銅鋁異種金屬焊接研究現狀及展望

供稿|劉蘭勝，王龍鳳 / LIU Lan-sheng ,WANG Long-feng

內容導讀 介紹了銅鋁異種金屬固相連接技術，比如攪拌摩擦焊、電磁脈沖焊等方法在銅鋁焊接中的應用和相關研究成果，此外國內外研究學者將釬焊技術應用到銅鋁異種金屬焊接也獲得了豐碩的成果。最后，重點敘述了激光焊在銅鋁焊接中的發(fā)展現狀和未來趨勢，并對復合激光和環(huán)形光斑新型焊接技術進行了展望。

銅鋁金屬材料因具有良好的導電、導熱及延展性，且有優(yōu)良的物理化學和加工性能；而廣泛應用于電氣、機械制造、汽車、新能源等領域[1]。能否實現銅鋁異種材料的有效連接[2]，直接決定了銅鋁金屬的應用范圍。大量研究證明，傳統(tǒng)的熔焊無法實現銅鋁異種金屬之間良好連接[3]，這是因為銅鋁金屬熔點、導熱率、線膨脹系數等物理性能差異較大，這兩種金屬在凝固過程中會產生大量金屬間化合物，金屬間化合物屬于硬脆相，其不但會降低焊縫強度還會增加金屬電阻值。前蘇聯學者里亞博夫[4]曾對銅鋁異種金屬材料開展了一系列熔焊研究。通過在銅一側開一定角度的坡口，采用埋弧焊和非熔化極惰性氣體保護焊（TIG）對銅鋁進行焊接，獲得的接頭綜合力學性能較差；若通過預先在銅表面鍍復合金屬（Ag、Zn、Sn、Ni）的方法，獲得的焊接接頭力學性能有較大提升，基本能夠滿足設計需求。如鍍鋅時，當鍍層厚度為60 μm 時，銅側開75°坡口，獲得了比較理想的焊接接頭，分析原因為鍍層減小了金屬間化合物的生成，降低了金屬間夾層厚度，從而提高了焊縫的力學性能。……