[发明专利]一种铜端子与铝导线的接头及其电阻焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于线束领域，具体涉及一种线束中铜端子和铝导线连接的接头及其电阻焊接的方法。

背景技术

线束领域中，目前90％的线束都在使用铜导线，因为铜导线具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和机械强度。然而，随着铜的价格升高，人们开始寻找铜的替代品来降低成本。铝价格相对较低，且同样具有优良的导电性、导热和塑性加工性，并且，在导通相同电流的情况下，铝导线的重量约为铜导线的三分之一，因此，在传统汽车降重减排，以及新能源车要求降低车辆重量的前提下，以铝代铜是线束领域发展的主要趋势。

由于铝的材质硬度低，且易受到酸碱腐蚀，因此在与汽车用电装置连接的时候，还是要选用铜端子；目前铝导线的推广主要是要解决铜端子与铝导线连接的问题。而且，由于铜跟铝属于不同的元素，铜的金属惰性要大于铝，铜与铝之间的电极电位差为1.9997V，这两种金属连接通电后会发生电化学反应，导致铝导线逐渐被氧化，降低铝导线的机械强度和导电性能，减少铜端子和铝导线接头的使用寿命。

现有线束常用连接技术中，端子和导线的连接方式主要以压接为主，即导线的导芯放入端子的连接件中，使用端子压接模具将端子和导线采用机械的方式压接在一起。然而，对于铜端子和铝导线这种组合，传统的压接方法无法解决铝导线和铜端子随着时间的推移所发生的电化学反应，无法解决因而导致的铜端子和铝导线接头的力学性能和电学性能下降的问题。因而无法在工业生产中得到应用。

现有的电阻焊接技术，基本上都是建立在同种金属的焊接上，大多是钢材钣金件的焊接，而异种金属使用电阻焊技术最多的是在空调中的铜铝管的电阻焊接，例如实用新型专利CN203147094U，描述了铜铝管电阻焊接头，是将铜管缩口插入到铝管中，再通过电阻焊的方式，将铜铝焊接在一起，此方法只适用管类的焊接，并且，没有解决铜铝之间的电位腐蚀问题，当焊接接头接触空气和水的时候，就会使铝管发生腐蚀，降低焊接部位的使用寿命；发明专利CN104384698A,描述了一种多物理场辅助异种金属材料电阻焊方法，是通过在焊接区域施加磁场和超声波振动，活化金属晶粒，加强焊接效果，但是增加的磁场和超声波振动源，成本显著增加，稳定性显著降低，根本不利于推广使用，而且也没有解决铜铝之间的电位腐蚀问题。

综上，现有技术中，没有一种焊接方式能够制备出满足线束使用的多种形状的铜端子和铝导线接头的力学性能要求与电学性能要求。因此，一种低成本的，能够制备出满足线束使用要求的铜端子和铝导线接头的方法急待推出。

发明内容

本发明目的在于提供一种铜端子与铝导线的接头及其电阻焊接的方法。

本发明目的还在于提供一种减少铜端子和铝导线间电极电位差的接头及其电阻焊接方法，该结构和焊接方法有利于减少或避免铜端子与铝导线的接头的电化学腐蚀，显著提高接头的使用寿命。

本发明目的还在于提供一种能有效提升铜端子与铝导线接头的力学性能的结构及其焊接方法，相比于现有技术，可以使铜端子和铝导线接头在盐雾实验后的拉拔力提升至少20％。

本发明的目的还在于提供一种能有效降低成本的铜端子与铝导线的接头和焊接方法，其可以使成本降低20％。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

本发明提供了一种铜端子和铝导线的接头，所述的铜端子含有连接件，以及与连接件相连的功能件，所述的铝导线的导芯跟铜端子的连接件相连，其特征在于，所述的铝导线的导芯与铜端子的连接件通过间隔金属层连接。

本发明中，所述的铜端子可以为扁平端子、开口端子、圆筒端子，或者是实心铜导线的一端。所述的铜端子包含有连接件，以及与连接件相连的功能件，其中，所述的连接件为铜端子与铝导线连接的部件；扁平铜端子的连接件为扁平状，开口端子的连接件为翼状，圆筒端子的连接件为圆筒状；其中，所述的功能件为铜端子与用电装置相连接的固定区域，是线缆末端安装固定，以及实现铜端子和用电装置电气连接的主要区域。实心铜导线的连接件和功能件结构上无区别，只是连接件与铝导线相连，功能件部分与用电装置或其他端子相连接。

本发明中，所述的铝导线可以为实心铝导线或者是多芯铝导线。

本发明中，所述铝导线的导芯材质为铝或者铝合金，所述的铜端子的材质为铜或者铜合金。

本发明中，所述的铜端子和铝导线的接头具有焊接区域，所述的焊接区域面积至少为所述的铝导线与铜端子相重叠区域面积的1％；优选地，所述的铝导线与铜端子的焊接区域面积至少为所述的铝导线与铜端子相重叠区域面积的10％。