[發明專利]一種銅及銅合金的焊接方法

無效

• 申請號: 201110397723.6
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102489871A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 盧紹平;王健;楊紅梅;劉紹虎;李林修;楊婭利
• 申請（專利權）人: 貴研鉑業股份有限公司
• 主分類號: B23K20/233
• 分類號: B23K20/233;B23K35/30
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明屬于金屬材料加工領域，特別是涉及一種銅及銅合金的焊接的方法。應用于銅與銅之間、銅合金與銅合金之間、銅與銅合金之間的焊接。

背景技術

銅及銅合金具有優異的導電性能和導熱性能，可進行軟釬焊和其他焊接，但由于銅及銅合金的高熔點和極易氧化性能，致使銅及銅合金的焊接存在以下技術難點：

(1)高熔點和高導熱性，使銅和銅合金焊接溫度很高，采用常規焊接工藝參數時，銅材很難熔化，不能很好地熔合；

(2)焊接接頭的熱裂傾向大，焊接時，熔池內銅與其中的雜質形成低熔點共晶物，使銅及銅合金具有明顯的熱脆性，產生熱裂紋；

(3)銅及銅合金焊接易產生氣孔的缺陷，且比碳鋼嚴重得多，主要是氫氣孔；

(4)焊接接頭性能的變化，晶粒粗化，塑性下降，耐蝕性下降等。

目前銅及銅合金焊接主要采用氣焊、惰性氣體保護焊、埋弧焊、釬焊等方法，但這些焊接方法的焊接溫度均需要達到銅及銅合金的熔點溫度，在高溫情況下，銅會軟化，影響銅及銅合金的機械性能和力學性能。

發明內容

本發明專利目的在于提供一種銅及銅合金的焊接方法，可以實現銅及銅合金在中低溫情況下實現焊接，應用于銅與銅之間、銅合金與銅合金之間、銅與銅合金之間的焊接。不僅降低了銅及銅合金的焊接溫度，而且能保證基體材料性能。

本發明專利所述的焊接方法是將金屬件(1)和金屬件(3)焊接在一起的方法，金屬件(1)為銅及銅合金材料制成的薄片或薄帶，采用室溫固相軋制復合方式，在金屬件(1)表面上復合一層銀銅合金層(2)，金屬件(1)和銀銅合金層(2)復合成一個零件，再將金屬件(1)上復合有銀銅合金層(2)的一面與要焊接的金屬件(3)連接，通過加熱，當溫度達到銀銅合金層(2)的熔點后，銀銅合金層(2)便熔化與接觸的金屬件(3)粘合而完成金屬件(1)和金屬件(3)之間的焊接。金屬件(3)可以是銅、銅合金或其他金屬材料制備而成。

本發明所述的銀銅合金層(2)采用銀銅合金焊料中添加Zn、Sn、In、Ni等元素，降低銀銅合金層(2)的熔化溫度，增強其焊接強度。該合金層厚度在0.01～0.5mm，在金屬件(1)表面復合了一層均勻、致密的銀銅合金層(2)。銀銅合金層(2)與金屬件(1)的厚度比為1∶(2～10)，總厚度為0.3～3mm。

本發明專利與現有銅及銅合金焊接技術相比，本發明專利在焊接前在金屬件(1)上通過室溫固相軋制復合了一層均勻、致密的銀銅合金層(2)，使焊接件間實現緊密結合，不出現漏焊、焊接面不平整等缺陷，并且降低了銅及銅合金焊接溫度200～500℃，使其基體材料仍保持較高的物理性能和機械性能。

附圖說明

圖1在銅及銅合金表面復合一層銀銅合金層示意圖，

圖2一種銅及銅合金的焊接方法示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發明。應該正確理解的是：本發明的實施例中的方法僅僅是用于說明本發明，而不是對本發明的限制。

實施例1：將含20％Cu、15％Zn、余量為Ag的銀銅鋅帶材，層疊在純銅帶材表面，在室溫下軋制的加工方法，使兩種帶材壓合為牢固的整體，使之成為銀銅銦(2)與銅合金層(1)復合的帶材，再經過一系列的擴散熱處理，軋制加工在純銅帶材表面復合了一層AgCuZn合金層，復合比列為1∶3，總厚度1.5mm用于純銅與黃銅間的焊接。

實施例2：將含20％Cu、2％Sn、余量為Ag的銀銅錫帶材，層疊在錫青銅帶材表面，在室溫下軋制的加工方法，使兩種帶材壓合為牢固的整體，使之成為銀合金層(2)與銅合金層(1)復合的帶材，再經過一系列的擴散熱處理，軋制加工在錫青銅帶材表面復合了一層AgCuSn合金層，復合比列為1∶10，總厚度0.8mm，用于純銅與錫青銅間的焊接。

實施例3：將含24％Cu、15％In、余量為Ag的銀銅銦帶材，層疊在鋅白銅帶材表面，在室溫下軋制的加工方法，使兩種帶材壓合為牢固的整體，使之成為銀合金層(2)與銅合金層(1)復合的帶材，再經過一系列的擴散熱處理，軋制加工在純銅片材上復合了一層AgCuIn復合焊料，復合比列為1∶8，總厚度2.5mm，用于錫青銅與鋅白銅間的焊接。

實施例4：將含28％Cu、0.75％Ni、余量為Ag的銀銅鎳帶材，層疊在純銅帶材表面，在室溫下軋制的加工方法，使兩種帶材壓合為牢固的整體，使之成為銀合金層(2)與銅合金層(1)復合的帶材，再經過一系列的擴散熱處理，軋制加工在純銅片材上復合了一層AgCuNi復合焊料，復合比列為1∶4，總厚度0.4mm用于純銅與銅合金間的焊接。