專利名稱：一種鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法
技術領域：
本發明涉及一種爆炸焊接復合材料的焊接領域技術，特別涉及到一種鋁-銅復合 板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法。
背景技術：
鋁和銅都是電的良導體和制造導電體的材料，銅儲量少，產量少，加工較難和價格 較高，而鋁則相反，因而在電力工業中在許多情況下需要以鋁代銅。以鋁代銅是發展電力 工業的一項重要的技術措施，在許多時候銅和鋁的過渡連接是推廣鋁導線、節約銅材的重 要課題。鋁和銅之間采用機械法連接是不可靠的，需要采用焊接的方法，以減小它們之間 的電阻和電能的消耗，但鋁和銅的熔點相差較大，高溫下鋁強烈氧化，另外，它們能夠形成 AlCu2, Al2Cu3和AlCu等金屬間化合物，因此鋁和銅之間采用熔化焊比較困難。而鋁和銅的 壓力焊、電阻對焊、摩擦焊和擴散焊等的成本又較高，難于在大規模生產中推廣。比較起來， 采用爆炸焊的方法制造鋁-銅復合板可以實現鋁和銅的冶金結合，生產成本較低，適合于 大規模生產鋁-銅復合板，常用這種鋁-銅復合板來加工成過渡接頭，其中一種鋁-銅復合 板過渡接頭規格尺寸見附圖1，這種鋁-銅復合板過渡接頭的鋁端和鋁導體、銅端和銅導體 分別用熔化焊法焊接，于是鋁和銅的導電體就強固地連接起來了，這種鋁-銅復合板過渡 接頭的妙用就是變異種金屬的焊接為同種金屬的焊接。目前鋁-銅復合板過渡接頭在鋁材 表面處理和大型電鍍生產設備中有廣泛的應用，市場應用前景廣闊，具有較高的推廣價值。采用爆炸焊的方法制作鋁-銅復合板過渡接頭時，由于銅較軟，在爆炸焊接過程 中會在銅表面產生一些凹坑缺陷，修復這些缺陷的最經濟實用的辦法是進行焊接修補，但 對于鋁-銅復合板過渡接頭銅表面缺陷的焊接，一方面由于銅的導熱系數大，焊接時熱量 會迅速從加熱區傳導出去，焊接區很難達到熔化溫度，必須采用大功率，能量集中的焊接方 法，此外，銅熔化后表面張力小，流動性大，表面成形能力差，因此焊接比較困難；另一方面， 采用通常的焊接方法，焊接熱量會對鋁-銅復合板過渡接頭中鋁和銅的界面結合強度產生 不利影響，甚至會引起鋁和銅的界面產生局部剝離現象，從而會大大降低鋁-銅復合板過 渡接頭的結合強度和電導率。因此，對于鋁-銅復合板過渡接頭銅表面的焊接，必須既要采 用大功率的焊接方法，同時又要盡量減小焊接時導入的熱量對鋁-銅復合板界面結合強度 的影響。對于鋁-銅復合板過渡接頭銅表面凹坑缺陷的焊接工藝方法，目前找不到任何相 關的文獻資料，也沒有檢索到相關專利。對于鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面在爆炸焊接過程中會在銅表面產生凹坑缺 陷的情況，目前有的復合板廠家的做法是加大銅的厚度，在爆炸焊接后銑掉多余厚度的銅， 以消除銅表面的凹坑缺陷。這種生產方法既增加了生產成本，又大大降低了生產效率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的 焊接修補方法，從而能夠減少鋁-銅復合板過渡接頭銅表面缺陷，降低生產成本，減少勞動 強度。為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案
本發明的一種鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法，包括如下工藝
(1)焊前在待焊部位進行預熱，預熱溫度為200°c士20°C，用以減緩焊接區的熱量散
失；
(2)首先采用惰性氣體保護焊的方法進行銅表面凹坑缺陷進行填充焊接，惰性氣體為 氬和氦混合氣；采用氬和氦混合氣既可增加熔深，提高熱效率，與純氦氣相比，又可降低成 本；
(3)在鋁-銅復合板過渡接頭銅表面凹坑缺陷的焊接過程中，在鋁-銅復合板過渡接頭 的鋁表面引入自來水冷卻，用以降低導入鋁-銅復合板過渡接頭結合區界面的熱量。本發明的焊接方法，所述的氬氣與氦的混合氣其體積混合比例為氬為70%，氦為 30%。本發明的焊接方法，在鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面凹坑缺陷焊接時，在鋁-銅 復合板過渡接頭的鋁表面引入冷卻水進行冷卻，控制焊接部位表面溫度不高于300°c ；這 樣可以降低導入鋁-銅復合板過渡接頭結合區界面的熱量，當焊接部位表面溫度不高于 300°C時即可關閉冷卻水。本發明的工藝方法，鋁-銅復合板過渡接頭銅表面凹坑深度一般不大于4mm。這些技術方案也可以互相組合或者結合，從而達到更好的技術效果。通過采用上述技術方案，本發明具有以下的有益效果本專利的焊接方法簡單、 實用，不僅改善了勞動環境，降低了工人勞動強度，降低了生產成本，而且保證了焊接后的 鋁-銅復合板過渡接頭不會產生局部剝離現象，并且可確保經焊接后的鋁-銅復合板過渡 接頭的界面結合強度滿足相關技術指標要求，解決了在銅表面焊接后的鋁-銅復合板過渡 接頭的界面結合強度降低甚至局部界面剝離的難題；本發明的工藝方法，采用惰性氣體保 護焊的方法進行焊接，惰性氣體采用氬氣與氦的混合氣，既提高了電弧的熱效應，又可降低 鋁-銅復合板過渡接頭銅表面焊接時的預熱溫度，從而降低了工人的勞動強度，與純氦氣 相比，又在一定程度上降低了生產成本。
圖1是鋁-銅復合板過渡接頭的一種示意圖。圖2是圖1的側視示意圖。圖中，1為銅板，2為鋁板。
具體實施例方式實施例1
如圖1和圖2所示，一種鋁-銅復合板過渡接頭由銅板和鋁板爆炸焊接制備，銅板和鋁 板的厚度分別為15mm和12mm，在鋁-銅過復合板過渡接頭的銅表面的凹坑深度為4. Omm,首先清理鋁-銅過復合板渡接頭銅表面凹坑待焊接區域的雜質，將待焊接區域始焊位置 預熱到185°C時始焊接，填充焊絲采用與母材(銅)同材質的紫銅焊絲HSCu，焊絲直徑為 1. 0mm，焊接時在鋁-銅復合板過渡接頭的鋁表面引入自來水進行冷卻，當鋁-銅復合板過 渡接頭銅表面焊接區域的溫度達到296°C時關閉自來水。對焊接區域進行外觀檢查和滲透 檢測，無缺陷后切取拉脫試樣對鋁-銅復合板過渡接頭的界面結合強度進行檢測，拉脫強 度值分別為121Mpa、118Mpa、125Mpa,滿足相關技術指標要求。
對比例
一種鋁-銅復合板過渡接頭由銅板和鋁板爆炸焊接制備，首先清理鋁-銅過復合板 渡接頭銅表面凹坑待焊接區域的雜質，銅板和鋁板的厚度分別為15mm和12mm，在鋁-銅 復合板過渡接頭的銅表面的凹坑深度為3. 5mm，填充焊絲采用與母材(銅)同材質的紫銅焊 絲HSCu，焊絲直徑為1. 0mm，然后對凹坑缺陷進行填充焊接，對焊接區域進行外觀檢查和滲 透檢測，無缺陷后切取拉脫試樣對鋁-銅復合板過渡接頭的界面結合強度進行檢測，發現 鋁-銅復合板過渡接頭中鋁和銅的結合界面有熔化現象，焊接區正下方的鋁-銅復合板過 渡接頭中鋁和銅的結合界面有脫層現象，拉脫強度值分別為50Mpa、62Mpa、59Mpa，不能滿足 相關技術指標要求。
權利要求
1.一種鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法，其特征是包括如下工藝(1)焊前在待焊部位進行預熱，預熱溫度為200°c士20°C ；(2)首先采用惰性氣體保護焊的方法進行銅表面凹坑缺陷進行填充焊接，惰性氣體為 氬和氦混合氣；(3)在鋁-銅復合板過渡接頭銅表面凹坑缺陷的焊接過程中，在鋁-銅復合板過渡接頭 的鋁表面引入冷卻水。
2.根據權利要求1所述鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法，其特征 是氬氣與氦氣的混合氣其體積混合比例為氬為70%，氦為30%。
3.根據權利要求1所述鋁-銅復合板過渡接頭的銅表面缺陷的焊接修補方法，其特征 是在鋁-銅復合板過渡接頭的鋁表面引入冷卻水進行冷卻時，控制焊接部位表面溫度不 高于300 °C。
全文摘要
本發明介紹了一種鋁-銅復合板過渡接頭銅表面凹坑缺陷的焊接方法，包括焊前在待焊部位進行預熱，預熱溫度為200℃±20℃，用以減緩焊接區的熱量散失；采用惰性氣體保護焊的方法進行銅表面凹坑缺陷進行填充焊接，惰性氣體為氬和氦混合氣；焊接過程中，在鋁-銅復合板過渡接頭的鋁表面引入冷卻水，用以降低導入鋁-銅復合板過渡接頭結合區界面的熱量。本發明的焊接方法簡單、實用，不僅改善了勞動環境，降低了工人勞動強度，降低了生產成本，而且保證了焊接后的鋁-銅復合板過渡接頭不會產生局部剝離現象。
文檔編號B23K9/235GK102059430SQ20101058651
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者徐宇皓, 王小華, 鄭曉軍 申請人:洛陽雙瑞金屬復合材料有限公司