（3）随增强体SiC 颗粒体积分数的上升,焊缝成形难度进一步增加。当SiC 颗粒的体积分数超过15 %以后,在采用电子束焊时,几乎不能形成良好的焊接头[28]。

（4）在不加填充材料进行电子束焊接时,铝合金基体较为蒸发严重,焊缝区中主要剩下SiC 骨架[29]。这是因为电子束冲击严重,熔化的焊缝金属被排斥到焊缝两侧,所以熔融金属中因含有未熔化的SiC 颗粒而使黏度增加,流动性下降变差,不能及时回填到焊缝中,最终导致焊缝成形较困难, 试件表面从头至尾形成刻槽。

1.3.3 电子束焊的工艺参数

(1) 电子束线能量可作为评价焊件接头强度的一个重要参数。在确保焊件完全焊透的情况下，适当降低电子束的线能量，有利于提高接头的强度。

E=Q/V=UI/V

E 为焊接线能量(J/mm)，Q 为电子束功率(kW)，U 为加速电压(kV)，I 为电子束流(mA)，v 为焊接速度(mm·s-1)

（2）电子束功率过大或过小都不利于接头强度的提高[30]。电子束功率过大，则容易造成热影响区过热严重，铝基体熔化严重。如果电子束功率过小，接头熔深就变浅，焊件的熔合区变窄，接头强度就大幅度降低。

（3）随着电子束功率减小和焊接速度增加，焊接接头中形成的气孔的尺寸和数量以及脆性相 Al4C3减少。提高焊接速度和降低电子束功率又会导致焊缝熔深变浅，不利于保证接头的强度[31]。

（4）如果只通过降低焊接速度来增大输入热量，则熔深增大不明显。因为焊接速度降低后，由热传导而造成的能量损失会增大，从而使得焊缝熔深增大不多。

1.4本文研究内容

针对铝基复合材料焊接性研究现状，本文选取本文以体积分数为20%的SiC颗粒增强铝基复合材料为研究对象，以电子束焊接为基础，通过金相分析、力学性能试验，研究填充材料对铝基复合材料接头微观组织及性能的影响。为有关铝基复合材料的研究及焊接结构的实际生产提供必要的理论依据。具体工作如下：

(1)不加填充材料进行铝基复合材料电子束焊接来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

采用不加填充材料以及电子束焊接工艺焊接SiCp／6061A1基复合材料，研究在此条件下熔池的物理化学冶金过程，增强颗粒行为、组织变化规律，焊缝的显微组织与性能。

(2)填加Al/Ti元素进行铝基复合材料电子束原位焊接

研究填充合金化元素Al、Ti进行电子束焊接时，熔池的物理化学冶金过程，增强颗粒行为、组织变化规律。

(3)填加纯Ti粉或Al/C/Ti元素进行铝基复合材料电子束原位焊接

对SiCp／6061Al基复合材料进行电子束原位焊接，研究熔池的物理化学冶金过程，增强颗粒行为、组织变化规律，以及各填加元素对焊缝显微组织以及性能的影响。

2试验材料及焊接方法

2.1试验材料

焊接试验母材选用含SiC颗粒体积分数为20%的SiC/6061Al铝基复合材料薄板，尺寸规格为30mm×20mm×2mm，采用线切割加工方法，其基体铝合金化学成分如表2.1.1所示，强度为435MPa。

表2.1.1  母材和焊丝化学成分（质量百分数）

材料 Mg Al Zn Si Fe Cu Mn Ti Cr 其他

6061 0.8-1.2