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铜铝焊接出现问题分析 

作者:吴铅                 网站:焊接科技网      点击数:        时间:2014-03-03


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熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
压焊是 在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻 很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热 到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。例如 钎焊、摩擦焊、激光焊、压力焊之类的,主要是最好有比较详细的工艺规程。
铜铝焊接即是把铜质材料和铝质材料通过焊接工艺接成一体。因为铜和铝都属易氧化金属,所以铜与铝的焊接一直是一个国际性的焊接难题。
铝铜焊接的主要问题是接头的腐蚀和老化。腐蚀由铝和铜之间的电极电位差引起。焊接过程中焊缝易出现铝铜脆性化合物,当接头长期工作于高温环境受到机械震动作用,还会导致铝铜原子扩散形成金属间化合物层并不断加厚,使接头的冲击韧性下降,电阻升高。铝铜钎焊时,因使用腐蚀性强的钎剂去除致密的铝氧化膜,还存在钎剂残渣腐蚀接头的问题。
为了尽量减少腐蚀和老化,从工艺和材料等不同角度入手,工业界采用了压力焊、熔化焊和钎焊等多种焊接方法。
由于不能同时满足高强度、高抗腐蚀性低、成本和工艺简单等要求,现有铝铜的熔化焊、压力焊和钎焊工艺还有待于进一步完善,其中比较有前途的是镀覆Ni金属层的钎焊工艺。
Ni层的原子扩散阻挡作用已被证实并得到了广泛的应用,在铝铜钎焊工艺中,使用Ni 层不仅可以避免铝铜原子的直接接触,而且能更有效地阻止Al\Cu 原子通过扩散而引起的相互接触,从而保证了较高的强度。
如果在 Ni层的基础上镀覆一层与Ni 层结合良好而且钎焊性优异的金属,就可以不用气体保护,只使用无腐蚀性或低腐蚀性的钎剂,从而既解决了抗腐蚀性问题,又简化了工艺。这方面的研究将有助于获得令人满意的铝铜接头,并推动铝铜接头在工业中的广泛应用。

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