CN110340509A - 一种铜薄板电阻点焊连接方法 - Google Patents

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倪增磊
杨嘉佳
王星星
李帅
彭进
崔大田
范以撒
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    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供了一种铜薄板电阻点焊连接方法，涉及铜薄板以纳米铜颗粒为中间层的电阻点焊连接方法，包括对铜薄板表面进行预处理，预处理具体是指通过机械方法去除其表面的氧化膜；之后在铜薄板的表面涂覆一层厚度为30μm～120μm的纳米铜颗粒；涂覆完成后还利用电阻点焊设备实现两个铜薄板之间连接，电阻点焊具体工艺参数为：焊接压力为500N～1300N，焊接电流为12kA～25kA，焊接时间为0.4s～1.1s。本发明将纳米铜颗粒作为待焊接铜薄板之间的中间层，焊后界面不引入异质材料；同时纳米铜颗粒具有较粗晶铜电阻大的优点，能够增大焊接界面的温度，有效降低电极损耗，提高了焊接接头的可靠性。

Description

一种铜薄板电阻点焊连接方法
技术领域
本发明属于材料加工领域，具体涉及一种铜薄板电阻点焊连接方法。
背景技术
铜具有优良的导电和导热性能，且耐腐蚀、加工性能好，广泛应用在航空航天、汽车、电力、制冷等领域。电阻点焊是将被焊金属工件压紧于两个电极之间，并通以电流，利用电流经过工件接触面及临近区域产生的电阻热，将其局部加热到熔化或塑性状态，使之形成冶金结合的一种连接方法。由于铜与电阻点焊机的电极材料导热、导电性能接近，在铜薄板电阻点焊过程中，为了提高接头的力学性能，需增大焊接工艺参数，大的焊接工艺参数容易造成电极与铜薄板粘连，导致焊接接头质量不稳定，电极损耗严重，且严重缩短电极的寿命。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种铜薄板电阻点焊连接方法，纳米铜颗粒作为中间层可以增大焊接界面的电阻，能够在铜薄板连接过程中降低电极损耗，提高焊接接头的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、将两个待焊接的铜薄板的表面进行预处理；
步骤二、在预处理后的铜薄板表面涂覆纳米铜颗粒，涂覆结束后的待焊铜薄板还重叠放置；
步骤三、涂覆纳米铜颗粒的待焊铜薄板通过电阻点焊的方法焊接，电阻点焊的焊接压力为500N～1300N，焊接电流为12kA～25kA，焊接时间为0.4s～1.1s。
进一步的，步骤一中，所述预处理是通过机械方法去除待焊铜薄板表面的氧化膜。
进一步的，所述机械方法包括将铜薄板表面待焊处用砂纸打磨，打磨后先将铜薄板浸入丙酮溶液中超声清洗，再用酒精将铜薄板冲洗，冲洗后的铜薄板还在室温下晾干。
进一步的，所述纳米铜颗粒还涂覆于重叠放置的两个待焊铜薄板之间，两个待焊接铜薄板均沿水平方向设置，所述纳米铜颗粒涂覆于放置在下方铜薄板的待焊表面上。
进一步的，铜薄板的材质为纯铜或铜合金。
进一步的，所述铜薄板的厚度≤5.5mm。
进一步的，所述纳米铜颗粒的粒径≤150nm。
进一步的，所述纳米铜颗粒通过印刷的方式涂覆到待焊接的铜薄板表面。
进一步的，涂覆的纳米铜颗粒中间层厚度为30μm～120μm。
一种铜薄板电阻点焊连接方法，将纳米铜颗粒作为中间层放置于两个待焊接的铜薄板之间，纳米铜颗粒具有较粗晶铜电阻大的优点，将其作为中间层可以增大焊接界面的电阻，进而可以增大焊接界面的温度。
本发明的有益效果为：本发明的一种铜薄板电阻点焊连接方法，纳米铜颗粒作为中间层增大了焊接界面的温度，电阻点焊的焊接工艺参数较小时即能达到焊接所需温度，避免了大焊接工艺参数造成的电极与铜薄板粘连缺陷的产生；同时纳米铜中间层焊后形成的粗晶铜与铜薄板性能相同，焊后界面不引入异质材料，实现了铜薄板之间的连接，且能有效降低电极损耗，提高焊接接头的可靠性。
附图说明
图1为铜薄板与纳米铜颗粒的配合图。
其中，图中各标号为：1、下铜薄板；2、纳米铜颗粒层；3、上铜薄板。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
实施例1
采用600#和1000#砂纸打磨铜薄板待焊部位的表面，然后将铜薄板浸入丙酮溶液中超声清洗20s，随后用酒精冲洗干净并在室温下晾干。
为便于表述，两个待焊铜薄板按照上、下位置的不同，分为下铜薄板1和上铜薄板3。在厚度为2.0mm下铜薄板1待焊部位的表面涂覆上一层厚度为60μm的纳米铜颗粒2，纳米铜颗粒2的粒径为50nm，然后将2.0mm厚上铜薄板3放在纳米铜颗粒2的上面。铜薄板的材质为纯铜，两个待焊接铜薄板均沿水平方向设置。利用电阻点焊设备实现铜薄板之间的连接，焊接压力为800N，焊接电流为14kA，焊接时间为0.6s。焊接过程中未出现电极与铜薄板粘连的现象，焊接接头质量稳定，焊接接头的剪切强度为1700N。
实施例2
采用600#和1000#砂纸打磨铜薄板待焊部位的表面，然后将铜薄板浸入丙酮溶液中超声清洗20s，随后用酒精冲洗干净并在室温下晾干。
纳米铜颗粒2涂覆于厚度为1.6mm下铜薄板1的待焊接表面上，纳米铜颗粒2中间层厚度为70μm，纳米铜颗粒2的粒径为40nm，然后将厚度为1.6mm上铜薄板3放在纳米铜颗粒2的上面。铜薄板的材质为纯铜，两个待焊接铜薄板均沿水平方向设置。利用电阻点焊设备实现铜薄板之间的连接，焊接压力为700N，焊接电流为12kA，焊接时间为0.5s。焊接过程中未出现电极与铜薄板粘连的现象，焊接接头质量稳定，焊接接头的剪切强度为1500N。
实施例3
采用600#和1000#砂纸打磨铜薄板待焊部位的表面，然后将铜薄板浸入丙酮溶液中超声清洗20s，随后用酒精冲洗干净并在室温下晾干。
纳米铜颗粒2涂覆于厚度为3.0mm下铜薄板1的待焊表面上，纳米铜颗粒2中间层厚度为80μm，纳米铜颗粒2的粒径为70nm，然后将厚度为3.0mm上铜薄板3放在纳米铜颗粒2的上面。铜薄板的材质为纯铜，两个待焊接铜薄板均沿水平方向设置。利用电阻点焊设备实现铜薄板之间的连接，焊接压力为1000N，焊接电流为18kA，焊接时间为0.9s。焊接过程中未出现电极与铜薄板粘连的现象，焊接接头质量稳定，焊接接头的剪切强度为1900N。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、将两个待焊接铜薄板的表面进行预处理；
步骤二、在预处理后的铜薄板表面涂覆纳米铜颗粒，涂覆结束后的待焊接铜薄板还重叠放置；
步骤三、涂覆纳米铜颗粒的待焊接铜薄板通过电阻点焊的方法焊接，电阻点焊的焊接压力为500N～1300N，焊接电流为12kA～25kA，焊接时间为0.4s～1.1s。
2.根据权利要求1所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：步骤一中，所述预处理通过机械方法去除待焊接铜薄板表面的氧化膜。
3.根据权利要求2所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：所述机械方法包括将铜薄板表面待焊处用砂纸打磨，打磨后先将铜薄板浸入丙酮溶液中超声清洗，再用酒精将铜薄板冲洗，冲洗后的铜薄板在室温下晾干。
4.根据权利要求1或3所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒涂覆于重叠放置的两个待焊接铜薄板之间，两个待焊接铜薄板均沿水平方向设置，所述纳米铜颗粒涂覆在放置在下方的铜薄板待焊接表面上。
5.根据权利要求1所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：铜薄板的材质为纯铜或铜合金。
6.根据权利要求1或5所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：所述铜薄板的厚度≤5.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒的粒径≤150nm。
8.根据权利要求1所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒通过印刷的方式涂覆到待焊铜薄板表面。
9.根据权利要求1或8所述的一种铜薄板电阻点焊连接方法，其特征在于：涂覆的纳米铜颗粒厚度为30μm～120μm。
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