CN111462946A - 一种铜铝复合电能传输系统及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜铝复合电能传输系统及加工方法，包括铜端子和铝线缆，所述铝线缆包括铝导体和设置在所述铝导体外围的绝缘层，还包括电能传输铝件，剥除绝缘层的一段铝导体压紧在所述电能传输铝件内形成连接件；所述电能传输铝件与铝导体的前端形成熔融层，所述铜端子上用于与电能传输铝件焊接的端部设置有焊接平台，所述熔融层包覆在所述焊接平台形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。本发明通过减少铜铝之间的内部应力，提高铜铝焊接接头的力学性能；并减少过渡层中铜铝化合物，提高铜铝焊接接头的电学性能；同时增加过渡层被外界环境侵蚀的路径，解决铜铝焊接接头的金属腐蚀问题，延长其使用寿命。

Description

一种铜铝复合电能传输系统及其加工方法
技术领域
本发明涉及导电金属连接件技术领域，尤其涉及一种铜铝复合电能传输系统，以及这种铜铝复合电能传输系统的加工方法。
背景技术
铜材质或铜合金材质具有良好的导电性、导热性、塑性而被广泛应用在电气连接领域。然而，铜资源短缺，铜在地壳中的含量只有约为0.01％，随着使用年限的增加，铜成本会逐年递增。为此，人们开始寻找金属铜的替代品来降低成本。
金属铝在地壳中的含量约为7.73％，提炼技术优化后，价格相对较低，且同样具有优良的导电性、导热和塑性加工性，因此，在汽车电气连接领域中以铝代铜是目前发展的主要趋势。
相对于铜，铝的硬度、塑性和耐腐蚀性稍差，但重量较轻，导电率仅次于铜，铝在电气连接领域可以部分替代铜。但是，由于铜铝之间的电极电位差较大，直接连接后，铜铝之间会产生电化学腐蚀，铝易受腐蚀而导致连接区域电阻增大，易在电气连接中产生严重的后果，例如功能失效、火灾等。
之前的铜铝连接方式一般为熔化焊、冷压焊、电子束焊、爆炸焊等，这些焊接方式焊出来的接头脆性大，焊缝中易产生气孔和裂纹，尤其高温处理下的焊缝，晶粒变得粗大，严重影响焊接基材结合面的机械性能和电气性能，无法满足汽车电气连接领域的要求。
现行的铜铝连接方式一般为摩擦焊、超声波焊和电阻焊等，为了增加铜铝复合传输系统铜铝接触面的稳定性，现有技术都会增加铜铝初始接触面的面积，以获取更稳定的系统。摩擦焊是通过铜铝焊件相对旋转摩擦产生能量，超声波焊是通过铜铝焊件相对位移摩擦产生能量，电阻焊是铜铝焊件之间通电流，通过接触电阻产生能量，然后再施加压力，使铜铝焊件焊接在一起。同时，需要注意的是，对于摩擦焊和超声波焊接来说，铜铝焊件接触面相对光滑的平面，会使得摩擦系数变小，产生的焊接能量降低。对于电阻焊来说，焊件接触面越平整，接触电阻越小，产生的焊接能量降低。焊接吸收的能量降低，也就降低了铜铝间的焊接质量，容易出现批量事故。为了确保焊接接触区域吸收足够的能量，就要加大焊接能量的输出，从而产生很多成本浪费。
另外，摩擦焊的铜铝焊件相对旋转摩擦，实际上铜铝焊件的中心点并没有相对线速度，越靠近铜铝焊接的外周，铜铝焊接相对旋转的线速度越大，因此铜铝焊件中心和外周摩擦产生的能量是不一样的，会导致铜铝焊件中心还没焊接上，外周已经过度焊接，同时焊缝也会产生大量的内部应力，即使焊接完成时焊接接头性能合格，在长期使用后，会出现焊接处脆断的情况，严重时会导致重大事故。
因此，在导电金属连接件技术领域，急需一种结构简单，焊接过程更加稳定，具有更好的力学性能和电学性能，使用寿命更长的铜铝复合电能传输系统。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种铜铝复合电能传输系统，通过减少初始铜铝接触面面积，增加铜铝接触面的初始摩擦系数，降低制作铜铝复合电能传输系统所需要的能量，提高铜铝复合电能传输系统的力学性能与电学性能并降低铜铝复合电能传输系统的使用成本。同时，通过增加过渡层抵御外界环境侵蚀铜铝复合电能传输系统的路径，解决铜铝复合电能传输系统的腐蚀问题，延长铜铝复合电能传输系统的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下：
一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子和铝线缆，所述铝线缆包括铝导体和包覆在所述铝导体外围的绝缘层，其特征在于，还包括电能传输铝件，剥除绝缘层的一段铝导体被包裹在所述电能传输铝件内形成连接件；所述铜端子上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台，所述焊接平台与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。
作为进一步的方案，本发明所述的连接件的前端具有熔融层。
作为进一步的方案，本发明所述的熔融层在所述焊接平台端面四周向铜端子方向形成延伸包覆层。
作为进一步的方案，本发明所述的，所述延伸包覆层至少包覆至铜端子端部。
作为进一步的方案，本发明所述的熔融层的厚度为0.01cm-15cm。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接平台包括与连接件焊接的端面和与铜端子端部连接的根部，所述端面的横截面积小于所述根部的横截面积。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接平台端面的横截面积至少为根部横截面积的50％。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接平台高度为0.01cm-15cm。
作为进一步的方案，本发明所述的过渡层包含不少于10wt％的铜铝固溶体。
作为进一步的方案，本发明所述的过渡层的厚度为0.01μm～6000μm。
作为进一步的方案，本发明所述的铜端子表面设置金属镀层。
作为进一步的方案，本发明所述的金属镀层材质至少含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种。
作为进一步的方案，本发明所述的所述铝线缆还包括包覆在所述绝缘层外围用于屏蔽电磁干扰的屏蔽层。
本发明还公开了一种铜铝复合电能传输系统的加工方法，该加工方法包括
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述铝导体压入所述电能传输铝件内形成被电能传输铝件包裹的连接件；
焊接步骤：所述带有焊接平台的铜端子与所述连接件进行焊接，所述焊接平台与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接步骤中还包括在连接件前端形成熔融层。
作为进一步的方案，本发明所述的铜铝复合电能传输系统的加工方法，还包括焊接平台制作步骤：使用机械加工装置，在所述铜端子的端面上加工出焊接平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的铜铝复合电能传输系统与现有的研究结果不同，现有技术是通过增加铜铝复合电能传输系统中的铜铝初始接触面积来确保铜铝复合电能传输系统的力学性能与电学性能，并通过增加制作铜铝复合电能传输系统的焊接能量来确保因增加了初始接触面积所带来的焊接能量需求量增加，从而制备铜铝复合电能传输系统的方式。本发明通过减少铜铝初始接触面积，不但显著的降低了制作铜铝复合电能传输系统所需要的能量，还提高了相比现有技术的铜铝复合电能传输系统的力学性能与电学性能，显著延长了铜铝复合电能传输系统的使用寿命，降低了铜铝复合电能传输系统的制作成本。本发明通过在铜端子上增加用于与所述连接件焊接的端部的焊接平台，减少了铜铝的初始接触面积，增加铜铝接触面的摩擦系数，增加过渡层抵御外界环境侵蚀铜铝复合电能传输系统的路径，显著增加了铜铝复合电能传输系统的力学性能与电学性能，有效延缓了铜铝的腐蚀问题，显著延长铜铝复合电能传输系统的使用寿命，突出地降低了制作铜铝复合电能传输系统的能量需求，从而使铜铝复合电能传输系统的制作成本与使用费得以明确降低。
2.本发明所述的铜铝复合电能传输系统，电能传输铝件和铝导体的前端通过焊接平台与铜端子焊接，使电能传输铝件和铝导体在焊接的状态下，进一步融合成为熔融层。该熔融层不但破坏了电能传输铝件和铝导体表面的致密氧化膜，提高了电能传输铝件和铝导体的机械性能和电气性能。同时，该熔融层的吉布斯自由能的能量相对较低，在制作铜铝复合电能传输系统的过程中会更易与焊接平台形成以铜铝固溶体为主的过渡层，从而可以显著减少过渡层中的脆性铜铝化合物重量比例，，显著提高铜铝焊接接头的力学与电学性能。
3.本发明所述的铜铝复合电能传输系统，在所述铜端子焊接侧设置焊接平台，增加了铜端子焊接侧与熔融层的最终接触面积，减少铜铝焊接时产生的内部应力，进而进一步增强铜铝焊接面的机械性能。
4.当焊接方式为摩擦焊时，焊接平台使铜铝焊接中心位置先摩擦产生能量，然后是铜端子根部再摩擦产生能量，使摩擦时产生的能量更加均匀，降低焊接时产生的电气性能较差的铜铝化合物，从而提高了焊接面的力学性能和电气性能，并降低了制作铜铝复合电能传输系统的成本。
5.当焊接方式为超声波焊时，在同样压力下，焊接平台与连接件的相互摩擦系数增大，使摩擦产生的热量更大，从而提高了焊接面的力学性能和电气性能，并降低了制作铜铝复合电能传输系统的成本。
6.当焊接方式为电阻焊时，焊接平台与连接件的接触电阻大，产生能量高，保证焊接能量的稳定，从而提高了焊接面的力学性能和电气性能，并降低了制作铜铝复合电能传输系统的成本。
7.本发明所述的延伸包覆层包覆在所述过渡层的外侧，能够有效地减少外界环境对过渡层的侵蚀。另外，焊接平台的外侧边延长了外界环境对所述过渡层的侵蚀路径，增加铜铝复合电能传输系统的耐腐蚀性，延长了铜铝复合电能传输系统的寿命约20％。
8.本发明所述的铜铝复合电能传输系统，在焊接前可由机械加工装置在铜端子焊接侧加工出焊接平台，焊接过程中，所述熔融层与所述铜端子的焊接平台在压力作用下形成以铜铝原子互相渗透或相互结合的过渡层，此过渡层能够有效的减少铜铝之间的电化学腐蚀，增加铜铝固溶体的重量百分比，降低脆性铜铝化合物的产生，增加铜铝复合电能传输系统使用寿命。
9.本发明所述的铜铝复合电能传输系统，可以在铜端子上设置镀层，在焊接前不去除铜端子镀层，焊接过程中，所述熔融层、铜端子及镀层金属形成铜、铝和镀层金属的原子互相渗透或相互结合的过渡层。所述镀层金属会选用电势电位在铜铝之间的金属材质或者化学稳定性极强的金属材质，会在过渡层中，减缓因为铜铝之间电势电位大引起的电化学腐蚀，从而延长所述铜铝复合电能传输系统的使用寿命。
10.本发明所述的铜铝复合电能传输系统，还可以包含带屏蔽层的铝线缆，主要是应用在电动车使用的高压线束上。能够显著减轻电动车线束的重量，减少能源消耗，同时降低所述高压线束的成本。
11.本发明所述的铜铝复合电能传输系统的加工方法，还包括焊接平台制作步骤，使用机械加工装置，在所述铜端子的端面上加工出焊接平台，可以显著降低铜铝复合电能传输系统的制作成本。在线制作焊接平台的方法还可以显著提升铜铝复合电能传输系统制作的合格率，从而进一步降低制作损耗费用。
附图说明
图1为本发明所述的铜铝复合电能传输系统的对接焊接的结构示意图；
图2为本发明所述的铜铝复合电能传输系统的对接焊接的结构示意图；
图3为本发明所述的铜铝复合电能传输系统的叠加焊接的结构示意图；
图4为本发明所述的铜铝复合电能传输系统的对接焊接，使用带屏蔽层的铝线缆的结构示意图；
图5为本发明所述的铜铝复合电能传输系统的对接焊接，使用带屏蔽层和外绝缘层的铝线缆的结构示意图；
图6为本发明所述的过渡层的电子镜像图；
图7为图5中测试点1的电子镜像放大图和X射线能谱图，其中a为电子镜像放大图，b为X射线能谱图；
图8为铜端子焊接端不设置焊接平台的铜铝复合电能传输系统的拉力模拟实验图；
图9为铜端子焊接端不设置焊接平台的铜铝复合电能传输系统的拉力模拟实验结果图；
图10为铜端子焊接端带有焊接平台的铜铝复合电能传输系统的拉力模拟实验图；
图11为铜端子焊接端带有焊接平台的铜铝复合电能传输系统的拉力模拟实验结果图；
其中，各附图标记为：1、铜端子，11、焊接平台，12、过渡层，2、铝导体，3、绝缘层，31、外绝缘层，4、电能传输铝件，41、导体压接段，42、过渡段，43、绝缘层压接段，5、熔融层，6、铝线缆，7、延伸包覆层，8、屏蔽层。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
如图1所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
作为进一步优选的方案，所述电能传输铝件可以采用但不限于铝制管状结构的导电铝件。
在本发明中所述的金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层是指在所述连接件与铜端子摩擦或通电流或电弧产生能量，再通过焊接设备对连接件和铜端子施加相互挤压的压力，在焊接界面由于铜铝原子在能量的作用下铜铝原子相互渗透溶入彼此的晶格中，产生铜铝固溶体；另外还可能会有少量的铜原子和铝原子之间通过金属键相结合，产生铜铝化合物。
由于铜铝之间存在较大的电势电位差，因此普通的铜铝电气连接，都会因为电化学腐蚀原因导致使用寿命降低。在本发明中，铜铝之间产生金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层，能够有效的减少铜铝之间的电化学腐蚀，延长所述铜铝复合电能传输系统的使用寿命约20％，同时也提高了铜铝连接的电学性能和力学性能。
如图5、图6所示，为所述的过渡层的电子镜像图，可以看出铜铝焊接界面的过渡层。并且对过渡层进行了X射线能谱图，能够看出过渡层大致的元素分布。
作为进一步的方案，本发明所述的连接件的前端具有熔融层5。熔融层与电能传输铝件和铝导体之间完全没有空隙，有效保证铜端子与电能传输铝件和铝导体之间的连接处实现无缝连接，能进一步保证铜铝复合电能传输系统的机械性能和电学性能。
本发明所述的铜铝复合电能传输系统，电能传输铝件和铝导体的前端通过焊接平台与铜端子焊接，使电能传输铝件和铝导体在焊接的状态下，进一步融合成为熔融层，破坏了电能传输铝件和铝导体表面的致密氧化膜，既提高电能传输铝件和铝导体的机械性能和电气性能，也在后续焊接过程中能够更好的形成过渡层。
优选的方案中，本发明所述的熔融层5在所述焊接平台11端面四周向铜端子方向形成延伸包覆层。
由于铜的熔点为1083℃，铝的熔点为660℃，实际上铜铝焊接后产生的热量，会先将铝加热到熔融状态，形成熔融层。而所述的熔融层5在所述焊接平台11端面四周向铜端子方向形成延伸包覆层7，目的是能够将铜铝焊接面的焊缝保护起来，避免在使用中铜铝焊接面直接接触到外部环境，降低铜铝焊接面腐蚀的可能性，延长铜铝复合电能传输系统的使用寿命。另外，一般现有的焊接方式，所述熔融层在压力的作用下会向四周延展产生飞边，在后续的使用中还要增加工序将飞边切除。本发明的所述熔融层在焊接设备的夹具成型槽作用下，直接在铜端子方向形成延伸包覆层，节省了飞边切除的工序，也美化了铜铝复合电能传输系统的外观。
在本发明中，通过研究发现，熔融层5厚度影响铜端子1与铝导体2和电能传输铝件4之间的连接强度，具体表现为：当熔融层5的厚度过小，原因为铜铝摩擦强度不足或电流较小产生的焊接热量不足以熔融较多的电能传输铝件4和铝导体2，导致熔融层5和过渡层12的强度不足，降低了所述铜铝复合电能传输系统的力学性能。另外，熔融层5的厚度过小，同时导致过渡层12厚度过小或没有形成过渡层12，铜铝之间的电化学腐蚀程度会极大地增加，从而降低铜铝复合电能传输系统的电学性能以及使用寿命。当熔融层5厚度过大时，由于铜铝摩擦强度过大或电流较大产生焊接热量过高，较多的电能传输铝件4和铝导体2熔融后再冷却，形成晶格粗大的金属结构，并夹杂较多的铜铝化合物，熔融层5机械强度反而不如电能传输铝件和铝导体2母材材料的机械强度，降低了所述铜铝复合电能传输系统的力学性能。同时，所述熔融层5和过渡层12因为夹杂较多导电性很差的铜铝化合物，也降低铜铝复合电能传输系统的电学性能。因此，在本发明中，作为进一步优选的方案，所述熔融层的厚度为0.01cm-15cm。
作为进一步的方案，本发明所述的，所述延伸包覆层7至少包覆至铜端子端部。
本发明所述的延伸包覆层包覆至铜端子端部，能够有效地避免外界环境对过渡层的侵蚀。另外，焊接平台的外侧边延长了外界环境对所述过渡层的侵蚀路径，增加铜铝复合电能传输系统的耐腐蚀性，延长了铜铝复合电能传输系统的寿命约20％。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接平台包括与连接件焊接的端面和与铜端子端部连接的根部，所述端面的横截面积小于所述根部的横截面积。在焊接过程中，与电能传输铝件和铝线缆进行摩擦的铜端子端面，主要是焊接平台的端面，为了能够满足产生足够的摩擦能量，所述焊接平台端面不能太小，如果铜铝接触摩擦面积太小，可能会因为焊接能量不够导致过渡层厚度不够而影响焊接接头的力学性能和电学性能。因此，为了获得性能更加优异性能的焊接接头，优选的，本发明所述的焊接平台端面的横截面积至少为根部横截面积的50％。
本发明中，在铜端子焊接面设置焊接平台，铜铝焊接时，一方面中心位置的焊接平台先产生能量，然后是焊接平台侧面，最后是焊接平台底面，线速度越大的区域，焊接时间越短，使焊接时产生的能量更加均匀，降低焊接时产生的电气性能较差的铜铝化合物，从而提高了焊接面的电气性能。另一方面。通过在铜端子端部设置焊接平台，可以增加铜端子焊接侧与熔融层的接触面积，减少铜铝焊接时产生的内部应力，增强焊接面的机械性能。此外，本发明所述的延伸包覆层包覆在所述过渡层的外侧，能够有效地减少外界环境对过渡层的侵蚀。焊接平台的外侧边延长了外界环境对所述过渡层的侵蚀路径，增加铜铝复合电能传输系统的耐腐蚀性，延长了铜铝复合电能传输系统的寿命约20％。优选的，本发明所述的焊接平台高度为0.01cm-15cm。
作为进一步的方案，本发明所述的过渡层包含不少于10wt％的铜铝固溶体。
需要说明的是，所述过渡层中至少包含了铜单质、铝单质、铜铝固溶体与铜铝化合物。铜铝化合物为Cu2Al，Cu3Al2，CuAl，CuAl2中的一种或多种。当所述的过渡层包含铜铝固溶体少于10wt％时，则所述过渡层内其他成分大于90wt％。所述过渡层中铜单质、铝单质比例大，代表铜铝焊接并不充分，铜铝单质没有融合为铜铝固溶体。所述过渡层中铜铝化合物比例大，铜铝化合物的导电性非常差，且铜铝化合物脆性较大，含量多的时候会降低铜铝复合基材的机械性能和电气性能。因此本发明所述的过渡层至少包含10wt％的铜铝固溶体。
作为进一步的方案，本发明所述的过渡层的厚度为0.01μm～6000μm。
在本发明中，所述过渡层12厚度过小，铜铝之间的电化学腐蚀程度会极大地增加，从而降低铜铝复合电能传输系统的电学性能以及使用寿命。所述过渡层12厚度过大，会因为夹杂较多导电性很差的铜铝化合物，也降低铜铝复合电能传输系统的电学性能。
作为进一步的方案，本发明所述的铜端子表面设置金属镀层。由于铜端子需要与用电装置相连接，因此会暴露在空气和水中，甚至有些地方的空气中还有盐分，铜端子会受到氧化和盐雾腐蚀，从而减少端子的使用寿命，严重时端子会发生短路导致燃烧事故，造成更大的损失。因此，在铜端子表面设置金属镀层，能够有效的防止空气、水、盐雾的侵蚀，延长铜端子甚至铜铝接头的使用寿命，减少安全事故的发生。所述镀层金属会选用电势电位在铜铝之间的金属材质，会在过渡层中，减缓因为铜铝之间电势电位大引起的电化学腐蚀，从而延长所述铜铝复合电能传输系统的使用寿命。因此，优选的，在本发明中所述金属镀层材质至少含有但不限于镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种。
作为进一步的方案，本发明所述的铝线缆还包括包覆在所述绝缘层外围用于屏蔽电磁干扰的屏蔽层8。本发明所述的铜铝复合电能传输系统焊接带屏蔽层的铝线缆，主要是应用在电动车使用的高压线束上。能够减轻电动车线束的重量，减少能源消耗，同时降低所述高压线束的成本。
本发明还公开了一种铜铝复合电能传输系统的加工方法，该加工方法包括
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述铝导体压入所述电能传输铝件内形成被电能传输铝件包裹的连接件；
焊接步骤：所述带有焊接平台的铜端子与所述连接件进行焊接，所述焊接平台与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。
作为进一步的方案，本发明所述的焊接步骤中还包括在连接件前端形成熔融层。
作为进一步的方案，本发明所述的铜铝复合电能传输系统的加工方法，还包括焊接平台制作步骤：使用机械加工装置，在所述铜端子的端面上加工出焊接平台。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中，除本发明做出限定外，所采用的设备、装置、测试方法等均属于现有技术。
实施例1
如图1所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
本实施例所述的铜铝复合电能传输系统，所述电能传递铝件包裹所述铝导体形成连接件，结构简单，所述电能传递铝件加工更容易，能够极大地提高电能传输铝件的生产效率，降低铜铝复合电能传输系统的制作成本。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述铝导体压入所述电能传输铝件内形成被电能传输铝件包裹的连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子装夹在摩擦焊设备的旋转夹具中，将所述经过预装步骤后的铝导体和电能传输铝件安装在移动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在旋转夹具带动下旋转，旋转夹具的转速为1000R/Min，所述移动夹具带动所述连接件水平移动并向旋转的铜端子挤压，移动夹具的压力为10000N，通过摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子焊接端的焊接平台上，并与焊接平台形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层。
在该实施例中，发明人对所述过渡层的结构进行检测，检测结果参见图6-图7。
实施例2
如图1所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述铝导体压入所述电能传输铝件内形成被电能传输铝件包裹的连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子装夹在摩擦焊设备的旋转夹具中，将所述经过预装步骤后的铝导体和电能传输铝件安装在移动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在旋转夹具带动下旋转，旋转夹具的转速为1000R/Min，所述移动夹具带动所述连接件水平移动并向旋转的铜端子挤压，移动夹具的压力为10000N，通过摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子焊接端的焊接平台上，并与焊接平台形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层。
进一步的，为了论证铜端子焊接端设置焊接平台和不设焊接平台对铜铝复合电能传输系统力学性能和电学性能的影响，发明人对上述两种不同的铜铝复合电能传输系统进行了一系列的力学性能、电学性能和寿命的实验。
具体实验过程如下：模拟铜铝复合电能传输系统实际的使用环境，但将测试条件增加到远远严苛于普通环境的程度，能在短时间内，获得与实际的使用环境下很长时间能达到的测试效果。系列实验中包括：1)初始的拉拔力和电压降测试，以获得铜铝复合电能传输系统初始的性能；2)1000小时的盐雾实验，使用盐雾实验箱，在铜铝复合电能传输系统上喷淋盐水，可以代替普通沿海环境下十年的耐盐雾测试；3)200小时的高低温实验，使铜铝复合电能传输系统分别处于使用环境最高和最低的温度各一个小时，温度切换时间小于5秒，进行100个循环，可以替代外界冷热交替环境10年的耐高低温测试；4)120小时振动实验，将铜铝复合电能传输系统固定在振动实验台上，按照使用环境选择振动幅度，在三个方向进行铜铝复合电能传输系统的振动，可以代替普通使用振动环境下10年的振动测试；5)6000小时的老化实验，将铜铝复合电能传输系统放入老化实验箱中，模拟超过额定使用条件的环境，可以替代20年普通使用环境下的老化测试。在每一个实验之后，都要测试铜铝复合电能传输系统的电压降值和拉拔力值。实验结果参见表1-1、表1-2和表1-3。
表1-1：铜端子焊接平台对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响(实验前与1000小时盐雾实验后)
Figure BDA0002435161970000141
表1-2：铜端子焊接平台对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响(200小时的高低温实验及120小时振动)
Figure BDA0002435161970000142
Figure BDA0002435161970000151
表1-3：铜端子焊接平台对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响(6000小时老化实验)
Figure BDA0002435161970000152
从上述表1-1、表1-2和表1-3的结果可以看出：铜端子焊接端设置有焊接平台的铜铝复合电能传输系统，初始的拉拔力数值就远高于铜端子焊接端不带焊接平台的铜铝复合电能传输系统，并且电压降数值也比较小。在经过分别经过1000小时盐雾试验、200小时的高低温实验、120小时振动实验和6000小时的老化实验之后，铜端子焊接端设置有焊接平台的铜铝复合电能传输系统，实验后的铜铝复合电能传输系统拉拔力仍然高于铜端子焊接端不带焊接平台的铜铝复合电能传输系统的初始拉拔力。而铜端子焊接端不带焊接平台的铜铝复合电能传输系统，实验后的拉拔力明显较低，力学性能不稳定，有可能造成铜铝复合电能传输系统脱离，从而导致线缆短路，轻则功能失效，重则导致燃烧事故。铜端子焊接端设置有焊接平台的铜铝复合电能传输系统，实验后的电压降与铜端子焊接端不带焊接平台的铜铝复合电能传输系统的初始电压降基本相同。而铜端子焊接端不带焊接平台的铜铝复合电能传输系统，实验后的电压降也明显降低，电学性能不稳定，铜铝复合电能传输系统接触电阻升高，导电时会引起铜铝复合电能传输系统发热发红，严重时会因温度过高而燃烧，造成严重的事故。
实施例3
如图2、图3所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2和至少部分带有绝缘层3的铝导体被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
作为进一步的方案，如图2、图3所示，本发明所述的电能传输铝件包括导体压接段41、绝缘层压接段43和过渡段42，所述绝缘层压接段43的内径大于所述导体压接段41，所述导体压接段41和绝缘层压接段43之间由台阶状的过渡段42连接；所述铝导体2配合套接于导体压接段内41，所述绝缘层3与绝缘层压接段43过盈配合，所述绝缘层3前端不进入所述导体压接段41。在该方案中，通过绝缘层与电能传输铝件之间的过盈配合，进一步避免电能传输铝件与铝导体之间产生空隙，杜绝了空气和水分进入电能传输铝件内部的可能，有效防止金属腐蚀。所述绝缘层前端位于所述过渡段内，台阶状的过渡段会容纳压接过程中变形延展的绝缘层，以防止绝缘层被压入导体导致电阻升高，所述铜铝复合电能传输系统发热甚至燃烧。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述除绝缘层的铝导体和部分带有绝缘层的铝导体压紧在所述电能传输铝件内形成连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子装夹在摩擦焊设备的旋转夹具中，将所述经过预装步骤后的连接件安装在移动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在旋转夹具带动下旋转，旋转夹具的转速为1000R/Min，所述移动夹具带动所述连接件水平移动并向旋转的铜端子挤压，移动夹具的压力为10000N，通过摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子焊接端的焊接平台上，并与焊接平台形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层。
在该实施例中，为了考察焊接平台对铜端子焊接效果与焊接接头性能的影响，发明人分别采用带有焊接平台的铜端子和不设置焊接平台的铜端子按照上述方法获得铜铝复合电能传输系统，不设置焊接平台的铜端子直接与形成熔融层的连接件前端形成过渡层，对这两种铜铝复合电能传输系统进行通过模拟软件Ansys进行拉力模拟实验，模拟实验的方法是分别将采用带有焊接平台的铜端子和不设置焊接平台的铜端子和形成熔融层的连接件前端的数模，导入到模拟软件中，在铜端子和连接件的两端，分别施加拉力，施加拉力为1700N，然后软件自动模拟出交界面的内部应力，内部应力越大，则焊接越不稳定，拉拔力越小。拉力模拟实验的过程及结果参见图8～图11。
图8～图11的结果可知：铜端子焊接端不设置焊接平台的接头内部应力为10.887Mpa，铜端子焊接端带有焊接平台的接头内部应力为8.2405Mpa。通过焊缝处的内部应力可见铜端子焊接端设置焊接平台的接头比铜端子焊接端不设置焊接平台的接头的内部应力减少24.3％。由于内部应力越小，拉拔时，铜铝复合电能传输系统越不容易断裂，说明铜端子焊接端设置焊接平台的铜铝复合电能传输系统的焊接性能明显更好。
实施例4
如图3所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2和至少部分带有绝缘层3的铝导体被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成:
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述除绝缘层的铝导体和部分带有绝缘层的铝导体压紧在所述电能传输铝件内形成连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子装夹在超声波设备的固定夹具中，将所述经过预装步骤后的连接件安装在超声波设备的振动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在固定夹具中固定不动，所述振动夹具带动所述连接件水平振动并向固定的铜端子挤压，振动夹具的频率为200KHz，压力为10000N，通过振动摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子焊接端的焊接平台上，并与焊接平台形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层。
本实施例的目的在于论证不同熔融层厚度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降以及焊接强度的影响，考察了不同熔融层厚度铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表2。
表2：不同熔融层厚度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响
Figure BDA0002435161970000181
Figure BDA0002435161970000191
从上表可以看出，熔融层厚度小于0.01cm时，拉拔力明显较低，而电压降的值较高，得到的铜铝复合电能传输系统的性能相对较差，同时由于熔融层厚度太小，铜铝摩擦产生的热量小，铜铝复合电能传输系统的熔融层和过渡层的强度较弱，焊接后铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能也相对较弱。
当熔融层大于15cm时，拉拔力出现比较明显的降低趋势，而电压降的值也明显升高，得到的铜铝复合电能传输系统的性能相对较差，铜铝摩擦产生热量会升高，摩擦焊过程中有更多的连接件前端熔融后再冷却，形成晶格粗大的金属结构，反而会生成比较多的导电性较差的铜铝化合物，从而导致铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能反而出现下降的趋势。
因此在本发明中，优选的，所述熔融层的厚度为0.01cm～15cm，得到的铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值以及焊接强度都具有明显的优势。
实施例5
如图3所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，所述铝线缆6包括铝导体2和包覆在所述铝导体2外围的绝缘层3，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层的一段铝导体2和至少部分带有绝缘层3的铝导体被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述除绝缘层的铝导体和部分带有绝缘层的铝导体压紧在所述电能传输铝件内形成连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子装夹在电阻焊设备的下电极中，将所述经过预装步骤后的连接件安装在电阻焊设备的上电极中；
焊接步骤：所述铜端子在下电极中固定不动，所述上电极带动所述连接件向下移动并向固定的铜端子通电并挤压，电阻焊设备施加的电流为40KA，所述上电极施加的压力为10000N，通过接触电阻导电生热，在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子焊接端的焊接平台上，并与焊接平台形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层。
在该实施例中，发明人为了论证焊接平台高度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降以及焊接强度的的影响，考察了不同焊接平台高度的铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表3。
表3：不同焊接平台高度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响
Figure BDA0002435161970000201
表3的结果表明：当所述焊接平台高度低于0.01cm，就很接近齐平的焊接端面，此时的铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能处于较低的水平。当所述焊接平台高度高于15cm，为了能使熔融层和铜端子焊接端面全部接触并形成过渡层，需要焊接设备提供更高的摩擦热量和压力，并且焊接平台端面和底面承受的热量和压力不一致，导致所述熔融层和所述过渡层厚度不均匀，接触电阻增大，从而使铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能出现下降的趋势。
进一步的，在该实施例中，发明人为了论证焊接平台端面面积对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降以及焊接强度的影响，考察了不同焊接平台端面面积的铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表4。
表4：不同焊接平台端面的横截面积占其根部横截面积的比例对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响
Figure BDA0002435161970000211
根据上述表4的结果可知，为了能够满足产生足够的摩擦热量，所述焊接平台端面不能太小，当焊接过程中铜铝接触摩擦面积大于50％时，能够获得电学性能和力学性能优异的铜铝接头。
实施例6
如图4所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，铝线缆包括铝导体和包覆在所述铝导体外围的绝缘层3，以及包覆在所述绝缘层3外围的起到屏蔽电磁干扰的屏蔽层8，还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层3的一段铝导体2被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
本发明所述的铜铝复合电能传输系统，所述电能传递铝件包裹所述铝导体形成连接件，结构简单，所述电能传递铝件加工更容易，能够极大地提高电能传输铝件的生产效率，降低铜铝复合电能传输系统的制作成本。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层3的铝导体2套入电能传输铝件4内，使用压紧装置将所述除绝缘层3的铝导体2压紧在所述电能传输铝件4内形成连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子1装夹在摩擦焊设备的旋转夹具中，将所述经过预装步骤后的连接件安装在移动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在旋转夹具带动下旋转，旋转夹具的转速为1000R/Min，所述移动夹具带动所述连接件水平移动并向旋转的铜端子挤压，移动夹具的压力为10000N，通过摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子1焊接端的焊接平台11上，并与焊接平台11形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层12。
本实施例的目的在于论证不同铜铝固溶体在所述过渡层中的占比对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响，考察了不同铜铝固溶体在所述过渡层中的占比的铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表5。
表5铜铝固溶体在所述过渡层中的占比对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响
Figure BDA0002435161970000221
从上表可以看出，当所述过渡层包含的铜铝固溶体小于10wt％时，铜铝复合电能传输系统的拉拔力逐步降低，铜铝复合电能传输系统的电压降逐步上升，无法满足铜铝复合电能传输系统的力学性能和电气性能要求。随着所述过渡层包含的铜铝固溶体占比逐渐增多，铜铝复合电能传输系统的力学性能和电气性能逐渐增强，因此所述的过渡层包含不少于10wt％的铜铝固溶体。
实施例7
如图5所示，一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子1和铝线缆6，铝线缆包括铝导体和包覆在所述铝导体外围的绝缘层3，以及包覆在所述绝缘层3外围的起到屏蔽电磁干扰的屏蔽层8，还有包覆在所述屏蔽层8外围的外绝缘层31。还包括电能传输铝件4，剥除绝缘层3的一段铝导体2被包裹在所述电能传输铝件4内形成连接件；所述铜端子1上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台11，所述焊接平台11与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层12。
所述铜铝复合电能传输系统通过以下工艺加工而成：
预装步骤：将剥除绝缘层3的铝导体2套入电能传输铝件4内，使用压紧装置将所述除绝缘层3的铝导体2压紧在所述电能传输铝件4内形成连接件；
装夹步骤：将带有焊接平台的铜端子1装夹在摩擦焊设备的旋转夹具中，将所述经过预装步骤后的连接件安装在移动夹具中；
焊接步骤：所述铜端子在旋转夹具带动下旋转，旋转夹具的转速为1000R/Min，所述移动夹具带动所述连接件水平移动并向旋转的铜端子挤压，移动夹具的压力为10000N，通过摩擦生热在所述连接件前端形成熔融层，然后在压力作用下使所述熔融层包覆在所述铜端子1焊接端的焊接平台11上，并与焊接平台11形成以金属原子互相渗透或相互结合的过渡层12。
作为进一步的方案，本发明所述的铜端子表面设置金属镀层。由于铜端子需要与用电装置相连接，因此会暴露在空气和水中，甚至有些地方的空气中还有盐分，铜端子会受到氧化和盐雾腐蚀，从而减少端子的使用寿命，严重时端子会发生短路导致燃烧事故，造成更大的损失。因此，在铜端子表面设置金属镀层，能够有效的防止空气、水、盐雾的侵蚀，延长铜端子甚至铜铝接头的使用寿命，减少安全事故的发生。所述镀层金属会选用电势电位在铜铝之间的金属材质，会在过渡层中，减缓因为铜铝之间电势电位大引起的电化学腐蚀，从而延长所述铜铝复合电能传输系统的使用寿命。因此，优选的，在本发明中所述金属镀层材质至少含有但不限于镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种。
本实施例的目的在于论证不同金属镀层的铜端子对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响，考察了不同金属镀层的铜端子制成的的铜铝复合电能传输系统，在铜铝复合电能传输系统经过48小时盐雾实验后的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表6。
表6不同金属镀层材质对铜铝复合电能传输系统性能的影响
Figure BDA0002435161970000241
从上表可知，在经过48小时的盐雾实验后，无防腐蚀保护层的铜铝复合电能传输系统，电气接头的拉拔力明显下降，电压降明显上升，无法较好的满足铜铝复合电能传输系统的拉拔力要大于2000N，电压降要在0.5mV以下的要求。而其他带有防腐蚀保护层的铜铝复合电能传输系统，试验后铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降仍然满足铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能要求，因此，发明人将防腐蚀保护层的材质设定至少含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种。
实施例8
按照上述实施例1的步骤制作铜铝焊接端子，在该实施例中，发明人为了论证过渡层厚度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降以及焊接强度的影响，考察了不同厚度过渡层的铜铝复合电能传输系统的拉拔力值、电压降值和焊接强度，结果参见表7。
表7：不同铜铝过渡层的厚度对铜铝复合电能传输系统的拉拔力和电压降的影响
Figure BDA0002435161970000242
Figure BDA0002435161970000251
表7的结果表明：当铜铝过渡层的厚度小于0.01μm时，铜铝复合电能传输系统的拉拔力值明显下降，铜铝复合电能传输系统的电压降值明显升高，得到的铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能都比较差。并且，铜铝复合电能传输系统在盐雾实验后，力学性能和电学性能减低的更多，极大地降低了铜铝复合电能传输系统的性能和使用寿命。
当铜铝过渡层的厚度大于6000μm时，铜铝复合电能传输系统的力学性能和电学性能出现了下降趋势，相对应的，为了获得厚度大于6000μm的铜铝过渡层，设备所施加的压力和时间大幅度增长，因此，发明人选择铜铝过渡层的厚度为0.01μm～6000μm。
实施例9
如以上的实施例的铜铝复合电能传输系统的加工方法，还包括焊接平台制作步骤：使用机械加工装置，在所述铜端子的端面上加工出焊接平台。
进一步的，所采用的机械加工装置可以为车削装置，焊接前，使用所述车削装置上的车刀，在旋转的铜端子的端面上车削出焊接平台。
进一步的，所采用的机械加工装置可以为铣削装置，焊接前，使用所述铣削装置上的铣刀，将固定的铜端子的端面上铣削出焊接平台。
进一步的，所采用的机械加工装置可以为锯切装置，焊接前，使用所述锯切装置上的锯片，将固定的铜端子的端面上锯切出焊接平台。
进一步的，所采用的机械加工装置可以为磨削装置，焊接前，使用所述磨削装置上的磨轮，将固定的铜端子的端面上磨削出焊接平台。
进一步的，所采用的机械加工装置可以为刨削装置，焊接前，使用所述刨削装置上的刨刀，将固定的铜端子的端面上刨削出焊接平台。
本发明的所述机械加工装置，包括但不限于以上加工装置和加工方式。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (16)

1.一种铜铝复合电能传输系统，包括铜端子和铝线缆，所述铝线缆包括铝导体和包覆在所述铝导体外围的绝缘层，其特征在于，还包括电能传输铝件，剥除绝缘层的一段铝导体被包裹在所述电能传输铝件内形成连接件；所述铜端子上用于与所述连接件焊接的端部设置有焊接平台，所述焊接平台与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。
2.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述连接件的前端具有熔融层。
3.根据权利要求2所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述熔融层在所述焊接平台端面四周向铜端子方向形成延伸包覆层。
4.根据权利要求3所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述延伸包覆层至少包覆至铜端子端部。
5.根据权利要求2-4任一项所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述熔融层的厚度为0.01cm-15cm。
6.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述焊接平台包括与连接件焊接的端面和与铜端子端部连接的根部，所述端面的横截面积小于所述根部的横截面积。
7.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述焊接平台端面的横截面积至少为根部横截面积的50％。
8.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述焊接平台高度为0.01cm-15cm。
9.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述过渡层包含不少于10wt％的铜铝固溶体。
10.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述过渡层的厚度为0.01μm～6000μm。
11.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述铜端子表面设置金属镀层。
12.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述金属镀层材质至少含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种。
13.根据权利要求1所述的铜铝复合电能传输系统，其特征在于，所述铝线缆还包括包覆在所述绝缘层外围用于屏蔽电磁干扰的屏蔽层。
14.一种铜铝复合电能传输系统的加工方法，其特征在于，包括
预装步骤：将剥除绝缘层的铝导体套入电能传输铝件内，使用压紧装置将所述铝导体压入所述电能传输铝件内形成被电能传输铝件包裹的连接件；
焊接步骤：所述带有焊接平台的铜端子与所述连接件进行焊接，所述焊接平台与所述连接件之间形成以金属原子互相渗透或金属原子相互结合的过渡层。
15.根据权利要求14所述铜铝复合电能传输系统的加工方法，其特征在于，所述焊接步骤中还包括在连接件前端形成熔融层。
16.根据权利要求14-15任一项所述铜铝复合电能传输系统的加工方法，其特征在于，还包括焊接平台制作步骤：使用机械加工装置，在所述铜端子的端面上加工出焊接平台。
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