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材料学院
导电紫铜的不预热激光焊技术
来源: 日期:2014年12月31日 16:28 点击数:

项目名称:导电紫铜的不预热激光焊技术

负责人:张林杰

联系电话:13109271105

E-mail:zhanglinjie@mail.xjtu.edu.cn

所在学院:材料学院

项目介绍:

【技术简介】

导电紫铜的不预热激光焊技术将电弧热源和高能量密度激光热源两者的优势相结合,通过激光功率调制对熔池表面的热/力耦合行为进行有效调控,从而在不预热的条件下实现1-10mm厚度导电紫铜的单道全穿透焊接。该方法生产效率高、能耗低、接头导电性能好。

【技术特点】

紫铜的热导率高(比钢大7~11倍),线膨胀系数大(比钢大50%左右),导致紫铜焊接过程中热量难以集中,母材与填充金属难于熔合,易产生焊不上及未熔合的现象,易产生气孔、裂纹等缺陷。通常厚紫铜工件(板厚>3~6mm)焊前需预热到400~600℃,工作条件恶劣、效率低、晶粒粗化现象严重,接头质量受到显著影响。本方法将高能量密度激光直接照射在电弧热源形成的熔池表面,并通过功率调制对熔池表面激光入射点处的热/力耦合行为进行调控达到促进热源能量向工件更深处稳定、高效传递的目的。采用本方法焊接速度高,焊前不需要预热,焊缝和热影响区尺寸小,接头焊后残余变形小。焊接过程中不向熔池引入异质元素,接头强度高、导电性能好、成型美观。

【技术指标】

l 材质:T1紫铜,T2紫铜,T3紫铜;

l 可焊接板厚范围:1mm~10mm厚导电紫铜;

l 成型方式:单面焊双面成型

l 焊接速度:1mm厚导电紫铜焊接速度6~8m/min;4mm厚导电紫铜焊接速度1~1.4m/min;10mm厚导电紫铜焊接速度0.6~0.8m/min;

l 探伤标准:达到JB/T4730-2005要求;

l 接头强度:达到母材强度80%以上;

l 导电性能:与母材相当;

技术推广

【可应用领域和范围】

紫铜的应用遍布国民经济各个部门。2014年2月R.A. Kerr在SCIENCE上撰文指出由于电能在人类能源结构中所占比例日益增加,在今后很长一段时期内全球紫铜消耗量将呈指数增长。以汽车行以为例,生产一辆传统燃油汽车需消耗约20公斤的紫铜,而新能源汽车每辆则需要消耗约40公斤紫铜。紫铜消耗量的迅速增加促进了市场对紫铜优质、高效焊接技术的需求。

本方法应用领域包括:电动汽车导电部件、汇流排端子、紫铜铜排硬连接、紫铜铜排软连接、发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材;热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材;核废料储罐、厚壁铜质容器等化工容器。

【合作方式】

技术服务、产品销售。

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