图6激光诱发反应焊生成的TiC形貌
从图2所得焊缝来看，焊缝中并不存在文献［6］发现的SiC颗粒重新分布区。这主要是因为本试验所用材料中SiC颗粒很细小，平均直径仅为3μm，而文献［6］中SiC颗粒平均直径为10μm。而SiC颗粒愈小，其表面积愈大，愈容易与液态铝完全发生界面反应而消失。文献［6］中MMCs的基体材料为A356，其Si含量很高（约7%），有游离的Si存在，根据反应式（1）可知，Si可以抑制Al4C3的形成，所以，Al4C3仅在熔化区中温度较高的区域里形成。而2124基体中Si含量极低，无游离Si存在，所以，Al4C3的形成不会受到抑制，Al4C3可在整个熔化区内形成。
在常规激光焊和激光诱发反应焊中涉及的物相主要有Al，SiC，Ti。在高能激光的作用下，SiC熔化或熔解［2,5］能产生C。所以，在焊接过程中可能发生的化学反应主要有：
4Al+3SiC=Al4C3+3Si(1)
ΔGT=-11 260＋10.83T
Ti+SiC=TiC+Si(2)
ΔGT=-28 500＋T
Al4C3+3Ti=3TiC+4Al(3)
ΔGT=-74 120－7.83T
Ti＋C＝TiC(4)
ΔGT=-44 100＋2.902T
4Al＋3C＝Al4C3(5)
ΔGT=-58 180＋9.936T
式中的热力学数据取自文献［7,8］。
这些反应中自由焓ΔG随温度T的变化规律可用图7来表示。
图7ΔG随T的变化规律
在SiC颗粒增强2124铝基复合材料的激光焊接中，Al4C3是通过反应式（1）形成的，由于Al4C3易与水反应，常导致接头变脆。相反，如果接头中形成了TiC，而不是Al4C3，接头性能则可能提高，这是因为TiC的热稳定性极高，在3343K下熔化但不分解（在这个温度下Al4C3完全分解），而且它的密度和硬度均高于SiC和Al4C3。
由反应自由焓ΔG可以知道，在焊缝中加入Ti之后，SiC与Ti的反应比与Al的反应更容易，所以，反应更易形成TiC；尽管在焊接过程中可能有部分SiC与Al反应生成Al4C3，但是，新形成的Al4C3会立即与Ti发生反应式（3），形成TiC。反应元素Ti用作界面填料可以增加表面能，并可以通过形成稳定的TiC提高基体材料的润湿性能。
总之，理论和试验都证明，碳化硅增强铝基复合材料的激光诱发反应焊接方法，可以完全消除Al4C3脆性相, 在熔化区形成稳定的TiC相，从而可以提高复合材料的接头性能。
