[发明专利]一种铜及铜合金的焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，特别是涉及一种铜及铜合金的焊接的方法。应用于铜与铜之间、铜合金与铜合金之间、铜与铜合金之间的焊接。

背景技术

铜及铜合金具有优异的导电性能和导热性能，可进行软钎焊和其他焊接，但由于铜及铜合金的高熔点和极易氧化性能，致使铜及铜合金的焊接存在以下技术难点：

(1)高熔点和高导热性，使铜和铜合金焊接温度很高，采用常规焊接工艺参数时，铜材很难熔化，不能很好地熔合；

(2)焊接接头的热裂倾向大，焊接时，熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物，使铜及铜合金具有明显的热脆性，产生热裂纹；

(3)铜及铜合金焊接易产生气孔的缺陷，且比碳钢严重得多，主要是氢气孔；

(4)焊接接头性能的变化，晶粒粗化，塑性下降，耐蚀性下降等。

目前铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法，但这些焊接方法的焊接温度均需要达到铜及铜合金的熔点温度，在高温情况下，铜会软化，影响铜及铜合金的机械性能和力学性能。

发明内容

本发明专利目的在于提供一种铜及铜合金的焊接方法，可以实现铜及铜合金在中低温情况下实现焊接，应用于铜与铜之间、铜合金与铜合金之间、铜与铜合金之间的焊接。不仅降低了铜及铜合金的焊接温度，而且能保证基体材料性能。

本发明专利所述的焊接方法是将金属件(1)和金属件(3)焊接在一起的方法，金属件(1)为铜及铜合金材料制成的薄片或薄带，采用室温固相轧制复合方式，在金属件(1)表面上复合一层银铜合金层(2)，金属件(1)和银铜合金层(2)复合成一个零件，再将金属件(1)上复合有银铜合金层(2)的一面与要焊接的金属件(3)连接，通过加热，当温度达到银铜合金层(2)的熔点后，银铜合金层(2)便熔化与接触的金属件(3)粘合而完成金属件(1)和金属件(3)之间的焊接。金属件(3)可以是铜、铜合金或其他金属材料制备而成。

本发明所述的银铜合金层(2)采用银铜合金焊料中添加Zn、Sn、In、Ni等元素，降低银铜合金层(2)的熔化温度，增强其焊接强度。该合金层厚度在0.01～0.5mm，在金属件(1)表面复合了一层均匀、致密的银铜合金层(2)。银铜合金层(2)与金属件(1)的厚度比为1∶(2～10)，总厚度为0.3～3mm。

本发明专利与现有铜及铜合金焊接技术相比，本发明专利在焊接前在金属件(1)上通过室温固相轧制复合了一层均匀、致密的银铜合金层(2)，使焊接件间实现紧密结合，不出现漏焊、焊接面不平整等缺陷，并且降低了铜及铜合金焊接温度200～500℃，使其基体材料仍保持较高的物理性能和机械性能。

附图说明

图1在铜及铜合金表面复合一层银铜合金层示意图，

图2一种铜及铜合金的焊接方法示意图。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明。应该正确理解的是：本发明的实施例中的方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。

实施例1：将含20％Cu、15％Zn、余量为Ag的银铜锌带材，层叠在纯铜带材表面，在室温下轧制的加工方法，使两种带材压合为牢固的整体，使之成为银铜铟(2)与铜合金层(1)复合的带材，再经过一系列的扩散热处理，轧制加工在纯铜带材表面复合了一层AgCuZn合金层，复合比列为1∶3，总厚度1.5mm用于纯铜与黄铜间的焊接。

实施例2：将含20％Cu、2％Sn、余量为Ag的银铜锡带材，层叠在锡青铜带材表面，在室温下轧制的加工方法，使两种带材压合为牢固的整体，使之成为银合金层(2)与铜合金层(1)复合的带材，再经过一系列的扩散热处理，轧制加工在锡青铜带材表面复合了一层AgCuSn合金层，复合比列为1∶10，总厚度0.8mm，用于纯铜与锡青铜间的焊接。

实施例3：将含24％Cu、15％In、余量为Ag的银铜铟带材，层叠在锌白铜带材表面，在室温下轧制的加工方法，使两种带材压合为牢固的整体，使之成为银合金层(2)与铜合金层(1)复合的带材，再经过一系列的扩散热处理，轧制加工在纯铜片材上复合了一层AgCuIn复合焊料，复合比列为1∶8，总厚度2.5mm，用于锡青铜与锌白铜间的焊接。

实施例4：将含28％Cu、0.75％Ni、余量为Ag的银铜镍带材，层叠在纯铜带材表面，在室温下轧制的加工方法，使两种带材压合为牢固的整体，使之成为银合金层(2)与铜合金层(1)复合的带材，再经过一系列的扩散热处理，轧制加工在纯铜片材上复合了一层AgCuNi复合焊料，复合比列为1∶4，总厚度0.4mm用于纯铜与铜合金间的焊接。