Al2O3增强铝基复合材料的扩散焊加工

1.Al₂O₃增强铝基复合材料真空扩散焊

对Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料30%Al₂O_3p/6061Al，采用挤压铸造法制造。Al₂O_3p/6061Al和6061Al的力学性能在表1-49中列出，其固-液相温度区间597.7～649.3℃，Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料Al₂O_3p/6061Al的液相体积分数与温度的关系如图1-108所示。扩散焊是在真空度1.33×10^-3Pa下、不加中间层的情况下直接进行。

铝基复合材料扩散焊时，在接触面上存在基体-基体、基体-增强相、增强相-增强相三种结合形式，其中基体-基体结合较容易、质量较好；而增强相-增强相结合较难、质量较差。图1-109给出了表面粗糙度、焊接压力和焊接温度对接头抗拉强度的影响；图1-110和图1-111分别给出了焊接时间和焊接压力对接头抗拉强度的影响。

图1-108 Al₂O_3p/6061Al复合材料的液相体积分数与温度的关系

表1-49 铝基复合材料Al₂O_3p/6061Al和6061Al的力学性能

图1-109 表面粗糙度、焊接压力和焊接温度对接头抗拉强度的影响(www.xing528.com)

图1-110 焊接时间对接头抗拉强度的影响

图1-111 焊接压力对接头抗拉强度的影响

2.Al₂O₃增强铝基复合材料非真空扩散焊

在焊接前对连接面施加一定载荷，在载荷下使得焊件在平行于其焊接表面发生旋转，以破坏和去除母材表面的氧化铝膜，保持清洁的母材表面，在非真空条件下进行扩散焊。

对Al₂O_3p/6061Al复合材料在450℃下保温30min，然后将加工好的焊件放入炉子，施加1kN的载荷，6～8min后，接着使上试样相对于下试样进行4次90°方向的旋转，而后再施加2kN的载荷，持续6～8min，焊接完毕。拉伸试验结果表明，接头强度系数可以达到90.5%。