复合钎料连接铝基复合材料工艺(2)
复合材料如今是一种有着重要地位的新型材料，在理论的研究和实际的应用方面都有了不错的进展和成果，成为现今新材料科学研究的重心和目标，而铝基复合材料的研究成为复合材料中一个主要的研究方面[2]。复合材料具有以下几个特点：（1）是利用不同的工艺手段将两种或两种以上的不同性能的材料结合在一起；（2）各个组成成分在性能上共同合作最后能够达到单一材料无法具有的综合性能；（3）具备较高的比刚度和比模量，物理性能非常出色等优点[3]。
金属基复合材料，在多个领域例如航空航天、船舶、汽车制造业、电子领域、体育用品等都有广泛的应用需求，其优异的物理性能和机械性能受到普遍重视[4-6]。金属基复合材料包括铝基、镁基、铜基等多种复合材料，铝基复合材料是属于其中的一种应用十分广泛的复合材料,相对于基体来说，有更高的比强度、比模量和低的热膨胀系数，其密度比较低,尺寸稳定性好,适合工业化批量生产。基体合金选择范围广，铝基复合材料的价格比其他的材料更便宜，尤其是其中的弥散增强的铝基复合材料在工业化的批量生产中得到广泛应用[7]。
从20世纪50年代开始，铝基复合材料开始了它的研究进程[9]。人们尝试了各种焊接方法对铝基复合材料进行连接实验，最后发现钎焊是一种比较理想的连接方法。由于铝基复合材料中加入了增强体，使得复合材料的连接难度增强了许多，成为了铝基复合材料形成优良钎焊接头的主要障碍,这严重阻碍铝基复合材料的发展。所以说，采用合适的钎焊方式和钎料实现铝基复合材料的优质连接势在必行。
1.2 铝基复合材料制备方法及研究现状
1.3 铝基复合材料焊接的方法介绍及其特点
由于金属基复合材料中加入的增强颗粒和金属基的物理性能相比，有着不可弥补的差距，使得其焊接成为一个很棘手的问题，即使金属基复合材料的综合性能很好，但是它的实用却受到了限制，这在工业制造上是一个损失。金属基复合材料是一种性能良好适应性强的高性能的新型材料,通常根据实际结构中材料所要求的密度以及高温承受能力来决定基体材料的种类,其中铝及铝合金是一个典型的代表[12]。常用的铝合金焊接方式都可以用来焊接铝基复合材料 [13-16]。然而实际证明这些方法并不能得到良好的焊接效果，许多焊接工作者正在研究解决焊接铝基复合材料的办法。这些都是由铝基复合材料自身的特殊性导致的。
1.3.1 铝基复合材料的焊接性
颗粒增强铝基复合材料由基体和颗粒增强相组成。基体是塑性、韧性好的铝合金，铝及其铝合金的焊接性一般都比较好，如表1.2，列出了几种常用的颗粒增强体的性能。图中可以看出增强相SiC的强度、模量、熔点都比较高，密度和线膨胀系数等比较低，很难与基体金属结合形成牢固的组织。在连接这类材料时，重要的是要解决金属与非金属的弱连接的难题。从化学相容性方面考虑，复合材料中的基体与增强相，在一个较大温度范围之间，一般都是是热力学不稳定的，一旦连接过程中加热的温度达到一定程度，两者之间就会发生反应，从而使得界面强度发生了下降趋势的变化[17]。因此我们看出，避免和抑制在连接时基体金属和增强相之间的反应，我们就有可能获得连接质量较好的铝基复合材料。同时，在熔池凝固的过程当中，增强颗粒会发生偏聚，降低接头焊缝的连续性而使性能变差 [18]。