[發明專利]銅鋁焊接工藝

在審

• 申請號: 201410392374.2
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN105364293A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 張棟
• 申請（專利權）人: 青島百鍵城環保科技有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種銅鋁焊接工藝，主要應用于變壓器電抗器類箔繞線圈領域。

背景技術

變壓器類線圈產品中導電件的連接應用較多的箔繞工藝。由于鋁資源豐富，價格便宜，目前變壓器電抗器線圈多采用鋁箔繞制，引出線采用銅排或鋁排。銅鋁之間快速可靠焊接是當前面臨的技術難題，針對該技術難題目前主要采用以下工藝：以銅鋁排過渡端子

用氬弧焊焊接或專用焊劑焊接，但這兩種方式存在多種問題，如：1、以閃光焊或摩擦焊制作的端子可靠性不太穩定。2、焊接過程消耗氬氣，不僅不環保，并且氬氣及焊接弧光對人體有一定傷害。3、焊劑價格昂貴，成本太高。3、焊接過程由于產生較大熱量，需冷卻，生產效率較低。

冷壓接線頭/接線片較早的應用在電力領域，其基本方案是匹配連接的一方預制成套，另一方做成能夠嵌入該套的接頭體，嵌入后，壓制該套，使兩方緊密結合，這種結構能

夠快速成型，無環境污染，但連接電阻率比較大，且一般用于較小截面積、且連接端頭結構比較特殊的情形。

中國第CN1575906A申請公開提出了一種冷壓焊接設備，其背景技術部分指出，冷壓焊接技術是連接韌性金屬的一種方法，基本原理是在集中的壓力載荷作用下，使需要連接的兩接觸表面面積擴大，面積的擴大使表面原始的阻礙焊接的保護膜破裂，高壓載荷又使暴露的純凈的金屬集體緊密接觸，產生原子間的結合，從而達到牢固焊接的效果。

冷壓焊技術相對于其他的焊接技術還是比較年輕的，第二次世界大戰中，英國飛行員Sowter先生用類似鈍刀的物體將2塊重疊的鋁板切斷，無意中發現了2塊鋁板被不知名力量緊密的結合在一起。通過這一現象，英國的GeneralElectricCo.研究所開始研究冷壓焊金屬的技術，并將這一技術帶入工業生產領域。目前冷壓焊技術已在架空生產領域、通信線纜生產以及同感生產領域得到了廣泛的應用。

冷壓焊是指在常溫下只靠外加壓力使金屬產生強烈塑性變形而形成接頭的焊接

方法。加壓變形時，工件接觸面的氧化膜被破壞并被擠出，能凈化焊接接頭。所加壓力一般要高于材料的屈服強度，以產生60～90％的變形量。加壓方式可以緩慢擠壓、滾壓或加沖擊力，也可以分幾次加壓達到所需的變形量。如上述的第CN1575906A申請公開所使用的是多次鐓壓工藝。

應用較多的再一種方案是利用摩擦并結合鐓鍛的焊接方法，效率較低，并且也需要冷卻。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種效率比較高，且冷焊效果比較好的銅鋁焊接工藝。

為了實現本發明的發明目的，采用以下技術方案：

一種銅鋁焊接工藝，匹配疊放潔凈的板材件和需要焊接在該板材件上的潔凈的箔材件，其中箔材件在上，并保證待焊接部位處于平整的基礎上，然后通過沿基礎法向運動的壓頭，在焊接部位壓出凹坑，形成焊點，使箔材件與板材件的連接電阻不大于相同條件下熔焊的連接電阻。

應用原理：被焊兩種金屬受機械壓力產生塑性變形，工件接觸面的氧化膜被破壞并被擠出，兩種金屬原子之間在外力作用下逐漸接近，并相互滲透，當接觸面的大部分金屬原子距離達到原子間距時，兩種不同原子之間產生原子吸引力，從而產生了兩種金屬之間的冷壓焊接。冷壓焊由于需要金屬塑性變形才能焊接，所以目前只有延性金屬如Cu、Al、Ag、Au、Ni、Zn、Cd、Ti、Su、Pb及其合金才適于冷壓焊，它們之間的任意組合，包括液相、固相不相溶的非共格金屬如Al與Pb、Zn與Pb等的組合，也可進行冷壓焊。在微觀顯微鏡下觀察，冷壓焊接頭，其結合界面均呈現復雜的峰谷和犬牙交錯的空間形貌，其結合面面積比簡單的幾何截面大。因此，在正常情況下，同種各金屬的冷壓焊接頭強度不低于母材；異種金屬的冷壓焊接頭強度不低于較弱金屬的強度。由于結合界面大，又無中間相，所以接頭的導電性、抗腐蝕性能優良。

因此，依據本發明的銅鋁焊接工藝不僅用于上段所提到的優點，而且，由于所使用的壓焊，直接利用壓頭在連接的兩工件上形成凹坑，即可以完成焊接，效率高。

上述銅鋁焊接工藝，所述箔材件和所述板材件為退火處理后的工件。

上述銅鋁焊接工藝，還包括清除所述箔材件和所述板材件表面氧化膜的步驟。

上述銅鋁焊接工藝，所述凹坑的成型表面連續可導。

上述銅鋁焊接工藝，所述凹坑的橫截面為具有圓角過渡的等腰梯形結構。

上述銅鋁焊接工藝，箔材件和板材件在焊點處的最大材料延伸率為80~85%。