The invention discloses an interface pinning effect to improve the joint strength of cold spray heterogeneous metal welding method based on the first metal for connection with the second metal, the first metal is copper metal, second pure aluminum; including: 1) on the surface of the groove of the first metal and a second metal pretreatment; 2) using B composite powder cold spraying, forming a layer of composite coating on the surface of the first groove metal and second metal; 3) using A composite powder cold spraying, fill the first metal and a second metal groove, the formation of sedimentary body, connecting the first metal and second metal. The composite coating has the function interface to enhance the pinning effect of spraying a certain thickness, and then the cold spray deposited body, connecting dissimilar metal joints have a good groove, get connected with high strength of the final. The invention can realize the connection of aluminum and copper in complex structure, the interface bonding strength is high, the connection process temperature is low, and there is no oxidation and the formation of new phase.
【技术实现步骤摘要】
基于界面钉扎作用提高异质金属接头强度的冷喷焊接方法
本专利技术涉及异质金属连接领域,具体的说是一种增强Al/Cu异质金属接头强度的冷喷焊接方法。
技术介绍
现代工业生产中,需要将不同性能的材料焊接成复合零部件,以期达到既能满足各种性能要求,又能节约贵重材料,降低生产成本。铜及其合金具有优良的导电、导热性能、耐腐蚀和低温塑性,但铜及其合金在我国属于稀缺金属,价格昂贵。铝及其合金具有密度低、强度高、耐腐蚀、热导和电导率高以及加工性能良好等特点,价格比铜便宜,因此将铜、铝及其合金连接制成复合接头,不但能减轻构件的重量、节约贵重金属材料,而且能发挥各自的性能优势,达到成本和性能的平衡。目前,铝/铜异种金属接头广泛应用于电力、化工、制冷和航空航天工业中,因而,铝/铜异种材料焊接问题的解决具有广泛的实际应用价值。焊接是实现铝铜连接并满足铝/铜接头导电、导热性能的可靠方法,但铝和铜焊接性较差,具体表现为两种金属都很容易被氧化,会形成氧化膜,两者的导热率和比热性都较高,线膨胀系数及熔点相差较大,直接连接将产生很大的焊接应力;此外,在高温下,两种金属液体能够吸收大量气体,使得焊缝中出现气孔,而且焊接时铜和铝极易形成Cu3Al2和CuAl2等脆性的金属间化合物,将极大地影响接头的力学性能。因此,尽可能缓解异质母材间的物理性能差异,以及减少层状脆性金属间化合物的形成,是获得优质铜铝焊接接头的关键。铝/铜异种金属现阶段主要采用熔化焊、钎焊、搅拌摩擦焊等方法进行连接。由于铜与铝的物理、化学性质差异较大并且冶金相容性差,采用传统熔化焊方法难以实现铝/铜异种金属的可靠连接;钎焊方法对接 ...
【技术保护点】
基于界面钉扎作用提高异质金属接头强度的冷喷焊接方法,其特征在于,用于第一金属与第二金属连接,第一金属为纯铜,第二金属为纯铝;具体包括以下步骤:1)对第一金属和第二金属的坡口表面进行预处理;2)采用复合粉末B冷喷涂,在第一金属和第二金属的坡口表面垂直喷涂形成一层复合涂层(3);3)采用复合粉末A冷喷涂,填满第一金属和第二金属的坡口,形成沉积体(5),实现第一金属与第二金属的连接;其中,复合粉末B为直径d50为200微米的纯铜粉末、直径d50为50微米的纯铝粉末和直径d50为50微米的纯铜粉末混合组成;或者,复合粉末B为直径d50为200微米的纯铜粉末和直径d50为50微米的纯铜粉末混合组成;复合粉末A为直径d50为45微米纯铜粉末;或者,复合粉末A为直径d50为45微米纯铜粉末和直径d50约为50微米的纯铝粉末混合组成。
【技术特征摘要】
1.基于界面钉扎作用提高异质金属接头强度的冷喷焊接方法,其特征在于,用于第一金属与第二金属连接,第一金属为纯铜,第二金属为纯铝;具体包括以下步骤:1)对第一金属和第二金属的坡口表面进行预处理;2)采用复合粉末B冷喷涂,在第一金属和第二金属的坡口表面垂直喷涂形成一层复合涂层(3);3)采用复合粉末A冷喷涂,填满第一金属和第二金属的坡口,形成沉积体(5),实现第一金属与第二金属的连接;其中,复合粉末B为直径d50为200微米的纯铜粉末、直径d50为50微米的纯铝粉末和直径d50为50微米的纯铜粉末混合组成;或者,复合粉末B为直径d50为200微米的纯铜粉末和直径d50为50微米的纯铜粉末混合组成;复合粉末A为直径d50为45微米纯铜粉末;或者,复合粉末A为直径d50为45微米纯铜粉末和直径d50约为50微米的纯铝粉末混合组成。2.根据权利要求1所述的基于界面钉扎作用提高异质金属接头强度的冷喷焊接方法,其特征在于,复合粉末A中纯铜粉末占复合粉末A体积的70%~100%。3.根据权利要求1所述的基于界面钉扎作用提高异质金属接头强度的冷喷焊接方法,其特征在于,复合粉末B中直径d50为200微米的纯铜粉末占复合粉末B体积的30%~70%;复合粉末B中直径d50为50微米的纯铜粉末占除直径d50为200微米的纯铜粉末外的体积的5...
【专利技术属性】
技术研发人员:李成新,付斯林,谭香,张林杰,雒晓涛,杨冠军,李长久,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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