CuAl异种金属连接的研究现状

1、。肱专题综述蜉掳异种金属连接的研究现状山东大学材料液态结构及遗传性教育部重点实验室（济南市）夏春智李亚江王娟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，对于推动异种金属接头的研究及应用具有重要意义。关键词：异种金属摩擦焊钎焊金属间化合物中图分类号：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

2、、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、导热性能、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。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吲。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

3、，以及铜铝异种金属连接理论的研究具有重要的意义【。研究现状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。有钎剂钎焊收稿日期：基金项目：山东省优秀中青年基金（）；哈尔滨工业大学国家重点实验室基金（）。孙德超等人【刊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；一一及一一一钎料与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

4、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间化合物的生成。苏文英等人一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。山东大学邹增大等人叫对冰箱制冷系统铜铝管连接的研究表明：采用锌镉钎料配合溴化物钎剂，以及采用铝基钎料配合氟化物钎剂，能获得成形良好的接头。但焊缝中有脆性组织和气孔产生，合理控制能够满足产品的强度和耐蚀性要求；采用钎剂感应钎焊方法，焊缝中没有气孔，由一层极薄的脆性组织组成。锌镉钎料接头的耐蚀性符合产品要求，工艺成本低，但钎料含镉，环保性差。无钎剂钎焊使用钎剂的钎焊，焊后需要清理焊剂残渣，消耗

5、大量淡水，会不可避免地带来环境污染问题。残留钎剂的腐蚀及污染问题的存在促使人们对无钎剂钎焊技术进行了大量研究。无钎剂钎焊一般在保护气氛或真空状态下进行。真空状态有利于铝表面氧化膜的去除¨。哈尔滨工业大学的钱乙余等人对接触反应年第期中国焊接技术的及行业概览（）援痧疡专家论坛蜉掳天津大学（）陈邦固李桓天津市三英焊业有限责任公司（）张淑英上接第期中国焊接技术发展成就近年来，中国制造业焊接技术的创新和进步举世瞩目，焊接技术在国民经济建设和社会发展中起着无可替代的作用。船舶制造年中国造船的总吨位达到万吨，造船行业的产量和吨位已跃居世界造船工业的第位，造船总吨位已占世界造船总吨位的强。年中国承接

6、新船订单首次超过日本，占世界市场份额超过，年上半年又突破了，截至年月底，手持船舶订单突破亿载重吨，居世界第二。在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的一，焊接成本约占船体建造总成本的。目前大拼板工序采用多丝埋弧焊，单面焊双面成形，焊接板厚；船体的分段构架装焊采用自动半自动气体保护焊；药芯焊丝：气体保护焊已普遍采用。（）万吨超大型原油船中国第一艘万吨超大型原油船，长，宽（图）；达到了当今国际先进水平，实现了中国超大型油船建造“零”的突破。图中国第一艘万吨超大型原油船（）半冷半压式液化气船中国产最大的半冷半压液化气船（见图），总长，型宽，载重量。其中，个液态货罐用厚度的低温钢焊接而成，工作温度一

7、，总容积。钢桥制造中国焊接钢桥的建设始于世纪年代初，但大发展的鼎盛期是世纪年代。当前可谓业已进入世界先进行列，已具备条件建设各种所需要的大型或特大型焊接钢桥。焊接钢桥的发展经历了由“疑虑”到“信赖”的过程。优质桥梁用钢的开发，焊接技术的进步，是促进焊接钢桥发展的重要因素（表）。年第期 Cu/Al异种金属连接的研究现状作者：夏春智， 李亚江， 王娟， Xia Chunzhi， Li Yajiang， Wang Juan作者单位：山东大学,材料液态结构及遗传性教育部重点实验室,济南市,250061刊名：焊接 英文刊名：WELDING & JOINING年，卷(期：2008，(1引用次数：3

8、次参考文献(27条1. 里亚博夫 B P 铝及铝合金与其他金属的焊接 19902. Mai T A. Spowage A C Characterisation of dissimilar joints in laser welding of steel-kovar,copper-steel and copper-aluminium 2004(1-23. Lacaze J. Tierce S. Lafont M C Study of the microstructure resulting from brazed aluminium materialsused in heat exchanger

9、s 20054. 黄伯云 我国有色金属材料现状及发展战略期刊论文-中国有色金属学报 2004(z15. 何康生. 曹雄夫 异种金属焊接 19866. Veerkamp W E Copper-to-aluminum transitions in high direct-current bus systems 19957. 孙德超. 胡伟 Al-Cu接头钎焊研究期刊论文-焊接技术 2002(28. 薛松柏. 董健. 吕晓春. 张广生 Al/Cu管异种材料火焰钎焊连接期刊论文-焊接 2003(129. 苏文英. 阎玉芹 铝-铜火焰钎焊材料研究 1994(410. 赵越. 邹增大. 王岩 冰箱制冷系统

10、铜铝管的连接方法期刊论文-焊接 2003(911. 刘阳兴 真空铝纤焊技术及应用研究期刊论文-真空 1996(512. 董占贵. 钱乙余. 石素琴. 吴培莲 Al/Cu/Al接触反应液相行为及其连接期刊论文-焊接学报 2001(613. Koyama Ken. Shinozaki Kenji. Ikeda Kenji Evalution of brazing properites using A1-Si-Mg-Bi brazingalloy 2002(914. Xia C Z. Li Y J. Wang J Microstructure and phase constitution near

11、interface of Cu/A1 vacuumbrazing 2007(715. Yilbas Bekir S. Sahin Ahmet Z. Kahraman Nafiz Friction welding of St-A1 and A1-Cu materials 1995(3-416. 李云涛. 杜则裕. 马成勇 Interfacial energy and match of cold pressure welded Ag/Ni and Al/Cu期刊论文-中国有色金属学会会刊(英文版 2002(517. Oelschlagel D. Abe H. Yamaji K Ultrasonic

12、 soldering method for copper-aluminum pipe 1977(418. Marya M. Priem D. Marya S Microstructures at aluminumcopper magnetic pulse weld interfaces 2003(519. 朱燕萍. 朱正行 电冰箱铜铝接头的直流闪光焊 1994(520. Lee Won-Bae. Bang Kuek-Saeng. Jung Seung-Boo Effects of intermetallic compound on the electricaland mechanical properties of friction welded Cu/Al bimetallic joints during annealing 200521. Ouyang Jiahu. Yarrapareddy Eswar. Kovacevic Radovan Microstructural evolution in the friction stirwelded 6061 aluminum all