基于激光釬焊的Al-Cu焊接連接件電學(xué)性能分析

刊名：Journal of Manufacturing Processes（英）

刊期：2014年第16期

作者：Tobias Solchenbach et al

編譯：趙喚

采用激光釬焊技術(shù)對鋰離子電池組件中Al-Cu合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。對這種合金結(jié)構(gòu)的焊縫布局進(jìn)行研究表明，通過優(yōu)化間距和重疊設(shè)計(jì)的雙平行焊縫具有很低的接觸電阻。

試驗(yàn)中，將Al和Cu焊接連接件重疊，用激光束照射鋁焊接連接件的邊緣使Al融化，此時(shí)Cu焊接連接件仍為固態(tài)，熔融Al的熱量傳給Cu使其融化，然后兩種材料相互擴(kuò)散連接在一起。由于Al吸收紅外光以及Al 和Cu之間的高導(dǎo)熱性，因此激光釬焊是比激光熱傳導(dǎo)焊接更適合Al和Cu的焊接。由于處理時(shí)間短的限制，Al和Cu的相互熔融時(shí)間很有限。為了使Al具有一個(gè)穩(wěn)定的熔層，選擇直徑小的激光束以及高縱橫比（焊接深度和寬度的比）的Al表面。在焊接區(qū)域，采用圓形的空間功率調(diào)節(jié)器擴(kuò)大焊接的表面寬度，提高連接區(qū)域處的熱輸入量。

從文中試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：①激光釬焊焊接的Al-Cu連接件具有低接觸電阻；②厚度為3～5μm的金屬間化合物對焊接件接觸電阻影響很大；③在相同的工藝參數(shù)下，使用激光釬焊技術(shù)可使連接件接頭具有低接觸電阻和高機(jī)械界面強(qiáng)度，這正好可以滿足電動(dòng)汽車對機(jī)械可靠性和電氣性能的高要求；④接觸電阻對機(jī)械強(qiáng)度最敏感，而金屬間化合物的厚度次之；⑤正確選擇焊縫的幾何形狀和布局可降低接觸電阻；⑥焊接件具有低接觸電阻就相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了重疊界面理想的完全接合。

未來的研究重點(diǎn)將是金屬間化合物的熔融。