脈沖大電流加熱擴(kuò)散機(jī)理與技術(shù)研究.pdf

1、本論文中采用脈沖大電流加熱擴(kuò)散焊接技術(shù)焊接了Al-Li合金1420以及Ti6A14V同TiB2-Ni系列金屬—陶瓷復(fù)合材料兩個(gè)體系。并對脈沖大電流熱加工方式下的原子擴(kuò)散機(jī)理進(jìn)行了研究。 采用脈沖大電流加熱擴(kuò)散焊接技術(shù)在823k,60k/min升溫速率條件下獲得了最大拉伸強(qiáng)度為276MPa的Al-Li合金1420接頭。通過對該體系的研究發(fā)現(xiàn)，脈沖大電流加熱擴(kuò)散焊接條件下，焊接時(shí)間和焊接溫度的延長以及升高并不能導(dǎo)致接頭拉伸強(qiáng)度的提高

2、；而焊接電流為整個(gè)焊接過程中最重要的控制因素。在本研究中，觀測到的Al4Li9相的{400}在焊接界面處的生長認(rèn)為界面處發(fā)生的由AlLi相向Al4Li9相的相轉(zhuǎn)變反應(yīng)。通過分析，該相變反應(yīng)的發(fā)生主要?dú)w因于電流對于相變反應(yīng)的促進(jìn)作用，從而促進(jìn)了該相變反應(yīng)的發(fā)生。在本論文中還研究了該相變反應(yīng)發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力以及電流促進(jìn)下的相生長機(jī)理，并且合理的解釋了電流對于脈沖大電流加熱擴(kuò)散焊接的影響機(jī)理。 采用脈沖大電流加熱擴(kuò)散焊接技術(shù)焊接了Ti6A

3、l4V同TiB2-Ni金屬-陶瓷復(fù)合材料。焊接Ti6Al4V同TiB2-Ni(80％，wt％)金屬-陶瓷復(fù)合材料時(shí)，在1273K，100K/min升溫速率條件下獲得了最大接頭拉伸強(qiáng)度，其接頭拉伸強(qiáng)度值為128MPa。通過研究也發(fā)現(xiàn)在本體系中，電流對于焊接界面處連接點(diǎn)的產(chǎn)生起著決定性的作用。在焊接過程中電流同時(shí)也促進(jìn)了材料中的殘余應(yīng)力的增加。 在本論文中采用ANSYS軟件對焊接過程的溫度場進(jìn)行了模擬，通過模擬結(jié)果，結(jié)合其它研究結(jié)果

4、同普通輻射加熱擴(kuò)散焊接的結(jié)果進(jìn)行了對比發(fā)現(xiàn)同普通輻射加熱擴(kuò)散焊接相比，脈沖大電流熱加工擴(kuò)散焊接技術(shù)進(jìn)行焊接時(shí)有如下優(yōu)點(diǎn)： 1．對基體的熱損傷較小； 2．焊接耗時(shí)極短； 3．焊接變形量極?。?當(dāng)然采用該法焊接也有一個(gè)缺點(diǎn)——在脈沖大電流熱加工擴(kuò)散焊接條件下尤其是對于那些金屬—陶瓷復(fù)合材料來說，該法容易在材料內(nèi)部造成較大的殘余應(yīng)力從而影響接頭性能的提高。 經(jīng)過本論文的研究也發(fā)現(xiàn)電流方向?qū)τ诓牧辖缑嫣幍?/p>