Al,2O,3纤维增强铝基复合材料储能焊研究

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1、摘要论文题目：A1203纤维增强铝基复合材料储能焊研究学科专业：材料加工工程研究生：雷鸣签名：僵垒指导教师：翟秋亚副教授签名：疆盘垂．徐锦锋教授签名：乏弊摘要采用微型电容储能焊机对A1203纤维增强铝基复合材料(纤维体积分数Ilpf=5％,9％，19％，26％)进行了点焊连接。分析了接头的组织形态和熔核的形成机制，理论计算了熔核的冷却速率，探索了A1203纤维体积分数及焊接参数对接头性能的影响。研究结果表明：采用微型电容储能焊机可实现A1203纤维增强铝基复合材料的点焊连接。焊接接头由熔核、熔合区和热影响区组成。在储能焊接头中形成了规则的扁平熔核，

2、复合材料基体与熔核金属过渡良好。通过对熔核温度场理论计算可知，熔核凝固时间极短，冷却速率高达3．76x106IGs，熔核形成过程具有典型的快速凝固特征。接头组织显著细化，并且在熔核中出现了富A1相和富Si相，从而形成与MMCs组织形态不同的基体组织。少量的A1203纤维发生了一定程度的碎断，但大部分仍保持其原有的形貌特征，随机地分布于熔核基体之中。随着MMCs中纤维体积分数的增加，熔核中纤维的含量也相应增加。焊接参数对接头的形成具有显著地影响。其中，电极力和电压的影响较大，电容的影响则相对较弱。A1．si合金在凝固过程中，共晶si通常依附在纤维表面

3、形核生长，纤维周围界面密度增大以及At203纤维与基体之间的线胀系数差异较大是熔核中显微裂纹形成的主要原因。适当增加电极压力，焊前对材料进行除氢处理并保持干燥是减小和消除气孔、提高和改善铝基复合材料储能焊接头质量的有效途径。推荐的焊接参数分别为：5％tOtMMCs：U=75V，C=33009F，F=18N：9％epfMMCs：U=-80V，C=33001aF，F=-17N；19％tpfMMCs：U=85V，C=33009F，F=17N；26％qofMMCs：U=85V，C=3300p．F，F=-16N。关键词：复合材料；A1203纤维；储能焊；接头

4、组织西安理工大学硕士学位论文Title：STUDYONCAPACITORDISCHARGEWELDINGOFAIz03FIBRERElNFORCEDAI．MATRlXCOMpOSlTESMajor：MaterialsProcessingEngineeringName：MingLEISupervisor：AssociateProf．QiuyaZHAIProf．JinfengXUAbstractSignature：必址Signature：出i红Signature：nespotweldingoftheA1203fibrereinforcedAl-matr

5、ixcomposites(MMCs)(Volumefractionoffibre(pf=5％，9％，19％，26％)isconductedusingamicro—typecapacitordischargeweldingmachine．Themicrostrucmralmorphologyofthejointandformationofnuggetarcinvestigated，thecoolingrateofnuggetiscalculated．Moreover,theeffectsofwelding：parametersandvolumefra

6、ctionofA1203fibreOilweldabilityofMMCsarcresearched．Itindicaresthat：ThecapacitordischargeweldingcallrealizethejoiningoftheMMCs．Undercapacitordischargeweldingconditions，Aregular,flatnuggetisformedinthejointandthemierostructuraltransitionfromnuggettomatrixisratherwell．Accordingto

7、thetheoreticalcalculationoftemperaturefieldofnugget，itisrevealedthatthesolidificationtimeofnuggetisveryshortandthecoolingrateishighupto3．76x100K／s．thustheformingprocessofnuggethastypicalrapidsolidificationcharacteristic．ThemicrostmetureofnuggetisrefinedremarkablyandtheA1-richp

8、haseandSi—richphaseareproducedinthenugget，whichresultsinthefo