧化膜，以及进一步优化界面处理技术，是今后研究和改进铝基复合材料钎焊工艺的重要方向。 本研究不仅提供了碳化硅颗粒增强铝基复合材料在特定条件下进行高效、高质量焊接的工艺参数，也为解决复合材料焊接中面临的挑战提供了有价值的参考。这对于推动该类材料在工业领域的广泛应用具有重要意义。