异种金属联接例子

异种金属联接例子
薄铜板和铝板的异种金属连接在电池连接中非常重要。

连接这种不同组合时的主要问题是形成脆性金属间相，从而降低接头的电气和机械性能。

用激光连接铜板和铝板时，需要在107W/cm2范围内具有非常高的强度。

铜和铝的混合对接头的延展性至关重要。

本文研究了激光脉冲的组合振荡和整形对铜铝搭接焊的影响。

通过改变激光脉冲，即功率相对于脉冲时间的百分比，可以实现混合的精确控制。

通过横截面和微观结构分析，研究了具有上升和下降曲线的不同脉冲形状。

介绍
异种铝铜连接广泛应用于电气和电子领域。

Al—Cu系的低溶解度有利于形成脆性金属间化合物，并降低接头的延展性。

铜和铝的激光焊接带来了多种挑战，如反射率、高导热性以及热膨胀和熔点的巨大差异。

通过将形成的金属间化合物的厚度控制在3—6µm，并限制为Al2Cu、Al4Cu9等相，可以实现从铝侧到铜侧的激光钎焊。

然而，热老化引入了额外的相AlCu、Al3Cu4。

对于激光焊接，空间光束振荡在增加焊缝宽度和减少深度方面是有效的。

控制靠近界面的Al—Cu系统中的熔合深度是有益的，因为混合可以保持在最小。

界面处Al/Cu样品的电子显微镜观察显示，Al和Cu之间有五层，包括四种主要的金属间化合物和一层饱和固溶体中间层。

这些层由电子显微
镜的能量色散X射线（EDX）分析仪在a、B、C、L、M点进行定性和定量分析，以确定每层和化合物的组成。

上图显示，金属间化合物宽度和层间的铝线扫描也证实了上述结果。

对于从高反射铜侧进行的激光连接，需要107W/cm2的极高强度，以形成小孔，从而增加气相材料中的能量耦合。

脉冲激光焊接有利于减小材料的热效应。

用于研究的脉冲宽度在5毫秒到10毫秒之间。

方波是脉冲模式下最简单的波形。

但是，可以编程其他配置文件，即脉冲功率作为时间的函数。

这种调制与温度随时间的变化成正比。

因此，加热区、主动焊接区和冷却区在脉冲内存在。

对铜铝点焊的这种脉冲调制进行了研究。

通过对激光峰值功率与脉冲时间的调制，介绍了预热阶段、正弦加热阶段和冷却阶段。

在这项研究中，研究了重叠配置的铜铝薄板（顶部为铜）缝焊功率调制随时间的变化。

这种结构有利于连接伙伴的快速相互扩散，并且Cu—Al系统中所有危险的脆性金属间化合物相都在焊缝中形成。

因此，这里的想法不是像Al—Cu配置（顶部为Al）那样控制金属间化合物层的形成，而是分布在横截面上，以降低其浓度。

通过组合振荡（搅拌效应）和脉冲波操作模式实现金属间相的分布及其在焊缝内的混合控制。

本文的主要目的是研究激光束振荡和脉冲调制的组合，并表明在Cu—Al结构中存在金属间化合物可以实现延性行为。