铝基复合材料焊接中的若干技术问题

针对目前用于铝基复合材料焊接的几种常用方法如氩弧焊、激光焊和扩散焊等中存在的问题进行了全面综述，展示了铝基复合材料焊接研究的最新成果，提出了解决这些问题的可能措施，以及该类材料未来焊接研究的发展动向。     

铝合金与树脂基复合材料的铆接/搅拌摩擦搭接复合焊接

轻量化因可降低油耗、提高效率及降低成本等优势已成为航空航天、轨道交通等领域的重要发展方向.铝合金与树脂基复合材料的异种焊因其高度满足轻量化需求而得到研究者的极大关注,但由于二者性质的巨大差异,不易获得高质量连接.提出了一种铆接和搅拌摩擦搭接焊复合焊的方式,实现了5052铝合金与树脂基复合材料的高质量连接,接头剪切拉伸力...     

搅拌头轴肩尺寸对PA6-GF30材料搅拌摩擦焊缝性能影响

本文以尼龙6为基体，30%的短切玻璃纤维为加强体的板材作为研究对象，采用不同的搅拌针轴肩尺寸、转速和焊接速度进行水下搅拌摩擦焊实验。通过对焊后的接头抗拉强度、焊缝上表面及横截面形貌进行实验和分析，得到焊接参数对焊缝成形的影响规律。最后对参数进行优化，得到最优加工参数。     

热压压力对B/Al复合材料组织结构及力学性能的影响

使用表面覆有B4C涂层的硼纤维，采用大气等离子喷涂法制备连续硼纤维增强铝基复合材料预制片，结合真空热压扩散焊制备了纤维均匀分布的B／Al复合材料。探讨在接近铝基体熔点温度的条件下热压压力对复合材料力学性能与B／Al界面结合的影响，分析了B／Al界面结合状态与断口形貌及力学性能之间的关系。研究表明：热压压力对制备的B／Al复合材料的纤维体积分数、B纤维与Al基体的界面结合状态和拉伸强度有显著的影响；纤维表面的B4c涂层有效地防止了B纤维与Al基体间的界面反应，在温度6500C、压力10MPa的条件下，制备的纤维体积分数为42％的B／Al复合材料拉伸强度达到968MPa，达到了纤维理想强度的77％。     

SiC_p/2024Al铝基复合材料搅拌摩擦焊接头微观组织

利用搅拌摩擦焊对SiCp/2024Al铝基复合材料进行了焊接。采用急停实验分析母材瞬间移动行为。利用金相显微镜,TEM观察接头组织。接头显微组织分析表明,接头中形成V字型结构,且SiC颗粒因焊缝位置不同而分布不均匀。在热机影响区中,SiC出现偏析;在焊核区,SiC颗粒较少。若参数选择不当,焊核中心区出现了颗粒消失现象。焊缝不同位置透射电镜分析表明,SiC/Al界面结合清晰,无脆性相生成,并在其中发现了破碎的SiC颗粒。     

CLGA封装器件高可靠性装联工艺研究

为了保证陶瓷栅格阵列（CLGA）封装器件装联可靠性，本文以CLGA封装器件为研究对象，采用Pb₉₀Sn₁₀焊球、Pb₉₀Sn₁₀与Pb₈₀Sn₂₀焊柱、Be-Cu/Sn₆₀Pb₄₀微弹簧圈（MCS）和Sn₆₃Pb₃₇共晶焊料，实现了对CLGA封装器件的二次工艺设计，并采用回流焊工艺方法将器件装联在印制电路板上。通过有限元分析及试验相结合的方法，探索了适用于此类器件的高可靠性装联工艺。对3种元器件建立有限元仿真模型来模拟应力应变情况，同时对印制板组件进行了力学、热学实验分析。仿真发现：弹簧所受的应力和应变最小，焊柱其次，焊球最大；试验验证与仿真结果相符：植弹簧的器件可靠性最高，植焊柱的其次，植焊球的最差；500个温度循环与振动试验表明：植弹簧器件无裂纹，植焊柱、植焊球的器件出现裂纹，焊点金相剖切与SEM能谱显微组织分析均符合航天标准要求。植焊球、植焊柱的器件焊点断裂失效位置均出现在焊球、焊柱与钎料印制板接触的位置，且裂纹处金属间化合物（IMC）层厚度与能谱成分未见异常。     

超声 C 扫描在 C/ SiC 复合材料与钛合金薄板钎焊质量中的应用

通过超声水浸脉冲法对C/SiC复合材料的声阻抗进行测定,结果表明,其声阻抗介于(4.0~4.7)×106kg/m2s之间;未焊合时界面反射系数约为1,焊接良好时界面反射系数介于0.71~0.74之间。为使未焊合时界面反射信号幅度比焊接良好时至少相差6 d B,C扫描检测时应监测二次以上界面反射信号幅度,并采用金相的方法对C扫描结果进行验证,二者一致性较好。     

异性材料对接和搭接焊的高温性能对比试验研究

通过对K163-GH3030材料对接和搭接焊进行高温瞬时拉伸、高温疲劳寿命试验，得出该对接和搭接焊接头的S—N曲线，举例评定了构件的疲劳寿命，比较分析了对接焊与搭接焊疲劳寿命的差异。指出了在承力结构中应该尽量避免搭接焊。     

激光加工双级结构对Al/CFRPEEK接头组织及性能的影响

由于PEEK材料自然表面的极性基团较少,摩擦搭接焊方法难以直接连接碳纤维增强PEEK复合材料(CFR-PEEK)和铝合金.通过表面激光加工的方法,在铝合金6061-T6表面加工微孔阵列结构,实现了CFRPEEK和6061-T6的摩擦搭接焊连接,CFRPEEK/6061-T6接头强度显著提高.结果表明,激光加工在6061...     

工艺技术

连续增强型热塑性复合材料的振动焊连续纤维增强复合材料用于航空航天、汽车制造及其他多种工业领域。先熔化再固化的性能使热塑性复合材料可采用振动焊进行连接。在此项研究中，振动焊用于连接玻璃纤维编织增强型聚丙烯板材。研究所得到的有效焊接参数，诸如熔化、焊接压力及接头几何形状等，已证明振动焊可用于连接高增强复合材料，而且其焊接强度接近于短纤维复合材料的焊接强度。工艺技术     

转子及滑靴组件的扩散焊工艺研究

设计了压紧力装置，在普通空气炉中实现了转子及滑靴组件扩散焊连接；分别针对圆周面对接和端面对接两种结构的铜合金（ZCuSn10Pb2Ni3）和结构钢（30Cr3MoA）扩散焊工艺进行了研究，试验分析了压紧力、扩散焊温度及保温时间等参数对接头性能的影响，并得到了可获得牢固接头的扩散焊工艺参数。     

金属基复合材料激光诱发反应焊接研究

将激光焊接技术用于碳化硅颗粒增强铝基复合材料的焊接。激光能量诱发复合材料和反应添加物钛之间的相互作用产物形成了复合材料的焊接接头。在一定的焊接条件下该反应产物能够完全阻止有害碳化铝相在焊接区的形成。给出了金属基复合材料激光诱发反应焊的试验结果,并从理论上对激光诱发反应焊接机理进行了探讨。     

国外复合材料及其检测技术的发展

1988年12月航空航天部技术考察团去美国访问了三个大学、二个公司和NASA的一个研究中心.本文重点介绍所考察的单位在复合材料方面的研究动态及超声无损探伤技术的发展新动向.一、复合材料研究动态1.新颖复合材料的研究当前美国的学校与科研单位研究重点是金属基和陶瓷基复合材料.德拉华大学复合材料试验室是国家材料研究试验中心,从78年开始研究金属基复合材料,如Al+SiC晶须,Mg+C纤维等材料.普度大学宇航学院为空军研究了钛基C纤维复合材料及铝合金中间夹Kev.纤维层压板的结构材料.NASA Langley 研究中心展示了硼铝与钛用扩散焊连接的蜂窝结结构.陶瓷     

焊膏喷印工艺在航空电子组装中的工艺优化研究

焊膏喷印技术是一种不需要钢网工装，直接将焊料按照设定的形状和厚度喷到印制板对应焊盘上的 工艺方法。焊膏喷印的位置及喷印量可灵活编程控制，适用于多品种、小批量的研发生产。在航空电子产品组 装过程中，片式贴装元器件在回流焊后出现较多锡珠的问题影响了焊膏喷印工艺的推广应用，经过工艺分析和 DOE 试验，在不降低锡量，甚至增加锡量的情况下，将锡珠产生率降低85%，满足IPC-A-610 的3 级高性能 电子产品要求。     

成果简介

１　特型喷管扩散段模具加工工艺大型火箭发动机特型喷管扩散段模具为焊接结构件。焊缝总长６０余米，焊层总长４００余米，焊缝稠密，相邻焊缝间距仅９０ｍｍ～１００ｍｍ。焊接坡口平均深１８ｍｍ～２０ｍｍ，极易形成焊接热聚集，焊接收缩量大，变形倾向大。必须采取工艺措施控制焊接变形，使所有焊缝在焊接热循环中产生对等对称收缩，减少收缩量。为此采用：对称定位焊法；小线能量焊法；严格控制第一、二层焊接收缩量；采用相邻两环缝对称１８０°起始焊法；采用两层间环缝起始焊接位置间隔９０°焊法；单道单层焊法。为保证精度要求，…     

某机引气导管加工工艺探索

针对加工精度高的管组件，通过控制装配、焊缓和焊后组合加工，确定合适的焊接参数和加工方法，解决了该类管组件的加工工艺难点。     

航油设施带油焊接作业方法浅谈

本文对航空油料设施带油焊接作业进行了可行性理论分析，介绍了航油设施维护中注泡沫施焊、锯断堵泥施焊、橡胶球加面粉堵塞施焊等七种带油焊接作业方法。     

大气中低温液相过渡连接A12O3陶瓷与WX60钢的研究

用快速凝固合金薄膜作插入金属在大气中低温液相过渡连接A12O3陶瓷与低合金钢。接头的剪切强度及开焊温度试验结果表明：用快速凝固合金薄膜作插入金属时能明显地提高接头的剪切强度及开焊温度。其中用非晶态Cu50Ti50合金薄膜作插入金属时接头的改性效果最佳，最高剪切强度达74MPa，开焊温度为780℃。保温时间对接头的强度及开焊温度影响很大，接头的开焊温度随保温时间的延长而明显提高，但对强度而言，保温时间却存在一个最佳范围。     

LD10高强铝合金真空扩散焊工艺研究

针对LD10铝合金真空扩散焊工艺，较详细地分析了焊接温度、压力和保温时间对接头质量的影响和作用。试验指出，焊前试件的表面清理是很重要的；接头的抗拉试验表明，不需加任何中间层金属，LD10铝合金的搭接接头抗拉强度系数大于80％．本试验条件下的最佳扩散焊工艺参数为：焊接温504℃；保温时间3h，焊接压力4MPa．     

线性摩擦焊后叶片数控加工技术研究

针对线性摩擦焊后风扇叶片的结构特点及加工工艺难点，制定了焊后叶片的加工工艺路线，通过预留非均匀余量和采用同步半精铣-精铣加工方法，减少了加工过程中的让刀；采用前后缘-叶身一体对称加工方法，解决了单面铣削加工中存在的变形过大问题；最后对线性摩擦焊后叶片进行了数控加工试验。结果表明，精铣后叶片表面粗糙度可以达到R_a0.54μm，叶片轮廓度、位置度和扭转度等满足图纸要求，可有效提高线性摩擦焊后叶片加工精度和表面质量。