Al/Zn/Al中间层超声波TLP连接Al2O3陶瓷与3003铝合金机制

采用Al/Zn/Al中间层对Al2O3陶瓷与3003铝合金进行了超声波辅助瞬时液相扩散焊(U-TLP),设计了中间层元素,研究了超声波时间和焊接温度对接头界面组织及力学性能的影响.结果表明:中间层元素选择Zn,Al 2种可得到小尺寸晶粒.焊接温度为550℃时,接头抗剪强度在3～10s内随超声波时间先提高后降低,当超声波时间为5s时,层间主要为α-Al固溶体,Zn-Al 共晶颗粒弥散在α-Al固溶体中,超声波的声空化作用抑制晶粒生长,接头的抗剪切强度达到最高为47.25 MPa;超声波时间为3s时,接头抗剪强度在490～570℃内随焊接温度的升高先提高后降低;当焊接温度为530℃时,层间的α-Al固溶体和细晶Zn-Al共晶通过固溶强化和细晶强化的方式强化接头,接头的抗剪强度达到最高,为54.79MPa,此时接头的界面结构为3003Al/α-Al固溶体+Zn-Al共晶颗粒(Ⅰ区)/α-Al固溶体(Ⅱ区)/富Zn相+Zn-Al共晶/Al2O3陶瓷.