【摘 要】
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本文分析了铜/铝异种金属材料焊接研究现状,针对铜资源日趋紧张的问题,以及铝的导电、导热性能仅次于铜,且其密度低、资源丰富,提出采用超薄铜/铝异种金属代替原来单一铜结构材料在信息家电产品中的应用。然而铜、铝间存在较大的物理、化学性质的差异,且超薄金属的焊接对工艺要求很高,给铜、铝异种金属焊接带来挑战。因此本课题开展了超薄铜、铝异种金属激光搭接焊焊接的工艺试验研究,研究了铝上铜下,铜上铝下两种搭接方式
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本文分析了铜/铝异种金属材料焊接研究现状,针对铜资源日趋紧张的问题,以及铝的导电、导热性能仅次于铜,且其密度低、资源丰富,提出采用超薄铜/铝异种金属代替原来单一铜结构材料在信息家电产品中的应用。然而铜、铝间存在较大的物理、化学性质的差异,且超薄金属的焊接对工艺要求很高,给铜、铝异种金属焊接带来挑战。因此本课题开展了超薄铜、铝异种金属激光搭接焊焊接的工艺试验研究,研究了铝上铜下,铜上铝下两种搭接方式下,不同扫描路径、添加中间层镍层对焊接工艺窗口,接头焊缝成形、力学电学性能的影响,力求找到一种较好的超薄铜铝异种金属焊接工艺。研究成果如下:（1）铜/铝异种金属激光焊接的单因素试验得到其焊接工艺窗口,正交试验后得到焊接因素对焊件表面焊缝成形的影响程度:焊接功率>焊接离焦量>焊接速度,且正离焦有利于超薄件的焊接。（2）添加镍箔后的复合接头抗拉伸强度变大,材料表面杂质和氧化层对接头表面焊缝穿孔的影响率极低,验证了0.1mm铜/铝激光焊接的最大间隙裕度为0.05mm。（3）针对表面焊缝缺陷,根据激光器工作机理得到焊件的焊接模式,采用SEM、EDS、XRD对焊缝过渡区域进行微观组织观察与成分分析,研究了焊缝成形机理,说明了镍元素可有效抑制铝的扩散,减少脆性金属间化合物的生成。（4）接头拉伸试验、导电性试验及接头断裂部位与断裂形式的分析表明,焊接工艺影响剪切力大小,接头化合物影响接头导电性能,接头均在铝侧形成韧性断裂。
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