电阻焊电极用铜合金材料的研究进展(1)
铜合金复合材料的热阻性能研究
铜合金复合材料的热阻性能研究引言铜合金复合材料由于其良好的导电性和热导性能，在许多工业领域中得到了广泛的应用。
研究复合材料的热阻性能对于提高其导热性能以及优化工艺具有重要意义。
本文将探讨铜合金复合材料的热阻性能研究，包括研究方法、实验结果及对应应用。
研究方法1. 材料制备选取适合研究的铜合金作为基底材料，并通过添加不同比例的强化相，如陶瓷颗粒、纤维等，制备出不同复合比例的复合材料样品。
2. 热阻测试方法使用热阻测试仪器对铜合金复合材料进行热阻性能测试。
常用的方法包括热阻测试仪、热导率测试仪、热场显微镜等。
通过测量样品表面温度的变化以及材料的厚度、导热系数等参数，计算得到热阻值。
3. 参数优化根据实验结果，分析影响铜合金复合材料热阻性能的主要参数，并通过优化合金配方、制备工艺等方式，寻找提高热阻性能的方法。
实验结果1. 影响因素分析研究发现，复合材料的热阻性能主要受到以下因素的影响：- 强化相的导热性能：不同类型、形状、体积分数的强化相对热阻性能有不同影响；- 复合比例：合适的复合比例能够优化材料的热阻性能；- 组分均匀性：均匀分布的强化相有利于提高热阻性能。
2. 导热性能优化通过调整合金配方和工艺参数，研究者发现可以显著改善铜合金复合材料的导热性能，从而提高其热阻性能。
- 添加高导热系数的强化相：选择导热系数较高的陶瓷颗粒或纤维作为强化相，可以显著提高复合材料的热阻性能；- 优化组分比例：根据实验结果，确定最佳的组分比例，使得铜合金复合材料的热阻性能达到最优化。
应用展望1. 散热器材料铜合金复合材料在散热器材料中具有广泛的应用前景。
通过优化铜合金的导热性能和热阻性能，可以大幅度提高散热器的散热效率，满足高功率电子设备的散热需求。
2. 太阳能热吸收器材料铜合金复合材料作为太阳能热吸收器的材料，可以有效地吸收太阳能，并将其转化为热能。
优化复合材料的热阻性能可以提高太阳能热吸收器的工作效率。
3. 热传导界面材料在电子组件和工业设备中，热传导界面材料起着非常重要的作用。
电阻焊电火花电极钨铜
电阻焊电火花电极钨铜
电阻焊电火花电极钨铜是一种用于金属焊接的高端电极材料。
它由钨铜合金制成，具有优异的导电性和导热性，同时耐磨、耐腐蚀、寿命长等优点。
电阻焊电火花电极钨铜广泛应用于汽车、航空、航天、船舶、冶金等领域的金属焊接中。
在使用过程中，它能够产生高温电火花，使金属材料表面迅速熔化，从而实现焊接。
相比于传统电极材料，电阻焊电火花电极钨铜具有更好的耐磨性、导电性和导热性，能够减少焊接过程中的能量损失，提高焊接效率和质量。
同时，由于其寿命长，可以减少更换电极的频率，降低生产成本。
总之，电阻焊电火花电极钨铜是一种高性能的电极材料，具有广泛的应用前景和经济效益。
- 1 -。
提高电阻点焊电极寿命的研究进展与展望朱高东
提高电阻点焊电极寿命的研究进展与展望朱高东发布时间：2023-07-04T11:42:31.549Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：朱高东[导读] 电阻点焊是一种广泛应用于机械制造的金属连接工艺。
本文阐述了当前电阻点焊技术中影响电极寿命的因素，总结了优化电极寿命的电极材料、电极涂层、电极结构、电极/工件界面处理、焊接参数等方面的研究现状，提出了电阻点焊中两种电极冷却结构，实现电极的快速冷却，从而提高电极寿命，节约成本，提高生产效率。
湖南南方通用航空发动机有限公司湖南省株洲市 412002摘要：电阻点焊是一种广泛应用于机械制造的金属连接工艺。
本文阐述了当前电阻点焊技术中影响电极寿命的因素，总结了优化电极寿命的电极材料、电极涂层、电极结构、电极/工件界面处理、焊接参数等方面的研究现状，提出了电阻点焊中两种电极冷却结构，实现电极的快速冷却，从而提高电极寿命，节约成本，提高生产效率。
关键词：电阻点焊；电极；电极冷却电阻点焊是一种传统的压力焊接技术，是将两块或多块金属板焊接在一起的一种方法。
与机械紧固相比，电阻焊不需要打开或紧固以实现结构完整性，并减少应力集中和结构重量。
但在大批量快速生产中，电极寿命短一直是电阻点焊的关键问题之一。
由于电极与工件接触存在电阻，在焊接过程中，电极与工件的接触面会产生大量的热量。
在连续焊接条件下，热量不能及时散发，导致热量积聚，导致电极过热，磨损率高，电极变形，严重影响焊接质量。
为保证产品质量，需要经常更换和修磨电极头。
频繁更换电极或者修磨电极降低了生产效率，增加了生产成本。
本文综述了从电极材料、涂层、电极结构、电极/工件界面处理和焊接参数等方面提高电阻焊电极寿命的研究，提出了提高电极寿命的新电极设计和发展趋势。
1电极材料和涂层电极是电阻点焊中最重要的部件，电极的材料性能直接影响电极的使用寿命、焊接效率和焊接质量。
传统的铜合金电极已不能满足目前的焊接条件，纯钨电阻点焊电极已得到广泛应用。
jbt4281-1999电阻焊电极和附件用材料 概述及报告模板
jbt4281-1999电阻焊电极和附件用材料概述及报告模板1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍jbt4281-1999电阻焊电极和附件用材料的概述及报告模板，该标准针对电阻焊工艺中使用的电极和附件的材料做出了相应规定。
本文将首先概述该标准的背景和作用，接着分析电极材料和附件材料以及它们各自的特点。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
引言部分是整篇文章的开端，对文章重点进行简要介绍。
其后是jbt4281-1999标准下电阻焊电极和附件用材料的总体概述，包括该标准的简介以及相关技术规范。
接着，我们将提供一个报告模板，这个模板可以方便研究人员或企业对自己所使用的材料进行评估与测试。
第四部分将重点讨论和分析电极和附件用材料的选择标准、其他相关标准对比以及市场应用情况和发展趋势。
最后，在结论与展望部分，我们将总结研究结果并提出评价建议，探讨未来研究方向和可能的拓展领域。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于jbt4281-1999电阻焊电极和附件用材料的详细概述及对应报告模板，帮助读者了解该标准对电极和附件用材料的要求，并提供一个实用工具以便评价和测试相关材料。
此外，我们还将讨论与分析其他相关标准，探讨市场应用情况和发展趋势，并给出对现有标准改进的意见，以期促进行业发展并指导未来相关研究方向。
2. jbt4281-1999电阻焊电极和附件用材料概述2.1 标准简介jbt4281-1999标准是中国国家标准，涉及电阻焊电极和附件用材料的规范。
该标准旨在规定电阻焊工艺中使用的电极和附件所需的材料要求，以确保焊接过程的质量和安全性。
2.2 电阻焊电极材料及特点根据jbt4281-1999标准，电阻焊电极的主要材料应为铜合金、钼合金或特殊合金。
这些材料具有优异的导热性、导电性和耐高温性能，能够提供稳定而高效的焊接过程。
铜合金是最常用的电阻焊电极材料之一。
它具有良好的导热性和导电性，并且易于加工成各种形状。
此外，铜合金还具有优秀的耐腐蚀性能，可以延长电极寿命。
铜合金金属的研究报告
铜合金金属的研究报告
铜合金金属的研究报告
1. 引言
铜合金金属是一种广泛应用于工业和制造业的材料。
由于其良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，铜合金金属在电子、航空航天、汽车、化工等领域得到了广泛的应用。
本研究报告旨在探讨铜合金金属的性能、制备方法以及其在各个领域的应用情况。
2. 铜合金金属的性能
铜合金拥有优异的导电和导热性能，是良好的电子材料。
与纯铜相比，铜合金可以改善其硬度和强度，同时提高耐磨性和耐腐蚀性。
此外，铜合金金属还具有较高的可塑性和可加工性，方便进行成型和加工。
3. 铜合金金属的制备方法
目前铜合金金属的制备方法主要包括熔炼、粉末冶金和热处理等。
熔炼方法是最常见的制备方法，通过将不同的合金元素与铜熔合，得到所需的铜合金。
粉末冶金方法通过粉末混合、压制和烧结等工艺制备铜合金制品。
热处理可以通过控制合金的温度和时间等参数，改变其微观结构和性能。
4. 铜合金金属的应用领域
铜合金金属在电子行业中广泛应用，如电线、电缆、印刷电路板等。
其优异的导电性能使其成为电子元器件的理想材料。
此外，铜合金金属也常用于航空航天和汽车制造中，如发动机零件、轴承和制动系统等。
在化工领域，铜合金金属可以用于制造耐腐蚀设备和管道。
5. 结论
综上所述，铜合金金属具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，适用于电子、航空航天、汽车和化工等领域。
铜合金的制备方法主要包括熔炼、粉末冶金和热处理，可以根据不同需求进行选择。
未来的研究方向可以进一步改进铜合金的制备工艺，提高其性能和应用范围。
结构钢电阻焊新材料——铜铬锆稀土电极合金的研究
制造工程设计 ｌ
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【 文章编号】 ０ ７９ ６ （０ ８ ０ －０ ７０ １０ ．４ ７２ ０ ） ６０ ７．５
结构 钢 电阻焊 新材料 稀 土 电极合 金 的研 究
■ 孙 向明 （ 安徽省 冶金 科学研 究所 ， 合￣ ２ ０ １ ） ３ ０ １ 【 要 】研 究 了结构 钢 电阻焊铜铬锆 稀 土 电极合 金 的真 空 摘 熔铸 、热冷加工和热 处理工 艺，研 制的合金化 学成分稳 定，
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５０ ８℃。使用结 果证 明在铜铬锆 合金 中加入 稀土可 以显著地
提 高合金 的耐磨性 。
【 关键词】 土； 稀 铜铬锆 ； 电极 合金 ； 能 性
【 中图分 类号］ Ｇ ２ Ｔ ４１ 【 文献标 志码】 Ａ
精 整 一成 品 。 ２ １合 金 化学 成 分 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 引言
电阻 焊 的 主 要特 点 是 焊 缝 整 齐 、接 头 牢 靠 ， 便 于 实 现机 械 化 和 自动 化 生产 ， 因此 ， 用 非 常广 泛 。 应 目前 电 阻 焊 结 构 钢 钢 材 重 量 约 占焊 接 结 构 钢 总 量
的 ３ ％ ， 今 后 相 当长 的 时 期 内 ， 的重 要 性 不 会 ０ 在 它
合 金 的化 学 成 分 是 影 响 电导 率 、 热 率 和 力 学 导 性 能 的主 要 因素 ，从 导 电性 能 和 导热 性 能 考虑 ， 要 尽 量 减 少 合 金 元 素 的 含 量 。而 从 料 的力 学 性 能 考 虑 ， 须适 当添 加元 素 的含 量 ， 者 是 矛盾 的 。铜铬 必 两
关于铜合金研究报告
关于铜合金研究报告
铜合金是指含有铜（Cu）为主要成分的合金材料。
由于其优
良的导电性、导热性、耐腐蚀性和可塑性，铜合金广泛应用于各个领域，如电子、航空航天、汽车、建筑等。
本报告将介绍铜合金的研究进展和应用情况。
目前，铜合金的研究主要集中在材料的改性和合金化方面。
通过添加其他金属元素或非金属元素，可以改变铜合金的性能。
例如，添加锌（Zn）可以提高铜的机械强度和耐腐蚀性；添
加锡（Sn）可以提高铜的焊接性能；添加铝（Al）可以提高
铜的硬度和抗热处理性能等。
此外，还可以通过调整铜的晶格结构和相变来改变其性能。
例如，通过冷变形和热处理可以获得强韧性良好的高强度铜合金。
铜合金的应用非常广泛。
在电子领域，铜合金常用于制造导线、连接器和电子封装材料。
由于铜的导电性能优良，铜合金可以提供更低的电阻和更高的电流承载能力，从而提高电子器件的性能。
在航空航天领域，铜合金常用于制造发动机零件和航空仪器。
由于其在高温和高压环境下的优异性能，铜合金可以提供更高的安全性和可靠性。
在汽车领域，铜合金常用于制造发动机冷却器和制动系统。
由于其耐腐蚀性和热传导性能，铜合金可以提高汽车的性能和寿命。
在建筑领域，铜合金常用于制造屋顶、立面和装饰材料。
由于其抗腐蚀性和耐候性，铜合金可以提供更长的使用寿命和更好的外观效果。
总之，铜合金是一种重要的合金材料，具有广泛的应用前景。
通过对铜合金的改性和合金化，可以进一步提高其性能。
随着科技的不断进步，铜合金的研究和应用将会越来越重要。
《河北工业科技》2008年第25卷1～6期总目次分类索引
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铜合金金属的研究报告
铜合金金属的研究报告铜合金金属的研究报告一、引言铜合金是将铜作为基本元素合金化的金属材料，通过调整不同元素的配比和冶炼工艺，可以得到具备不同性能的铜合金金属。
铜合金以其良好的导电、导热、可塑性和耐腐蚀性等优良性能，在工业、建筑、电子、冶金等领域有广泛应用。
本报告对铜合金金属的研究进行了总结和分析。
二、铜合金的组成与特性铜合金的典型组成包括铜与锌、铝、锡等元素的合金，其中最常见的是黄铜（铜与锌）、铝青铜（铜与铝）、锡青铜（铜与锡）等。
铜合金具有优良的导电和导热性能，使其广泛应用于电子、电气、通信等行业；同时，铜合金还具有优异的可塑性，能够制成各种形状的材料；另外，铜合金也具有耐腐蚀性能好、机械强度高等特点。
三、铜合金的应用领域1. 电子行业：铜合金具有优异的导电性能，因此在电子行业中被广泛使用。
比如，电子元器件、导线、电缆、电机等都会用到铜合金。
2. 电气行业：铜合金的导电性能非常好，电气设备也大量使用铜合金。
例如，变压器、发电机等都是由铜合金制成的。
3. 机械设备：铜合金具有良好的耐磨性、耐蚀性和导热性能，因此在机械设备中也有广泛的应用。
比如，轴承、齿轮、模具等都常常使用铜合金制成。
4. 建筑行业：铜合金具有良好的耐腐蚀性和装饰性能，被广泛应用于建筑领域。
比如，各类铜合金门窗、装饰板等都能够很好地保护建筑材料免受外界环境的侵蚀。
5. 冶金行业：铜合金作为一种重要的冶金材料，不仅在自动化控制上具有优势，而且在防火、耐热、导电、抗腐蚀等方面也广泛应用。
例如，铜合金可用于电解加工、锻造等冶金工艺中。
四、铜合金的研究进展目前，对铜合金的研究已经具有相当的深度和广度。
在合金内部组成和结构调整方面，科学家们通过熔融和凝固等方法，成功制备了各种新型铜合金材料，并对其物理、化学、力学性能进行了研究。
在处理铜合金的工艺技术方面，研究者们通过精确的合金元素调配、特定的冶炼工艺等手段，使铜合金的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能等得到了很大的提高。
15、汽车电阻焊电极用——弥散强化铜合金材料工艺研究
散铜电极材料优势适用于汽车机器人自动焊接生产线优良的抗粘接性能抗高温软化性能好241长寿命周期3u 弥散铜电极材料四大优势散铜电极材料优势（一）抗高温软化性能好弥散铜与铬锆铜的性能比较高铝弥散强化铜（0.58wt%Al）的软化温度为930℃以上，而铬青铜的软化温度为500℃左右。
通常的焊接温度在700℃左右（电极的前端），使用过程中，铬青铜电极会容易软化及导电率下降的问题。
材料名称牌号导电率IACS%软化温度℃硬度HRB 抗拉强度Mpa 弥散铜TMAl0.677～80≥930℃80～83580～620铬锆铜QCr0.6-0.1575550℃80～84480～580散铜电极材料优势（二）优良的抗粘接性能Ø 由于弥散强化电极材料中有Al2O3陶瓷粒子存在，合金抗粘结性能好，尤其是高铝弥散铜，因此，弥散铜电极也称为不粘接电极。
Ø 使用Cu-Cr-Zr电极进行点焊时，钢板镀层中的锌容易固溶到电极材料中去，使电极与钢板粘接在一起，影响焊接质量。
散铜电极材料优势（三）长寿命周期由于弥散铜电极材料高硬度（HRB:80～85）、高导电（＞78%IACS）及抗高温软化性能（软化温度≥930℃）优，很大程度上减轻电极损耗，大幅提高弥散铜电极的使用寿命，是Cu-Cr-Zr电极寿命的4～6倍（四）适用于汽车机器人自动焊接生产线汽车机器人自动焊接生产线，为追求更高效率，焊接电流、焊接压力较普通手工焊接都要大， 传统的Cu-Cr-Zr电极基本不适用，国内外大多采用弥散铜电极。
弥散铜电极材料制备过程Ø 用内氧化法制备了Al含量为0.58wt%成分的Cu-Al2O3弥散铜合金电极材料。
Ø 材料制备工艺流程如下：Cu-Al合金熔炼 →雾化制粉→与适量的氧化剂混合→等静压→热处理→热挤压→不同方式加工（拉伸、热模锻、旋锻、Y型轧制）Ø 进行了合金粉末制备、内氧化、挤压工艺研究、挤制品后续不同的加工方法对Cu-0.58wt%Al合金材料的组织研究、不同退火温度对硬度的影响研究。
焊接电极铜材料
焊接电极材料1）A组——铜及铜合金材料按其成分和性能特点可分成四类。
①第1类型为高电导率、中等硬度的非热处理硬化合金。
这类材料只能通过冷作硬化来提高其硬度，再结晶温度较低。
常用的该类电极材料有纯铜、镉铜和银铜等。
②第2类为热处理强化合金。
通过热处理和冷却变形联合加工以获得良好的力学性能和物理性能。
其电导率略低于第1类材料，但力学性能和再结晶温度远高于第一类，是国内外应用最广泛的一种制造电极用的铜合金。
典型的有铬铜和铬锆铜等。
③第3类为热处理强化合金。
其力学性能高于第2类材料，但电导率低于上述两类，属高强度、中等电导率的电极材料。
常用的有铍钴铜和镍硅铜等。
④第4类具有专用性能的铜合金。
有些硬度很高，但其电导度不高；有的电导率高，但硬度不很高，它们之间不宜取代使用。
常用的该类电极材料有铍铜和Ag6%的银铜等。
2）B组¬——粉末烧结材料这组材料由钨、钼金属以及它们的粉末与铜粉（或银粉）以一定比例混合后，经烧结而成的。
按成分的不同，可归纳如下。
①铜和钨粉末烧结的材料如第10类和第11类，前者含钨量低于后者。
这两类电极材料有很高的硬度和软化温度，其电导率随钨含量的增加而降低。
②铜和碳化钨粉末烧结的材料为第12类，因碳化钨的硬度高于钨，故这类材料的硬度比上述两类高，另外，其电导率较低，软化温度和上述材料相同。
③纯钼或纯钨分别为第13类和第14类，后者的硬度远高于前者，两者的软化温度相同，均为1273℃。
④银和钨粉末烧结的材料为第15类，这种材料具有较好的抗氧化性能，电导率高于铜钨，和其他材料相比，其硬度和软化温度略低。
（3）电阻焊铜电极的性能在电阻焊的电极材料中，应用最广、用量最大的是铜及铜合金。
在铜中还添加了少量的合金元素以改善铜的物理性能和力学性能，特别是提高其硬度和软化温度，以满足焊接中对电极的使用要求。
电极铜合金中常用的合金元素有镉（Cd）、银（Ag）、铬（Cr）、锆（Zr）、镍（Ni）、硅（Si）、铍（Be）、钴（Co）、和铝（Al）等。
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第25卷第2期河北工业科技V ol.25,No.2 2007年3月H ebei Jour nal of Industr ial Science and T echno log y M ar.2007文章编号:1008 1534(2008)02 0116 03电阻焊电极用铜合金材料的研究进展李美霞1,杨 涛2,郭志猛1(1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;2.河北冶金建设集团有限公司第四工程分公司,河北石家庄 050000)摘 要:介绍了电阻焊电极用铜合金材料的研究进展,分析了目前各种电阻焊电极用铜合金材料的性能特点;同时,对高强度高导电电阻焊用铜合金材料的发展方向和应用前景作了展望。
关键词:电阻焊电极;铜合金;发展中图分类号:T G146.1+1 文献标识码:ADevelopment of the copper base alloy materialused for resistance w elding electrodeLI M ei x ia1,YAN G Tao2,GUO Zhi meng1(1.Colleg e o f M ater ial Science and Engineering,Beijing U niver sity of Science and T echnolog y,Beijing100083,China;2.T he Four th Eng ineer ing Branch,Hebei M etallur gy Co nstr uction Gr oup Company L imit ed,Shijiazhuang H ebei050000,China)Abstract:T he research adv ances of copper base allo ys being used for resistance welding electr ode are intr oduced and function char acter istics o f different electro de are analyzed.A nd a present situatio n rev iew and a further develo pment pr ospect of research on the hig h strength and hig h electr ical conductiv ity co pper allo ys fo r resistance welding electro de ar e made as well.Key words:resistance w elding elect rode;co pper base a llo ys;development电阻焊方法自19世纪末问世以来发展迅速,尤其是随着汽车工业等大批量生产企业的兴起,其应用日趋广泛。
电阻焊是指焊件组合后,通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
电极是电阻焊机向焊件传输焊接电流、焊接力和逸散焊接区热量的工具。
电阻焊电极的工作条件比较恶劣,因此,要求制造电极的材料满足以下要求[1]:1)有足够的高温硬度与强度,再结晶温度高;2)有高的抗氧化能力,与焊件材料形成合金的倾向小;3)在常温和高温都有合适的导电、导热性;4)具有良好的加工性能。
收稿日期:2007 03 23;修回日期:2007 07 02责任编辑:冯 民作者简介:李美霞(1978 ),女,河北邯郸人,博士研究生,主要从事弥散强化材料方面的研究。
1 电极用铜合金的发展铜的电导率在金属中仅次于银,价格远远低于银。
在铜中添加少量合金元素可以显著改善铜的物理 力学性能,尤其是硬度和软化温度有较大提高,因此,在电阻焊中广泛应用的是铜合金。
电极用铜合金中常用的合金元素有镉、银、铬、锆、镍、硅、铍、钴、铝等。
它们与铜组成的二元合金、三元合金或多元合金,具有不同的性能,能适应各种金属材料焊接的不同需要[2]。
电阻焊电极用铜合金材料的发展历史分3个阶段。
第1阶段,20世纪70年代末之前是高导电、中等硬度的非热处理硬化合金。
这类材料只能通过冷作硬化提高硬度,且再结晶温度低,适用于焊接要求不高的地方。
常用的电极材料有紫铜、镉铜、银铜。
第2阶段,从20世纪80年代初至20世纪90年代初是热处理强化合金。
通过热处理和冷变形联合加工,利用添加少量析出强化合金元素进行合金化,在不显著降低电导率的同时显著提高合金的强度和使用温度,是国内外应用最广泛的电极用铜合金。
常用的典型材料有铬铜和铬锆铜。
第3阶段,从20世纪90年代开始,要求电极材料的抗拉强度在600M Pa以上,同时具有高的电导率。
此类铜合金材料多为固溶时效强化型合金,是高强度、中等电导率的电极材料。
这类材料的铸件通过适当的热处理,可以有接近锻件的力学性能。
常用材料有铍钴铜、镍铍铜。
同时也发展了一些具有专用性能的铜合金,如合金硬度很高的铍铜要求高硬度及软化温度的钨铜、铜和碳化钨等烧结材料[3]。
近年来世界各国开始采用弥散强化、原位复合强化等特殊方法研制和开发性能更高的电极用铜合金[4]。
2 各种电极用铜合金特点目前常用的电极用铜合金主要有镉铜、铬铜、锆铜、铬锆铜、铬铝镁铜、镍硅铜、铍钴铜、铍铜[5]。
有关电阻焊的电极材料的国内外标准较多,如JB 4281-1986,H B/T5420-1989和JB/T7598-1994等,标准中对材料进行了分类,规定了化学成分、物理和力学性能要求。
但是,电极材料的选用需要兼顾它的多方面性能,即要根据被焊材料、结构及电阻焊方法综合考虑。
例如:在焊接不锈钢或其他高温合金时,由于需要施加较大的焊接力,所以在选择电极材料时应重点考虑它的高温强度和硬度及耐磨性,适当降低对电导率和热导率的要求;而在点焊铝合金类高电导率和热导率材料时,选用电极材料就应重点考虑它的电导率和热导率,适当降低对材料高温强度和硬度的要求,并减少电极与焊件的粘连等。
目前,实际生产中常用电极材料的成分及性能见表1。
表1 常用电极材料的成分及性能T ab.1 Co mpo sitio n and functio n o f co mmon used electro de mater ial材料名称化学成分的质量分数/%材料性能硬度(H V30)电导率/(M S m-1)软化温度/K适用范围纯铜Cu ET P w(Cu)99.950~9056423镉铜CuCd1w(Cd)为0.7~1.390~9543~45523锆铌CuZrNb w(Zr)为0.10~0.2510748773制造焊铝及铝合金电极;镀层钢板电焊铬铜CuCr1w(Cr)为0.3~1.2100~14043748铬锆铜CuCr1Zr w(Cr)为0.25~0.65w(Zr)为0.08~0.2013543823铬铝镁铜CuCrAlM g w为(C r)0.4~0.7w(Al)为0.15~0.25w(M g)为0.15~0.2512640铬锆铌铜CuCrZrNb w(Cr)为0.15~0.4w为(Zr)0.10~0.25w(Nb)为0.08~0.25w(Ce)为0.02~0.1614245848最通用的电极材料,广泛用于电焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、高温合金、电导率低的铜合金以及镀层钢铍钴铜CuCo2Be w(Co)为2.0~2.8w(Be)为0.4~0.7180~19023748硅镍铜CuNi2Si w(Ni)为1.6~2.5w(Si)为0.5~0.8168~20017~19773钴铬硅铜CuCo2CrSiw(Co)为1.8~2.3w(Cr)为0.3~1.0w(Si)为0.3~1.0w(Nb)为0.05~0.1518326600~873适用于电焊电阻率和高温强度高的材料,如不锈钢、高温合金等;凸焊或对焊电极夹具及镶嵌电极钨99.5420171273钼99.5150171273电焊高导电性能有色金属(Ag,Cu)的复合电极镶块117第2期 李美霞等 电阻焊电极用铜合金材料的研究进展续表材料名称化学成分的质量分数/%材料性能硬度(H V30)电导率/(M S m-1)软化温度/K适用范围W75C u w(Cu)为25220171273 W78C u w(Cu)为22240161273 W70C u w(Cu)为30300121273复合电极镶块材料;对焊时镶嵌电极W65Ag w(Ag)为35140291173抗氧化性好随着现代工业生产中自动焊机、焊接机器人的大量使用,电阻焊需在高速、高节拍下完成,这对电极材料的强度、软化点和导电性能等提出了更高的要求。
颗粒强化铜基复合材料(又称弥散强化铜)作为新型电极材料受到重视,是由于铜基体中加入或通过一定的工艺原位生成微细、弥散分布、具有良好热稳定的第二相粒子,而该粒子可阻碍位错运动,提高材料的室温强度,同时可以阻碍再结晶的发生,从而提高材料的高温强度。
目前,可采用内氧化法和机械合金化法制取弥散强化铜复合材料。
国内外典型的弥散强化铜电阻焊电极材料的成分及性能见表2[6]。
表2 典型的弥散强化铜电阻焊电极材料的成分及性能T ab.2 Composition and funct ion of ty pica lOD S co pper base alloys r esistance w elding electr ode material 材料抗拉强度/M Pa伸长率/%电导率/(M S m-1)使用范围Cu 0.38Al2O3490584 Cu 0.94Al2O3503783 Cu 0.16Zr 0.26Al2O3434888 Cu 0.16Zr 0.94Al2O3538576汽车制造,使用寿命为铬铜点焊电极的4~10倍3 结 语电阻焊技术操作简单、可机械化程度高,在未来的应用里仍会占有重要地位。
作为电阻焊技术关键部件的电极用铜合金不可替代。
人们对析出强化高强度、高导电铜合金电极材料的研究已开展了几十年,也研制出了许多具有优异性能的合金系列。
今后的研究重点是:对现有合金系的强化机理进一步研究以提高其使用性能;继续研究开发具有自主知识产权的新型电阻焊电极用铜合金;合金元素多元化以及工艺的优化。
高强度、高导电铜基复合材料具有比铜合金更为优越的性能,是今后发展的方向[7]。
目前,内氧化法制备的Al2O3弥散强化铜的性能已达到了较高的水平,但工艺复杂。
今后的研究重点是如何简化工艺以降低成本和进一步提高材料性能,同时加强对一些新的制备方法,如复合电沉积法、真空混合铸造法、XD法的研究。
形变铜基复合材料和稀土合金化材料具有优异的综合性能,但成本很高,尺寸受到限制,目前还没有广泛应用于电极材料,今后的发展趋势是简化工艺,并通过多元合金化途径降低成本,使电极用铜合金的选择使用范围更广。