第29卷第4期 2010年4月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALSCHINA
铝基复合材料焊接的研究现状与展望
马宗义，肖伯律，王东，王全兆，毕敬
（中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，辽宁沈阳110016）
Vol.29No. 4 Apr.2010
摘要：介绍了铝基复合材料几种典型的熔化焊、纤焊、固相焊接方法。从焊接的特点，所面临的间题等方面介绍了这几种焊接方法的研究进展，并重点介绍了目前最受关注的揽押摩擦焊接技术在铝基复合材料中的研究进展。最后展望了这些焊接方法的发展前最。
关键词：复合材料：铝：焊接；颗粒
中图分类号；TC146.2
文献标识码：A
文章编号：16743962(2010)04000809
Progress and Outlook in Welding of
Aluminum Matrix Composites
MAZongyi，XIAO Bolu，WANG Dong，WANGQuanzhao，BI Jing
( Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research,
Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)
Abstract: In this paper, several typical welding methods such as fusion welding, brazing, and solid-state welding of aluminum matrix composites ( AMCs) were introduced. The research progress of these welding methods for the AMCs was reviewed from the characters and key issues of these methods.The friction stir welding of the AMC were especially presen-
ted. Finally, we discussed their future outlook of research and applications. Key words : composites; aluminum; welding; particle
1前言
金属基复合材料（MMC)不仅具有轻质、高强的特点，还具有良好的抗疲劳、抗螨变、耐热、耐磨、高热导、低热膨胀、减振及尺寸稳定等一系列优点，成为国民经济发展和国防建设领域的重要结构材料""。不连续增强铝基复合材料(DRA)因其基体质量轻，制造.工艺简单，且可用常规金属加工方法如铸造、挤压、轧制等制造各种形状的型材和零件，因而适于工业化批量生产，成为目前价格最便宜、应用最广的一种MMC。美、日等国已成功地将DRA用于飞机机身盖板、转向架，汽车传动轴、活塞、连杆、制动盘及铁道车辆零部件的批量生产，取得显著的经济效益和社会效益(1-2]。
由于陶瓷增强相与基体合金性能的巨大差异，给 DRA的焊接带来了很大困难[3]，这限制了DRA构件的设计，成为其应用的严重障碍。自上世纪80年代以来，
收稿日期：20091202
基金项目：国家杰出青年科学基金项目（50525103）
通信作者；马宗义，男，1963年生，研究员，博士生导师
随着DRA的发展，各种焊接技术被尝试用于焊接 DRA(4-5)。氢弧焊作为最常用的一种焊接方式，首先在 DRA中尝试(4)。但在焊接过程中增强相与基体发生剧烈反应，形成有害的脆性相，并使缝区产生增强相偏聚、气孔等缺陷，这导致非常低的接头性能。进人到上世纪90年代，随着激光焊接技术的发展，有学者尝试使用激光焊接技术进行DRA的焊接。虽然激光焊接的加热区很小，但是仍然会出现氢弧焊中的问题，导致焊缝质量较差[5-6]。随后，其它焊接技术，如摩擦焊、钎焊、瞬间液相扩散焊等也被用于DRA的焊接(7-9)。但这些焊接方法在焊接DRA时均存在较大间题，比如复合材料摩擦焊接时，焊缝处增强相颗粒的破碎会降低焊缝的强度。
进人到21世纪后，随着各种DRA制备技术的逐渐发展和成熟，以及DRA应用范用的不断扩大，DRA的焊接引起人们更多的关注。在对现有复合材料焊接技术进行深入研究的同时，一些新的焊接技术，如电子束焊、液相冲击扩散焊、搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding， FSW）等被用于焊接DRA10-13]。特别值得一提的是， FSW作为一种新型固态焊接技术，可以获得性能良好的