[發(fā)明專利]銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210521276.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103008907A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王學(xué)剛;岳增武;李辛庚;樊志彬;劉爽;王曉明;閆風(fēng)潔;王宏;肖世榮;張都清
• 申請（專利權(quán)）人: 山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液相擴(kuò)散焊工藝，特別涉及一種銅鋁異種金屬的液相擴(kuò)散焊用焊料。

背景技術(shù)

銅與鋁都是制造導(dǎo)熱體和導(dǎo)電體的材料，從結(jié)構(gòu)與功能的實(shí)現(xiàn)以及經(jīng)濟(jì)的角度來看，常常需要將鋁與銅牢固的連接起來。但鋁的表面極易氧化，所形成的氧化膜十分牢固，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性很差，采用機(jī)械連接難以滿足熱、電等使用性能的要求。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛采用焊接方法來實(shí)現(xiàn)銅鋁的可靠連接。然而，銅與鋁在熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)、比熱容和熱導(dǎo)率方面性能差異很大，造成其熔焊焊接性差，極易發(fā)生接頭脆化、形成裂紋和強(qiáng)度降低等問題，一般較少采用熔焊方法來焊接。到目前為止，銅鋁焊接較多采用非熔化焊方法，如閃光焊、摩擦焊、超聲焊、滾壓焊和爆炸焊等。雖然在焊接過程中銅鋁不發(fā)生熔化，但由于在短時(shí)間內(nèi)施加大的焊接壓力，銅鋁變形大其存在較大的焊接應(yīng)力，在實(shí)際使用中受環(huán)境和溫度的影響，接頭易發(fā)生開裂，影響其使用壽命和安全性。

公告號為CN?100349683?C的中國發(fā)明專利，公開了一種銅鋁擴(kuò)散釬焊方法，該方法在焊接中無需施加壓力就可實(shí)現(xiàn)銅板與鋁板的可靠連接，形成界面結(jié)合穩(wěn)定、密封性好的銅鋁接頭。但焊接采用真空系統(tǒng)且焊接時(shí)間長，造成設(shè)備成本高、效率低。

公告號為CN?101972902?B的中國發(fā)明專利，公開了一種銅鋁焊接用鋁合金焊料及其制備方法，銅鋁焊接用鋁合金焊料組成為AL?60-72%，Cu或者Ge?25-35%，Si?1-5%，Mg?1-5%，Li或者Sb或Bi≤1%。?其中的Cu或者Ge、Si、Mg用量較大，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上銅鋁異種金屬焊接時(shí)條件苛刻、已公開的焊料成本高的問題，本發(fā)明提供了一種無需真空系統(tǒng)、加熱溫度低、使用壓力小、時(shí)間短、成本低的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料。

本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的：

一種銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，原料的重量百分?jǐn)?shù)如下：

Al?87-95%，Cu?2-5%，Si?1-3%，Nd?0.01-0.5%，Bi?0.01-0.05%，Zn?1-3%，Zr?0.001-0.05%，F(xiàn)e?0.2-2%。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，原料的重量百分?jǐn)?shù)如下：

Al?91%，Cu?4%，Si?3%，Nd?0.03%，Bi?0.01%，Zn?1%，Zr?0.025%，F(xiàn)e?0.935%。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，原料的重量百分?jǐn)?shù)如下：

Al?88%，Cu?4%，Si?3%，Nd?0.4%，Bi?0.05%，Zn?2.5%，Zr?0.05%，F(xiàn)e?2%。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，厚度為30-100μm。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，厚度為50μm。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，在銅鋁焊接面之間放置所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，將待焊接面在3-5MPa壓力下加熱至550-580℃，繼續(xù)加熱當(dāng)溫度達(dá)到610-620℃時(shí)，停止加熱，焊接壓力增大為10-12MPa，保持壓力1-2s后，停止加壓，完成銅鋁液相擴(kuò)散焊。

所述的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，其特征是用車床或者銑床加工銅鋁表面，粗糙度為Ra0.23-0.68um。

本發(fā)明的銅鋁液相擴(kuò)散焊工藝?yán)煤噶系娜刍粌H可去除銅鋁表面氧化膜，而且在銅鋁母材內(nèi)形成薄層過渡液相，并在隨后的瞬間壓力下擠出表面氧化膜，實(shí)現(xiàn)銅鋁擴(kuò)散結(jié)合。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，無需真空系統(tǒng)，焊接壓力低、時(shí)間短，操作簡單，成本低，效率高，焊接件彎曲180度不開裂，焊縫最高到530℃不脫開。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，原料的重量百分?jǐn)?shù)如下：

Al?87%，Cu?5%，Si?3%，Nd?0.5%，Bi?0.05%，Zn?2.4%，Zr?0.05%，F(xiàn)e?2%。

使用上述原料制備成30-100μm的銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，制備方法都是常用方法，在此就不詳細(xì)描述了。

用車床或者銑床加工銅鋁表面，粗糙度為Ra0.23um，在銅鋁焊接面之間放置50μm厚度的所述銅鋁液相擴(kuò)散焊用焊料，將待焊接面在3-5MPa壓力下加熱至550-580℃，繼續(xù)加熱當(dāng)溫度達(dá)到610-620℃時(shí)，停止加熱，焊接壓力增大為10-12MPa，保持壓力1-2s后，停止加壓，完成銅鋁液相擴(kuò)散焊。