銅鋁等金屬材料,因其良好的導電性、導熱性和耐腐蝕性等優(yōu)點,在電力電子、儀器儀表、航空航天、國防工業(yè)和新能源等領域得到廣泛應用。
但在實際使用中,常常會遇到銅與鋁及其合金的異種金屬連接問題,由于銅與鋁的導電率、導熱率和熔點差異較大,連接過程中易產(chǎn)生金屬間化合物和熱力等問題。
針對此問題,國內(nèi)外的研究機構相繼開展了相關的技術研究,將激光焊、釬焊、爆炸焊和攪拌摩擦焊等方法用于銅與鋁異種金屬的連接,相繼也研發(fā)出了利用超聲波焊接來完成銅與鋁之間的金屬焊接。
超聲波焊接技術是指在壓力作用下,工具模頭通過高頻震動,將能量傳遞到工件之間,使得工件界面產(chǎn)生高頻摩擦,從而破壞工件表面的氧化層并產(chǎn)生塑性變形,使工件界面產(chǎn)生純凈金屬貼合、原子擴散的化學反應,最終使工件可靠的焊接在一起。
超聲波焊接作為固相連接技術,具有低溫、低壓、低能耗等優(yōu)點。
近年來,伴隨大功率超聲波金屬焊接設備的開發(fā)使用,銅與鋁超聲波金屬焊接工藝成為行業(yè)熱點。
銅與鋁超聲波焊接包括:銅片+鋁片、銅線+鋁片、銅片+鋁線。材料厚度不能太厚,通常是2.0銅和1.5鋁焊接。
銅與鋁焊接難點:
1.銅與鋁的焊接屬于異種金屬(有色)焊接,這要比銅+銅、鋁+鋁焊接難度要大。
2.銅與鋁都容易被氧化,在焊接過程中生產(chǎn)高熔點的氧化物,使焊接金屬難以完全熔合,給焊接帶來困難。
3.銅與鋁焊接接頭脆性大,易產(chǎn)生裂紋,在靠近銅側的焊接處,容易形成CuAL2共晶,易產(chǎn)生晶間裂紋。.
銅與鋁焊接實際應用:
上述是應用在汽車、電子行業(yè)的汽車接線端子焊接以及馬達端子焊接,常用于線束端子焊接,銅壓端子焊接,焊接工件不能太厚(小于5mm)。