welding Teclnology Vol. 3l No. 3 Jun. 2002文章编号： l002-025X (2002 )03-000l-04・专题综述・l铝 基 复 合 材 料 的 钎 焊 连 接 技 术许如强，邹家生，韩逸生（华东船舶工业学院，江苏 镇江 2l2003 ）摘要：综述了近年来国内外关于铝基复合材料的各种钎焊连接技术 (真空钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、火焰钎焊、保护气氛炉中钎焊、无钎剂加压钎焊 )的现状和水平，并提出要解决的问题，为今后的研究提供一定的借鉴。关键词：钎焊；铝基复合材料；连接技术中图分类号： TG454 文献标识码： B复合材料作为新材料科学的一个重要分支，尤其是金属基复合材料，因其具有高比强度、高比刚度、高耐磨性等优...

  welding Teclnology Vol. 3l No. 3 Jun. 2002文章编号： l002-025X (2002 )03-000l-04・专题综述・l铝 基 复 合 材 料 的 钎 焊 连 接 技 术许如强，邹家生，韩逸生（华东船舶工业学院，江苏 镇江 2l2003 ）摘要：综述了近年来国内外关于铝基复合材料的各种钎焊连接技术 (真空钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、火焰钎焊、保护气氛炉中钎焊、无钎剂加压钎焊 )的现状和水平，并提出要解决的问题，为今后的研究提供一定的借鉴。关键词：钎焊；铝基复合材料；连接技术中图分类号： TG454 文献标识码： B复合材料作为新材料科学的一个重要分支，尤其是金属基复合材料，因其具有高比强度、高比刚度、高耐磨性等优点，其理论和应用都取得了突飞猛进的进展，是当今新材料科学研究的重点和方向。金属基复合材料按基体分类，主要有铝基、镁基、钛基等轻合金基体；按增强相特点分类，有连续纤维增强金属基复合材料和非连续体（如颗粒、晶须、短纤维等）增强金属基复合材料。目前国内外研究的重点是颗粒增强金属基复合材料。铝及其合金是最常用的基体。铝基复合材料以工业上常用的工业纯铝、锻铝、超硬铝和铸铝为基体；主要以 SiC，Al 2 0 3 ，B，C 等为增强相。其中 SiC 颗粒增强铝基复合材料发展最快，是当前金属基复合材料中最早能实现大规模产业化的品种。新型结构材料的可靠连接是工程应用一定要解决的重要问题，但由于铝基复合材料复杂的宏观和微观结构，使得复合材料的连接要比均质材料复杂得多，以致一直阻碍该材料的快速地发展[l] 。因此，近 20 年来，国外对铝基复合材料的连接问题进行了较多的研究，从上世纪 80 年代以来，我国也开始了这方面的研究工作。目前连接的方法主要有熔化焊、扩散焊、电容放电焊以及钎焊。其中，钎焊加热温度低，不涉及基体金属的熔化，可减轻基体增强相界面反应，降低增强体的破坏程度，显著减少热变形，是一种有重要应用前景的连接方法。! 钎焊连接方法钎焊一般都会采用搭接接头，对于连续纤维增强铝基复合材料来讲，其实就是把复合材料的钎焊问题转化为容易解决基体材料的钎焊问题；而对于非连续增强铝基复合材料就很复杂，由于增强相的存在，严重阻碍了钎料在母材上的润湿与铺展，同时给钎焊过程中温度控制带来困难，另外，铝基复合材料表面的氧化膜极度影响钎料在母材表面润湿与铺展，成为铝基复合材料钎焊的一大难点[2] 。铝基复合材料的钎焊虽然存在着以上困难，但在试验室中通过选择正真适合的钎焊方法和工艺参数，完全能获得符合要求的连接接头。l. l 线 年代初硼纤维增强铝基复合材料 B f / Al的生产获得成功，人们就开始了对复合材料钎焊的研究尝试。结果认为[3] ，在采用搭接接头真空钎焊B f / Al 复合材料时，常用Al-Si，Al-Si-Mg 钎料焊接。为了改善钎料的润湿性，避免钎料熔化时损坏纤维，防止界面反应生成脆性相 AlB 2 ，恶化接头收稿日期： 2002-0l-23 ；修订日期： 2002-04-0l基金项目：江苏省青年资金资助项目 (D98607 )性能， 除了温度 须控制 在 560 ~ 620 C 以下，尽 量缩 短时间外，还可以通过!在 B 纤维表面包覆 SiC 增强铝基复合材料和B 纤维表面包覆 SiC 增强 Ti, Al(Ti 包在 Al 外层 ) 混合复合材料，使得接头强度达基体材料的 80% ~ 90%[4] ；一边覆以0. 05 #m 的铝合金，另一边敷以 0. 04 #m 的铝及 0. 03 #m 的Al-Si 钎料[5] 。C / Al复合材料与上述 B / Al复合材料类似，在500 C 以上就发生界面反应，生成的脆性相 Al 4 C 3 遇水分解放出气体（Al 4 C 3 + 6H 2 0 = 2Al 2 0 3 + 3CH 4t）。因此，在潮湿空气中存在Al 4 C 3 的接头会产生低应力破坏，由于在 C / Al制作的完整过程中采取了一些预防的方法，钎焊时一般不会发生界面反应。藤原力对C / l080Al-Ti-6Al-4V 真空 钎焊 （钎 料为 4004Al，抗 剪强 度为l79 Mpa )研究表明[6 ] ，母材表面有纤维露出时，不但母材被钎料润湿的性能直线下降，而且界面反应的可能性也因 C 纤维表面涂层被破坏而增大。这种情况下应进行表面预处理。鉴于钎焊温度是钎焊过程最主要的工艺参数之一， Mori-moto 等在真空环境下研究了钎焊温度对 SiC f / Al接头性能的影响，如图 l 所示[7] 。一方面，随着钎焊温度的提高，钎料流动性及润湿性提高，钎缝强度增大；另一方面，钎焊温度越高，熔化的基体金属对纤维的浸蚀作用越大，母材强度降低。因此，对于 SiC f / Al复合材料，存在一最佳钎焊温度，在这个温度下钎焊时接头强度最高。 Morimoto 等得出在 ! = 853 K， =30 min 时，SiC f / Al 复合材料的钎焊接头强度达到最大，为77. 7 Mpa。当钎焊温度高于此温度时，接头在母材上失效；当钎焊温度不高于此温度，接头失效在钎缝处。图 ! 抗剪强度与钎焊温度的关系研究表明[5] ，采用 Al-Si-Mg 钎料进行 SiC 颗粒增强铝基复