基于激光釬焊的Al-Cu焊接連接件電學性能分析

刊名：Journal of Manufacturing Processes（英）

刊期：2014年第16期

作者：Tobias Solchenbach et al

編譯：趙喚

采用激光釬焊技術對鋰離子電池組件中Al-Cu合金結構進行連接。對這種合金結構的焊縫布局進行研究表明，通過優(yōu)化間距和重疊設計的雙平行焊縫具有很低的接觸電阻。

試驗中，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散連接在一起。由于Al吸收紅外光以及Al 和Cu之間的高導熱性，因此激光釬焊是比激光熱傳導焊接更適合Al和Cu的焊接。由于處理時間短的限制，Al和Cu的相互熔融時間很有限。為了使Al具有一個穩(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節(jié)器擴大焊接的表面寬度，提高連接區(qū)域處的熱輸入量。

從文中試驗可以得出以下結論：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，使用激光釬焊技術可使連接件接頭具有低接觸電阻和高機械界面強度，這正好可以滿足電動汽車對機械可靠性和電氣性能的高要求；④接觸電阻對機械強度最敏感，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于實現(xiàn)了重疊界面理想的完全接合。

未來的研究重點將是金屬間化合物的熔融。