[发明专利]一种SiCp

说明书

本发明属于材料熔化焊接领域，特别是一种SiC_p颗粒增强铝基复合材料电子束焊接方法。步骤如下：制备含有Al₂O₃、TiB₂等惰性强化相中间层，并将其打磨，清洗，置于真空中干燥；将含有惰性强化相中间层置于两块SiC_p颗粒增强铝基复合材料之间，置于真空室内，采用电子束作为热源进行点固、焊接；点固焊接采用表面聚焦，正式焊接采用下聚焦；调整含有惰性强化相的中间层厚度与电子束扫描焊接工艺匹配关系，控制焊缝熔合比，抑制焊缝内部SiC_p颗粒与铝基体的反应，形成惰性强化相与SiC_p颗粒混合共用协同强化的双强化相接头。本发明可抑制接头内部Al₄C₃有害相的产生，形成惰性相与SiC_p颗粒双强化效果，提升碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接接头强度。

技术领域

本发明属于材料熔化焊接领域，特别是一种SiC_p颗粒增强铝基复合材料电子束焊接方法。

背景技术

颗粒增强铝基复合材料以其基体合金可选择范围宽、成本低、易于用传统工艺方法制备和加工、能实现批量和大规模生产、制备的材料表现出良好的尺寸稳定性和各向同性而备受瞩目。其中SiCp颗粒增强铝基复合材料的原材料来源充足、成本低，而且制备难度小，是最有竞争力的颗粒增强铝基复合材料品种之一。目前已经被广泛应用于航空、航天、交通运输领域。

但是由于其难于进行机械加工，特别是焊接性差等问题，依然严重制约了它在工程中的广泛使用。如：在熔化焊接过程中，SiC_p颗粒增强铝基复合材料的增强相SiC_p颗粒易与铝合金基体反应，形成针状的Al₄C₃相，严重降低了接头力学性能；此外，由于SiC_p颗粒的存在，降低了熔池液态金属的流动性，使熔池中的气泡难以溢出导致焊缝中产生气孔缺陷，也降低了接头的力学性能。因此，抑制Al₄C₃相生成、消除气孔缺陷是提升 SiC_p颗粒增强铝基复合材料接头性能，促进SiC_p颗粒增强铝基复合材料在上述领域中应用的关键。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种添加含有惰性强化相中间层的SiC_p颗粒增强铝基复合材料电子束扫描焊接方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种SiC_p颗粒增强铝基复合材料电子束焊接方法，在待焊SiC_p颗粒增强铝基复合材料之间加入含有惰性强化相的增强铝基复合材料中间层，并在SiC_p颗粒增强铝基复合材料与中间层之间依次进行电子束点固焊接和扫描焊接。

进一步的，所述方法具体包括如下步骤：

步骤一：制备中间层：采用线切割将含有惰性强化相的增强铝基复合材料切割为与待焊SiC_p颗粒增强铝基复合材料等厚、等长且宽度为0.5mm-3mm的条形中间层，将中间层与母材打磨，清洗，置于真空中干燥；

步骤二：装配：将步骤一得到的所述中间层置于两块待焊SiC_p颗粒增强铝基复合材料母材之间，所述中间层与母材之间不留缝隙，采用焊接夹具夹紧，放入真空室；

步骤三：点固焊接：将真空室内真空抽至2×10^-4mbar以下，采用表面聚焦电子束作为热源，对中点固焊接；

步骤四：扫描焊接：采用电子束对中焊接，调整扫描波形、频率、束流、焊接速度，控制焊缝熔合比，形成惰性强化相与SiC_p颗粒混合共用协同强化的双强化相高强接头；

步骤五：焊接完成后在真空室中冷却后打开真空室，取出焊接构件。