分析铝-铜异种材料焊接工艺及其质量评价.pdf

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1、第6期(总第130期)机械管理开发2012年l2月No．6(SUMNo．130)MECHANICALMANAGEMENTANDDec．20l2铝一铜异种材料焊接工艺及其质量评价杨宏(陕西理工学院机械工程训练中心，陕西汉中723003)摘要：论述了铝一铜异种材料的摩擦焊接、爆炸焊接、钎焊、冷压焊接等工艺方法的特点，总结了铝一铜异种材料焊接工艺的质量评价方法，并对铝一铜异种材料焊接工艺进行了展望。关键词：铝一铜异种材料；焊接工艺；质量评价中图分类号：TG40文献标识码：A文章编号：1003—773X(2012

2、)06—0006—030引言软化区在搅拌头的作用下受到搅拌、挤压，并随着搅拌金属铜具有良好的导电性能、导热性能，良好的常头的旋转沿焊缝向后流动，形成塑性金属流，并在搅拌温和低温塑性，以及对大气、海水的耐蚀性能，是制造头离开后的冷却过程中，受到挤压而形成固相焊接接电器开关、电气设备、电线和电缆的良好材料。但是随头。搅拌摩擦焊接方法可以焊接尺寸较长的铝一铜零着工业的发展，铜的资源性短缺严重，铜的价格越来越件，易于实现焊接机械化。昂贵，给电气工程领域的相关企业带来巨大的成本压i．2铝一铜异种材料的爆炸焊工艺力。

3、因此，材料科学与工程人员在积极寻找以铝代铜”1，铝一铜异种材料的爆炸焊工艺是利用炸药爆炸瞬以高铝锌基合金代替铜的方法，。从材料物理性能上间产生的巨大能量作为动力，使金属产生塑性变形，并来说，铝及铝合金同样具有优异的物理特性和一定的达到原子间的结合I。铝一铜异种材料的时，当炸药在机械特性，如热导率高，电导率高，耐腐蚀能力强，并具一端被引爆后，爆炸产物形成高压脉冲载荷，直接作用有密度低、比强度高的特性，铝的价格比铜要低很多，于铝、铜异种材料，使其在几微秒内被加速到每秒数百为了节省生产成本，铝在某些场合完全可以

4、全部或者米并由起始端开始依次与进行碰撞。由于铝、铜异种部分代替铜，部分电气产品的以铝代替铜，成为当前电材料以一定角度产生很大的碰撞压力，这种压力远远缆工业发展的一个趋势。在以金属铝代替金属铜的应超过金属的动态屈服极限，因而在两种金属的结合区用中，铝一铜的连接甚为关键。但是，要想得到高质量产生高速的塑性变形，同时伴随着热效应。此刻，铝、的铝一铜连接件，首先需要了解铝一铜连接的困难以铜异种材料的内表面形成两股方向相反的金属射流，及结合机理，从而对实际的生产起指导作用。目前，在一股是碰撞点前的自由射流向未结合的

5、空间高速喷电力器件和热交换器件的生产中衍生了铝一铜异种金出，冲刷铝、铜异种材料表面，使其露出新鲜的清洁面，属的焊接技术，用铝代替铜不但可以降低生产成本、节为两种金属结合提供条件；另一股是碰撞点后的凸角约材料，而且也可以减轻工件的重量，是面向环境的产射流，它凝固于两金属板间，形成两金属的良好结合。品设计与制造技术。铝一铜异种材料的爆炸焊工艺的焊接面积大，焊接速1铝一铜异种材料焊接工艺特点度快，操作简单，它不需要昂贵的设备和十分熟练的技1．1铝一铜异种材料的摩擦焊工艺术，可以完成铝一铜异种材料的板与板、板与管

6、、管与铝一铜异种材料的摩擦焊接属固相焊接，利用摩管、管与管板、管与棒，以及异型铝、铜零件的焊接。擦热加热铝、铜材料后顶压焊件，这种方法焊接过程输I．3铝一铜异种材料的钎焊工艺入能量少，且焊前对表面清理要求低，在较低的温度下铝一铜异种材料的钎焊工艺包含有扩散钎焊、电成焊接型，吸收气体少等优点[41。铝一铜异种材料的摩阻钎焊和超声波钎焊嘲。扩散钎焊的优点是接头质量擦焊接方法有惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊，目前，人们研好，零件变形小，一次可完成多个接头，可钎焊大面积究关注较多的是搅拌摩擦焊接。铝一铜异种材料的搅接头或

7、较为复杂的工件。电阻钎焊的优点是加热极拌摩擦焊接是将一个耐高温硬质材料制成的一定形状快、生产率高。超声波钎焊不需要钎剂，避免了钎剂带的搅拌针旋转深入到铝、铜被焊接材料的边缘处，通过来的腐蚀问题，接头的抗腐蚀能力得到提高。在实际搅拌头的旋转，在铝、铜异种材料的连接边缘产生大量应用中，直接钎焊铝一铜异种材料时较为困难，因为金的摩擦热，从而在连接处产生金属塑性软化区，该塑性属铝、铜在一定的成分下会生成CuA1等金属化合物，收稿日期：2012-06—29基金项目：陕西理工学院科研基金项目(SLGKY12—07)作

8、者简介：杨宏(1966一)，男，陕西乾县人，工程师，本科，研究方向：材料N~2z5~1。E-mail：yhong321@163．corn．·6·第6期(总第130期)杨宏：铝一铜异种材料焊接工艺及其质量评价2012年l2月间化合物，CuA1等质地硬脆。一般工艺条件下直接钎来评价方法铝与铜异种金属复合界面结合力的强弱，焊铝、铜材料时，要将脆性化合物的尺寸变得很小难度通过侧弯曲性能来评价铝与铜异种金属复合界面承受很大，所以这些金属