復(fù)合材料的焊接目錄

前言

第1章 金屬基復(fù)合材料的焊接1

1.1 概述1

1.1.1 復(fù)合材料的分類1

1.1.2 復(fù)合材料的特點2

1.2 金屬基復(fù)合材料的性能及焊接特點3

1.2.1 連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的焊接特點4

1.2.2 非連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的性能及焊接特點11

1.3 連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的焊接23

1.3.1 電弧焊24

1.3.2 激光焊25

1.3.3 擴(kuò)散焊26

1.3.4 釬焊28

1.3.5 電阻焊36

1.3.6 膠接38

1.4 非連續(xù)SiC纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的焊接41

1.4.1 非連續(xù)SiC纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的焊接性41

1.4.2 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的惰性氣體保護(hù)焊44

1.4.3 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的激光焊47

1.4.4 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料電子束焊52

1.4.5 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料等離子弧焊和噴涂57

1.4.6 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料半固態(tài)焊71

1.4.7 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦焊72

1.4.8 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料閃光對焊74

1.4.9 SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料釬焊74

1.4.1 0SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料粉末中間層的反應(yīng)擴(kuò)散焊78

1.4.1 1SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料無中間層的液相擴(kuò)散焊80

1.5 Al2O3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的焊接81

1.5.1 Al2O3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料擴(kuò)散焊81

1.5.2 Al2O3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料瞬間液相擴(kuò)散焊82

1.5.3 Al2O3纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料電容儲能點焊89

1.5.4 Al2O3纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料常規(guī)摩擦焊90

1.6 鐵基復(fù)合材料的焊接90

1.7 非連續(xù)增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的焊接92

1.7.1 非連續(xù)增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料92

1.7.2 SiCp/Mg復(fù)合材料的激光焊93

1.8 顆粒增強(qiáng)耐熱超合金基復(fù)合材料的焊接95

1.8.1 概述95

1.8.2 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料制備及成形95

1.8.3 物理性能95

1.8.4 力學(xué)性能96

1.8.5 顆粒增強(qiáng)鎳基耐熱復(fù)合材料的焊接97

1.9 鈦基復(fù)合材料的快速紅外焊接法100

參考文獻(xiàn)100

第2章 碳/碳復(fù)合材料的焊接105

2.1 碳/碳復(fù)合材料的分類、性能及應(yīng)用105

2.1.1 碳/碳復(fù)合材料的分類105

2.1.2 碳/碳復(fù)合材料的性能及應(yīng)用105

2.2 碳/碳復(fù)合材料的擴(kuò)散焊106

2.2.1 焊件之間生成石墨來焊接碳/碳復(fù)合材料106

2.2.2 焊件之間生成碳化物來焊接碳/碳復(fù)合材料108

2.2.3 用玻璃作為中間層來焊接碳/碳復(fù)合材料111

2.2.4 采用酚醛樹脂焊接碳/碳復(fù)合材料111

2.3 碳/碳復(fù)合材料與其他材料的異種材料擴(kuò)散焊114

2.3.1 碳/碳復(fù)合材料與鎳基高溫合金的擴(kuò)散焊114

2.3.2 碳/碳復(fù)合材料與鈮的瞬時液相擴(kuò)散焊116

2.3.3 碳/碳復(fù)合材料與LAS玻璃陶瓷的擴(kuò)散焊接116

2.4 碳/碳復(fù)合材料的釬焊118

2.4.1 碳/碳復(fù)合材料之間的釬焊118

2.4.2 碳/碳復(fù)合材料與銅的釬焊125

2.4.3 碳/碳復(fù)合材料與鈦的釬焊128

2.5 碳/碳復(fù)合材料的膠接131

2.5.1 碳/碳復(fù)合材料之間的膠接131

2.5.2 碳/碳復(fù)合材料與銅的膠接131

2.5.3 碳/碳復(fù)合材料與鋁的膠接132

2.5.4 碳/碳復(fù)合材料與鈦的膠接132

2.6 碳/碳復(fù)合材料與金屬的熱壓焊132

參考文獻(xiàn)132

第3章 陶瓷基復(fù)合材料的焊接134

3.1 陶瓷基復(fù)合材料的分類、性能及應(yīng)用134

3.1.1 陶瓷基復(fù)合材料的分類134

3.1.2 陶瓷基復(fù)合材料的性能及應(yīng)用135

3.2 陶瓷基復(fù)合材料的焊接性137

3.2.1 陶瓷基復(fù)合材料焊接的難點和改善137

3.2.2 陶瓷基復(fù)合材料自身的焊接性138

3.2.3 陶瓷基復(fù)合材料與金屬的焊接性138

3.3 陶瓷基復(fù)合材料的焊接139

3.3.1 陶瓷基復(fù)合材料的釬焊142

3.3.2 陶瓷基復(fù)合材料的擴(kuò)散焊147

3.3.3 陶瓷基復(fù)合材料的電子束焊150

3.3.4 陶瓷基復(fù)合材料的膠接151

3.3.5 陶瓷基復(fù)合材料的其他焊接方法153

3.4 Cf/SiC增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的焊接153

3.4.1 Cf/SiC增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的釬焊153

3.4.2 碳/碳化硅復(fù)合材料的液相滲透焊接156

3.4.3 碳/碳化硅復(fù)合材料與金屬的焊接159

3.5 石英纖維復(fù)合材料的焊接162

3.5.1 化學(xué)鍍鎳QFSC表面改性石英纖維復(fù)合材料與因瓦（Invar）合金的真空釬焊162

3.5.2 石英纖維增強(qiáng)氧化硅基復(fù)合材料與因瓦（Invar）合金的膠接輔助真空釬焊164

參考文獻(xiàn)166

第4章樹脂基復(fù)合材料的焊接168

4.1 樹 脂基復(fù)合材料的分類168

4.2 樹脂基復(fù)合材料的性能及應(yīng)用169

4.3 樹脂基復(fù)合材料的焊接性172

4.4 樹脂基復(fù)合材料的焊接工藝172

4.4.1 焊接方法172

4.4.2 樹脂基復(fù)合材料與金屬之間的焊接174

4.4.3 樹脂基復(fù)合材料之間的膠接175

參考文獻(xiàn)183 2100433B

隨著科學(xué)技術(shù)特別是高新技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)的生產(chǎn)需要對材料提出了更高的要求。傳統(tǒng)的金屬及其合金已無法滿足這些要求，因此人們開發(fā)了一種新型的材料——復(fù)合材料：將已有的金屬和非金屬材料以不同的工藝方法復(fù)合在一起，以滿足一種材料無法滿足的使用性能的要求。

復(fù)合材料可以根據(jù)預(yù)期的性能指標(biāo)將不同的材料（包括金屬和非金屬）通過復(fù)合工藝按一定的設(shè)計要求復(fù)合在一起，以充分發(fā)揮其優(yōu)點。這種復(fù)合材料具有任何單一材料所難以達(dá)到的優(yōu)越性能，比如，高的比強(qiáng)度和比模量，耐高溫，耐低溫，耐熱沖擊，線脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性好，耐磨和耐腐蝕等。這種材料在航空、航天等高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，并在建筑、交通運(yùn)輸、化工、機(jī)械等方面也得到了廣泛應(yīng)用。這些材料包括金屬基和非金屬基（有機(jī)、無機(jī)）復(fù)合材料等。在復(fù)合材料中，一相為連續(xù)相，作為基體相，可以是金屬或非金屬；另一相為分散相，它可以大大改善基體相的性能。

復(fù)合材料具有很復(fù)雜的性能，一般來說，其焊接性不佳，需要采用特殊的焊接工藝才能得到滿意的焊接接頭。另外，這些材料應(yīng)用于工作條件比較惡劣的環(huán)境下，它是開發(fā)應(yīng)用時間較短，但發(fā)展很快的新型材料，因此將國內(nèi)外關(guān)于這類材料焊接應(yīng)用的研究成果匯集成冊，以供從事這類材料焊接應(yīng)用的研究人員、生產(chǎn)和維修技術(shù)人員以及高等院校師生參考使用，是很有必要的。

本書對不同基體（包括金屬、陶瓷、碳和有機(jī)材料等非金屬）、不同形態(tài)（纖維、顆粒、晶須）和不同增強(qiáng)材料的復(fù)合材料的種類、性能、焊接性、焊接材料的選用、焊接工藝及焊接質(zhì)量保障，進(jìn)行了比較詳細(xì)的討論。

《復(fù)合材料的焊接》對各類復(fù)合材料的種類、性能、焊接性、焊接材料的選用、焊接工藝及焊接質(zhì)量保障進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹。

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《復(fù)合材料的焊接》可供高等院校焊接、材料專業(yè)的師生以及科研機(jī)構(gòu)、新產(chǎn)品制造和維修的技術(shù)人員參考使用。

層壓復(fù)合材料概述

復(fù)合鋼板是以不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦板為覆層，珠光體鋼為基層，并用焊接的方法制成的雙金屬板材。復(fù)合鋼板焊接的主要問題是如何保證接頭仍具有復(fù)合鋼板的綜合性能，防止焊縫金屬的耐腐蝕性、抗裂性和導(dǎo)電性的降低。一般情況下應(yīng)對基層、覆層分別進(jìn)行焊接，焊接材料、工藝等應(yīng)分別按照基層、覆層來選擇，并應(yīng)注意焊接順序。

不銹復(fù)合鋼板由不銹鋼覆層和碳鋼或普通低合金鋼基層聯(lián)合軋制而成的雙金屬板。其中覆層不銹鋼保證耐腐蝕性，基層結(jié)構(gòu)鋼保證強(qiáng)度。一般覆層占總厚度的10%～20%。

層壓復(fù)合材料焊接特點

焊接材料選擇不當(dāng)或焊接參數(shù)不對時，不銹鋼覆層的焊縫可能嚴(yán)重稀釋，形成馬氏體淬硬組織；或者由于鉻、鎳強(qiáng)烈滲入碳鋼基層而引起嚴(yán)重脆化，并產(chǎn)生裂紋；而在復(fù)合鋼板的過渡區(qū)，由于在焊接高溫下碳的擴(kuò)散，從而在復(fù)合鋼板一側(cè)交界區(qū)形成高硬度的富碳層和基板一側(cè)的低硬度的脫碳層，富碳層內(nèi)產(chǎn)生脆性組織，使焊接接頭塑性下降。同時，也使焊接接頭的耐蝕性下降。

本書共分三個部分:有機(jī)材料的焊接,碳材料的焊接,陶瓷材料的焊接。內(nèi)容包括工程塑料的焊接,樹脂基增強(qiáng)復(fù)合材料的焊接;金剛石的焊接,石墨的焊接,碳/碳復(fù)合材料的焊接;陶瓷材料的性能和焊接方法,氧化物陶瓷(氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、二氧化硅陶瓷)的焊接,碳化物陶瓷的焊接,氮化物陶瓷的焊接,陶瓷基增強(qiáng)復(fù)合材料的焊接,以及這些材料與金屬之間的異種材料的焊接等。其中碳材料的焊接、陶瓷材料的焊接和異種材料之間的焊接是本書討論的重點。

本書內(nèi)容豐富,資料新穎,理論上論述透徹,有較多的實際應(yīng)用舉例。本書部分內(nèi)容曾經(jīng)作為大連交通大學(xué)焊接專業(yè)博士研究生的教材。本書可供高校焊接專業(yè)師生、從事有關(guān)焊接專業(yè)科學(xué)技術(shù)研究和生產(chǎn)人員參考,也可供從事有關(guān)材料開發(fā)與應(yīng)用的科技人員參考。

本書系統(tǒng)闡述了各種電弧焊、電阻焊、高能密度焊及其他常用焊接方法的基本原理、焊接工藝及其規(guī)范參數(shù)的選擇和優(yōu)化，并介紹了鋼和各種有色金屬及復(fù)合材料的焊接特性、焊接方法、焊接材料的選擇。

本書為高等工業(yè)學(xué)校材料成形與控制工程專業(yè)、材料加工工程專業(yè)的通用教材，亦可供從事焊接工程領(lǐng)域工作的技術(shù)人員參考。