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SiCp/6061铝基复合材料电阻点焊接头中的缺陷分析

2013-10-21李杏瑞牛济泰杨顺成

机械工程材料 2013年4期
关键词:裂纹复合材料

李杏瑞,牛济泰,2,杨顺成

(1.郑州大学材料科学与工程学院,郑州 450001;2.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨 150001;3.正机协合能源装备科技有限公司,郑州 450001)

0 引言

碳化硅颗粒增强铝(SiCp/Al)基复合材料是目前应用最广、发展最快、价格最便宜、且能实现较大规模生产的金属基复合材料之一,在很多领域具有良好的应用前景。但此类材料的焊接要比其它金属材料复杂得多,较难形成高强度的焊接接头。

目前国内外学者对SiCp/Al基复合材料焊接方法的 研 究 主 要 集 中 在TIG 焊[1]、MIG 焊[2]、激 光焊[3,4]、等离子弧焊[5]、TLP焊[6]、搅拌摩擦焊[7]等,但有关采用电阻焊来连接SiCp/Al复合材料的报道较少。

电阻点焊是一种效率较高、工艺简单、焊接成本低的焊接方法。作者前期对SiCp/Al基复合材料的电阻点焊做了初步研究,结果发现其焊接接头的拉剪强度较低,焊后熔核直径较小;在SiCp/Al基复合材料的电阻点焊接头区存在SiC颗粒偏聚现象。为克服以上问题,作者对SiCp/Al基复合材料的电阻点焊连接工艺做如下改进:在电极与复合材料之间添加不锈钢垫片,增加电阻点焊中的产热量,使电极压力均匀。

工艺改进后,SiCp/Al基复合材料电阻点焊对焊接热输入和电极压力等工艺参数的变化较敏感,若焊接工艺参数控制不当,焊接过程中易产生气孔、裂纹、焊接喷溅等缺陷,这些缺陷的存在将显著降低SiCp/Al基复合材料点焊接头的力学性能[8-9]。鉴于此,作者对SiCp/6061铝基复合材料电阻点焊中出现的缺陷及其形态和产生机理进行了较深入的分析,以期获得性能良好的SiCp/Al复合材料点焊接头。……

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