【摘 要】
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低体积分数（低于25%）的SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al复合材料）具有比强度高、尺寸稳定性好、耐磨性好等优点,因此在工业中有着广泛的应用前景。但该材料在焊接过程中存在着焊缝成形差,熔池内原位反应导致SiC颗粒损失和脆性相Al4C3大量产生等问题。为解决焊缝成形差,熔池中发生原位反应产生Al4C3相等问题,本文首先在激光自熔焊接SiCp/Al复合材料时,通过在焊接位置预置Zr箔片的方式向
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低体积分数（低于25%）的SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al复合材料）具有比强度高、尺寸稳定性好、耐磨性好等优点,因此在工业中有着广泛的应用前景。但该材料在焊接过程中存在着焊缝成形差,熔池内原位反应导致SiC颗粒损失和脆性相Al4C3大量产生等问题。为解决焊缝成形差,熔池中发生原位反应产生Al4C3相等问题,本文首先在激光自熔焊接SiCp/Al复合材料时,通过在焊接位置预置Zr箔片的方式向焊缝内添加Zr元素。研究发现,Zr元素的加入可以有效的降低熔池的黏度,提高焊缝的成形质量。Zr元素加入熔池后,焊缝内没有Al4C3相的存在,而是产生了ZrC和Al3Zr相,但Zr元素在焊缝内分布不均匀,焊缝内会形成Zr富集区。当Zr箔厚度为0.1 mm时,接头拉伸强度可达220 MPa,若Zr元素加入过多,焊缝中会产生较多的脆性Zr富集区导致接头拉伸强度下降。为解决焊缝中Zr元素分布不均匀,易形成Zr富集区等问题,使用激光摆动焊接工艺对预置Zr箔的SiCp/Al复合材料进行焊接。研究发现,激光摆动焊接工艺可有效的减少焊缝中的Zr富集区,使Zr元素分布更加均匀,其中增加摆动幅度可使Zr元素分布范围更广泛,增加摆动频率可使区域内Zr元素分布更加均匀。当摆动幅度达到1.0 mm及以上,摆动频率达到150 Hz及以上,焊缝中仅存在微量的Zr富集区,接头最大的拉伸强度可达262 MPa。
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