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Cu/Al异种金属连接的研究现状

2008-03-07 11:59:58 我要评论(0) 字号:T | T
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Cu/Al异种金属连接的研究现状,异种金属接头由于具有优良的性能,因而在许多领域得到广泛的应用,也使得异种金属连接成为当今研究的热点,但铜铝焊接时脆性相的生成,使得铜铝接头的性能很难保证。概述了近年来国内外铜铝异种金属焊接技术的研究现状,针对钎焊和摩擦焊技术做

摘要:异种金属接头由于具有优良的性能,因而在许多领域得到广泛的应用,也使得异种金属连接成为当今研究的热点,但铜铝焊接时脆性相的生成,使得铜铝接头的性能很难保证。概述了近年来国内外铜铝异种金属焊接技术的研究现状,针对钎焊和摩擦焊技术做了重点介绍,分析了当前铜铝连接存在的主要困难,对于推动Cu/Al异种金属接头的研究及应用具有重要意义。

O  前  言

    现代机器制造业最迫切的问题之一,是在提高结构和设备工作技术性能和可靠性的同时,降低金属消耗量。由于铝合金具有密度低、强度高、耐腐蚀、热导和电导率高以及加工性能好等优良品质而发展迅速,已广泛应用于国民经济各领域及国防建设中,用量仅次于钢铁材料,成为第二大金属材料。铜及其合金具有优良的导电、电热性能、耐腐蚀和良好的加工成形性能,也获得了广泛的应用。但铜为稀缺金属,属于战略资源,国内每年需要进口大量铜材〔4〕。通常零部件仅有一部分结构经受特定的负荷、温度和介质的作用,因此将铜、铝及其合金连接形成复合结构,不但能减轻构件的重量、节约材料,而且能发挥各自的性能优势。

    近年来,国内外研究者从工艺参数制定、焊后结合界面组织、接头使用性能评定等方面对铜铝焊接做了大量研究,各种先进的连接方法得以采用;对于铜铝焊接接头的推广应用,以及铜铝异种金属连接理论的研究具有重要的意义。

1  研究现状

1.1  铜铝钎焊

    近年来随着钎焊技术发展,异种材料钎焊特别是铜与铝及铝合金钎焊成为研究的热点。

1.1.1  有钎剂钎焊

    孙德超等人分析了铜铝直接钎焊的可行性,从钎料、钎剂和钎焊工艺参数等方面对铜铝直接钎焊进行了研究。研究结果表明:在选择合适的钎料与钎剂后,通过降低钎焊温度,减少钎焊时间,调整钎缝间隙及基体表面粗糙度,进行焊后处理,可以获得具有一定强度的铜铝钎焊接头:Zn-40Sn-2Cu及Zn-55Sn-2.5Si-2.5Ag钎料与Al反应钎剂匹配可取得钎焊铜铝较理想的结果。

  南京航空航天大学薛松柏采用火焰钎焊技术,实现了铜铝管的中温钎焊连接;采用改良的无腐蚀钎剂和中温钎料很大程度上减少了金属化合物的生成。苏文英等人对铜铝火焰钎焊材料进行了研究。但由于火焰钎焊使用钎剂,需焊后清理,且火焰钎焊操作技术很难掌握,因此难以保证接头质量。

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