朱政强，吴宗辉，曾 纯，王 倩

(南昌大学 机电工程学院，江西 南昌 330031)

超生波焊接制备功能梯度材料

朱政强，吴宗辉，曾 纯，王 倩

(南昌大学 机电工程学院，江西 南昌 330031)

采用超声波焊接的方法成功制备了功能梯度材料，它具有简便、环保、快速成型的特点。实验以铝合金6061、3003、纯钛、钛合金Ti-6Al-4V和纯镍为材料，利用超声波焊接方法制备Al／Ti／Ni功能梯度材料。通过金相显微分析、显微硬度分析、EDS分析对其焊接界面的微观结构、显微硬度、焊缝原子扩散程度进行测试和表征。结果表明：接头的结合形式常伴有机械嵌合，结合程度趋于金属间的键合，接头总体硬度值增大，在焊缝处达到峰值，界面两侧金属元素能在不到0.2 s的焊接时间下实现界面间的元素相互扩散和渗透，达到梯度材料的设计要求。

功能梯度材料；超声波焊接；金相分析；显微硬度分析；EDS分析

0 前言

功能梯度材料(Functionally Gradient Materials，简称FGM)最初是在1984年由日本学者新野正之等人根据航天技术发展的需要而提出的一种新型非均匀复合材料。功能梯度材料的组成和显微结构不仅是连续分布，而且是可控制的，它通过连续(或准连续)改变两种材料的结构、组成、密度等因素，使其内部界面减少甚至消失，中间部分的组成和结构连续的呈梯度变化，从而使材料的性质和功能也沿厚度方向呈梯度变化[1-3]。它可以克服不同材料结合的性能不匹配因素，充分发挥材料的优势。制备方法主要包括粉末冶金法、自蔓延高温合成法(SHS)、气相沉积法(CVD和PVD)、电沉积法、激光熔覆法、溶胶—凝胶法等，而超声波焊接为以后制备功能梯度材料提供了新方法并具有重大的指导意义。……