概述
在工業領域中,鋁與銅都是良好的導電材料。由於鋁比銅的密度小(鋁的密度僅為銅的1/3),價格便宜、資源豐富,因此在很多情況下可以代替銅使用,這樣不僅能降低成本、減輕產品質量,還能合理利用資源。但鋁的電阻率比銅大60%,因此鋁的導電性比銅差,且其強度較低,因此以鋁代銅又有一定的缺點。為了充分利用銅與鋁各自的優異性能,通常需要將銅與鋁連線在一起,製成銅與鋁的複合結構,以便在海洋、石油、化工、電子等領域得到廣泛的套用。在實際生產中廣泛採用釺焊、擴散焊、壓力焊等實現它們的連線。
常用方法
1、傳統上常用掛錫和熔錫的方法焊接銅鋁,這種方法成型不好,沒有很好的強度,由於錫的熔點低又不能焊接在高溫工作下的工件,所以此種工藝只適合低溫條件下的小工件上使用(只適用於多股銅線和小規格鋁漆包線的焊接),很難套用到其它產品的生產中。
2、用熔化焊、摩擦焊、冷壓焊、爆炸焊、電子束焊、超音波焊等焊接方法焊接銅鋁,焊接出來的接頭脆性大,易產生裂紋且焊縫易產生氣孔,焊接起來的工件難免出現斷裂,出現斷裂後就可能使導電體斷路、使管道泄露,所以往往達不到實際生產中要求的效果。
3、用釺焊(通常用火焰釺焊、爐中釺焊和高頻釺焊等)把銅和鋁焊接在一起,通過釺焊工藝把釺料作為中間介質把銅和鋁焊接在一起(實際上是發生冶金反應,釺料通過毛細作用滲入銅材和鋁材分子結構中),焊接後接頭成型較好,抗拉抗剪性能及導電性耐腐蝕性好,是目前常用的銅鋁焊接方法,市場上能用於銅鋁焊接的釺料有 上海嵩峰機電設備 有限公司的銅鋁焊絲、銅鋁焊膏等。
銅鋁釺焊方法
焊接前徹底清除母材上的油污、污垢、絕緣層等;焊接時先加溫母材,先加熱厚件,後加熱薄件;先加熱銅件,後加熱鋁件;來回移動焊槍均勻加熱焊接部位,焊件溫度達到450-500°C時,將焊絲加入焊接部位,讓焊絲均勻熔化流入焊縫中(不可用火焰直接對準焊絲加熱、焊絲主要靠母材的溫度溶化)。再用火焰微微掃一下焊接部位,保證焊接部位釺料鋪展定位,移開焊槍並讓其自然冷卻,即可完成焊接。
銅鋁焊接方法一的運用
焊接材料:WE-ALCU-Q303
使用工具及氣體:第三代WE53專用液化氣多孔噴槍
焊接原理:自帶釺粉為有機無腐蝕性釺劑,釺粉隨金屬包層熔融會速度破除金屬表面氧化膜和金屬表面張力,並能防止重新氧化,經過釺粉浸潤金屬表面,使得釺料能通過毛細作用而形成釺焊焊縫。
焊接方法:
1)清潔被焊金屬焊接部油污,污垢,絕緣層,讓其露出金屬光澤。
2)工裝好所需焊接件,一般推薦所需焊部位間隙為0.05-0.1mm,用氣焊槍(氧乙炔熱源),最好是用第三代WE53專用多孔噴槍,單獨燒液化氣的那種,這樣會噴出較寬的火焰帶,火焰比較柔和,從而能對部件進行更加均勻的加熱)均勻加熱被焊母材,待母材溫度均勻上升到300度左右時,主要熱源集中加熱預先設計好的焊接處,同時掃射加熱被焊母材。加熱順序是先厚件後薄件,先銅件後鋁件。
3)待焊接處焊接溫度達到400度左右時,以一定的焊接角度填充焊接焊縫處(角度以熔融焊絲充分熔敷於焊接部為宜),母材的溫度一定要達到400度。待焊接部位的釺料在焊接處形成均勻焊縫時,移開焊槍,自然冷卻,整個焊接過程完成,此過程中不儘量不要燒ALCU-Q303,因為這個不同於傳統的焊絲,這個的原理是靠母材的熱傳導熔融ALCU-Q303成型的,可以用火焰的末端稍微燎一下焊絲助熔,但是千萬不要用火直接燒焊絲。
銅鋁焊接方法二的運用
焊接材料:M51+M51-F,低溫銅鋁焊接。
使用工具及氣體:電烙鐵,熱風槍,第三代WE53專用液化氣多孔噴槍,回流爐,隧道爐
焊接原理:完全靠母材的熱傳導熔融焊絲成型。
焊接方法:
1)清潔母材表面,並且在焊接處塗抹少量M51-F焊劑。(M51-F焊劑起到破除表面氧化膜,清潔表面,增強熔融焊絲的流動性)
2)用中型火焰預熱樣件直到焊劑呈淡黃,當微沸狀時,表明溫度已經達到工作溫度179度左右(焊劑有指示溫度和防氧化,增強薄層流動性),在加熱母材的時候千萬不要用火去燒焊劑,因為焊劑在火焰的燒灼下會發黑失去破除鋁金屬表面的張力的作用,所以千萬要注意溫度不要燒得特別高,當發現焊接有些發乾或者發黑的時候可以用M51的焊絲沾一些M51-F重新塗在焊接處起到焊接輔助的作用。
3)焊敷萬能51合金,融化焊絲在M51-F的作用下呈現流動性,在被焊處造成局部溫度差以後,熔融M51金屬會朝著溫度高處流動,所以可以根據此特性造成溫度差來達到單面焊雙面成型的漂亮焊縫,該金屬流過連線處,形成光滑整齊的連線。
使用介紹
適合大面積的銅鋁排、箔和大直徑的銅鋁管的焊接,焊接前徹底清除母材的油污、污垢、絕緣層等,可用毛刷等在焊接部位均勻地塗上銅鋁焊膏,合上銅鋁母材,保持焊件的平整,套用適當的夾具固定,用火焰先加熱厚件,後加熱薄件;先加熱銅件,後加熱鋁件,保證焊件均勻加熱。加熱時從焊縫處可看到釺焊膏先由膏狀變成白色固體,繼續加熱,當固體變成液態時,釺劑膏達到活性溫度,及時添加釺焊絲到焊縫中,當焊縫中流滿釺料時,再用火焰微微掃一下焊接部位,使留的釺劑能從焊縫中排出,避免夾渣。移開焊槍,待工件自然冷卻,即可完成焊接。
存在問題
銅與鋁的焊接主要存在以下問題:
(1)鋁、銅易被氧化。
(2)鋁-銅接頭脆性大,易產生裂紋。
(3)對氣孔十分敏感。
銅與鋁的焊接可以採用壓焊、熔焊和釺焊,目前主要是用壓焊。熔焊的主要困難是鋁和銅的熔點相差很大。
熔焊時,應以鋁為主組成焊縫,銅的含量應控制在12%-13%以下,否則在晶界上形成固溶體和CuAl2的脆性共晶體,使接頭的強度和塑性降低。焊接時,電弧中心要偏向銅板一側。線能量比焊同種鋁時為大,但比焊同種銅時為小。
用釺焊-熔焊能獲得良好接頭。焊前在銅的待焊面上用釺料(如銀50%,銅15.5%,鋅16.5%,鎘15%)釺焊一層約1mm厚的金屬層,然後與鋁合金進行氬弧焊,用加矽10%的鋁焊絲。
行業範圍
1、製冷行業銅鋁管的套接,中央空調銅與鍍鋅管,不鏽鋼管,鋁管的異種焊接。
2、變電行業的銅鋁端子,銅鋁引線,銅鋁導電排的焊接。
3、電子電器工業的散熱器管,電機,母線的焊接。
4、另用於生產生活中水龍頭、耦合連線器、配套的螺母等等。