颗粒增强铝基复合材料具有制造成本低、比模量高、耐磨性好、热膨胀系数小、抗磨耐磨性能以及耐有机溶液和溶剂侵蚀优良等优点,广泛应用于航空、航天、电子、汽车以及现代武器系统等行业。由于增强相与铝基体在强度、比模量、热膨胀系数等方面存在差异,铝基复合材料的焊接性很差,阻碍了其在工业中的广泛应用。针对铝基复合材料焊接问题,国内外学者进行了广泛而深入的研究。其中,熔化焊过程中向熔池中加入Ti元素,可以有效抑制增强颗粒与基体界面反应有害相生成,但是,这种方法对焊缝性能的提高仍存在缺陷和不足,需要进一步改进。　　 本文以SiCp／6061Al MMC为研究对象,以氩氮混合气为离子气,并分别以1.2mm纯Ti焊丝、Al-5Ti-5Si药芯焊丝、Al-5Ti-15Mg和Al-15Ti-5Mg药芯焊丝作为填充材料进行等离子弧原位合金化焊接,借助于X射线衍射分析仪、扫描电镜、能谱仪及透射电子显微镜等微观分析手段,分别研究了电弧超声对填加不同焊丝的焊接接头组织性能的影响、焊缝新生相形貌分析以及药芯焊丝中Mg元素和含量对焊缝性能的影响等内容。　　 以纯Ti丝作为填充材料对SiCp／6061Al MMC进行未施加和施加电弧超声的等离子弧焊接,研究发现,施加电弧超声以后焊缝强度明显提高,达到230MPa,焊缝中部分新生相形貌与分布发生了明显的变化:外缘被TiC颗粒包围的块状Si晶体得到明显的细化并与TiC颗粒脱离接触；沿着(002)晶面按粗糙界面的连续长大方式长大的片状Al3Ti变为块状,与Al存在较多错配度不超过5％的共格晶面,二者结合情况良好:沿(111)密排面生长成短棒状的AlN由于长大困难变为颗粒状；焊缝中TiN等增强颗粒的数量明显增多,颗粒分布更加均匀。施加超声前后新生TiC颗粒形貌没有发生太大变化,主要有近似八面体形状和球形两种形态,八面体状TiC晶体的{111}面以层状生长机制长大,在焊缝熔池中由于C原子的转移TiC颗粒中的大曲率部位发生溶解而形成处于稳定状态的球状颗粒。TiC颗粒和Al基体存在三种错配度较小的状态,二者结合较好。　　 以Al-5Ti-5Si药芯焊丝作为填充材料时,施加电弧超声前后,新生相中Al3Ti、AlN、AlN和TiN等的变化情况与填加纯Ti丝时相似,只有新生Si相的形貌变化有差异。焊缝中新生共晶Si相沿着{111}密排面生长成具有规则几何外形的形态,未施加电弧超声时焊缝中Si晶体呈具有孪晶特征的针状形态分布于基体晶内和晶界处；施加电弧超声后,Si晶体为长方体状和立方块状两种形态,由高分辨像知其与基体Al结合界面为共格结合。施加电弧超声后焊缝接头强度也得到明显的提高,达到母材强度的82％,这是因为电弧超声的空化作用和声流作用可以对新生相进行击碎、搅拌以及提高形核率来降低新生相和基体Al晶粒的尺寸,从而提高焊缝强度。　　 对药芯焊丝中填加元素Mg的研究发现,当焊丝中Mg含量达到15％时电弧燃烧不稳,飞溅严重,焊缝成型差,新生颗粒偏聚严重,并存在有脆性相Mg2Si；当Mg≤5％时,电弧能稳定燃烧,无飞溅,焊缝成形良好,焊缝组织致密,AlN、TiN和TiC等新生相较为细小,且分布比较均匀,焊缝熔合区新生相也相对增多。所以,控制加入药芯焊丝中的Mg含量可以有效提高焊缝性能。