针对颗粒增强铝基复合材料瞬时液相焊接时焊缝增强相颗粒偏聚导致接头力学性能下降的问题,提出了在液相和凝固过程中施加声场作用,使焊缝中增强颗粒实现布朗运动并原位凝固,着重研究陶瓷颗粒与焊缝中共晶合金基体的超声复合机理及分布规律,达到提高瞬时液相焊接接头力学性能之目的。本研究所提出的新工艺可在非真空条件下实现微变形的可靠连接,将为铝基复合材料在航天领域及国防型号任务的应用提供必要的理论依据和应用技术基础。
针对颗粒增强和晶须增强铝基复合材料的精密焊接过程中增强体偏聚的问题,研究了在超声振动辅助下共晶合金与复合材料相互作用的机理,建立了复合材料表面氧化膜破碎的物理模型,研究了振动液相连接过程中元素的扩散规律以及母材溶解层形成的条件及规律。研究了在超声辅助条件下,液相共晶合金中陶瓷颗粒的运动规律,焊缝凝固过程中合金晶粒与陶瓷颗粒的相互作用,进行了超声波振动辅助液相连接工艺试验。在此基础上,提出了在非真空的条件下超声振动液相连接和铝基复合材料增强体与填充焊接材料复合的两种重要连接工艺。发现了在低温条件下超声促进增强体与填充焊接材料合金之间相互润湿的现象。这些研究结果对于实现在非真空的条件下进行铝基复合材料的连接具有很大的指导意义,这已在铝基复合材料的多板拼焊产品的试制上得到验证。