铜铝组合焊接性分析

铜与铝组合的熔焊焊接性极差（C级），但压焊焊接性很好（A级）。

1.熔焊焊接性

铜与铝金属元素的性质可见表4-1，它们在物理、化学性能等方面存在较大差异，特别是熔点相差424℃，线胀系数相差40%以上，热导率也相差70%以上。它们与氧的亲和力都很大，特别是铝，无论固态或液态都极易氧化，所形成的致密结实的Al₂O₃膜熔点高达2050℃；而铜与氧以及Pb、Bi、S等杂质很容易形成多种低熔共晶物。另外从图4-1所示的铜与铝二元合金相图可知，铜与铝液态时相互无限互溶，固态时有限互溶，能形成多种以金属间化合物为基的固溶体相，其中包括有Al₂Cu₃、AlCu和Al₂Cu等。

图4-1 铜与铝二元合金相图(www.xing528.com)

只有当铜-铝合金中铜的质量分数[w（Cu）]在12%～13%以下时，才具有最佳综合性能。所以熔焊时首先考虑铜与铝在熔点等物理性能上的差异，以此选择焊接方法和焊接工艺，采取防止氧化的保护措施，并设法控制焊缝金属铜-铝合金中铜的含量在上述最佳范围之内，或者采用铝基合金，并尽量缩短铜与液态铝相接触的时间，以防止形成金属间化合物，影响接头的强度和塑性。

2.压焊焊接性

铜与铝都具有很好的塑性，铜的压缩率达80%～90%，铝的也有60%～80%，因此采用压焊方法可以得到质量优异的铜-铝焊接接头。与熔焊方法的焊接工艺复杂、焊接质量不太理想相比，压焊是目前铜与铝的异种有色金属焊接的主要焊接方法。采用压焊制成的铜-铝过渡接头还可以避开铜与铝熔焊时的难点，而将异种金属的焊接转变成了铜与铜、铝与铝之间的同种金属焊接。