钎焊铜铝端子区别及工艺介绍

铜铝端子是一种用于连接铜导线和铝导线的电力连接器件。它通常由一个铜管和一个铝管组成，两个管子之间用螺纹结构连接起来，形成一个完整的电气连接。

铜铝端子的作用是将铜导线和铝导线连接在一起，形成一个稳定可靠的电气连接，以便传递电流。由于铜和铝的化学性质和热膨胀系数不同，所以在使用铜铝端子时需要特别注意它们的连接质量。

目前连接铜铝端子的最常用方法就是钎焊工艺，它可以非常简单方便的让铜铝端子进行快速连接。

钎焊铜铝端子注意事项

铜铝端子是用于连接铜线和铝线的电气连接器，在钎焊铜铝端子时，需要注意以下几点事项：

1. 材料：铜铝端子分为铜壳铝芯和铝壳铜芯两种材料。在钎焊铜铝端子时，需要选择适合的钎料，以确保钎焊后的接头具有足够的强度和导电性。

2. 清洁：在进行钎焊之前，需要将铜铝端子和连接线表面清洁干净。铝线表面可能会有氧化层，需要使用适当的清洁剂或研磨工具将其去除，以确保钎焊能够牢固地连接。

3. 温度：钎焊铜铝端子时需要控制好温度。铝的熔点比铜低，容易熔化，因此需要在保证足够温度的情况下尽量缩短焊接时间，以避免过度加热而损坏连接器。

4. 技术：钎焊铜铝端子需要一定的技术和经验，以确保焊接质量。如果没有经验，建议寻求专业人士的帮助，以避免焊接质量不稳定，影响电气设备的正常使用。

铜和铝钎焊端子的主要区别在于它们的材质和用途。

铜钎焊端子通常由铜材料制成，用于连接电线和电缆。铜是一种良好的导电材料，因此铜钎焊端子通常用于高电流和高温环境下的应用，如汽车、船只和电力设备。

铝钎焊端子通常由铝材料制成，用于连接铝电线和电缆。铝钎焊端子与铜钎焊端子相比，通常较轻，但是它们不如铜钎焊端子导电能力强。铝钎焊端子主要用于轻型应用，如家庭电器和汽车较低功率系统。

因此，铜钎焊端子和铝钎焊端子有着不同的用途，需要根据具体的应用场景来选择。概况起来，钎焊铜铝端子的主要区别表现在以下几个方面：

• 钎焊材料：铜的钎焊材料通常是含银钎条，而铝的钎焊材料通常是铝硅钎条或铝镁钎条。
• 溶接温度：铜的熔点约为1083℃，钎焊温度一般在800-900℃之间。而铝的熔点约为660℃，钎焊温度一般在450-580℃之间。
• 氧化问题：铝易于氧化，因此在钎焊时需要采取措施防止氧化，如使用氩气保护、使用钎焊剂等。而铜相对不易氧化，一般不需要特殊措施。
• 钎焊接头强度：铜的钎焊接头强度较高，适用于承受较大力的应用场合。而铝的钎焊接头强度较低，适用于较轻负荷。

钎焊铜铝端子方法步骤

铜铝端子钎焊需要选择合适的钎焊材料，而且可以采取以下步骤进行钎焊：

1. 清洁：在钎焊之前，必须先清洁铜铝端子的表面，以确保钎焊材料能够牢固附着。可以使用砂纸或钢丝刷清洁端子表面，并用酒精或丙酮擦拭干净。

2. 预热：将铜铝端子加热到钎焊温度前，应先进行预热，以避免由于温度过快升高而导致金属热裂。

3. 应用钎焊剂：在端子接触处涂上适量的钎焊剂，钎焊剂可以促进钎焊材料与端子金属的结合。

4. 加热钎焊材料：将钎焊材料加热至熔点，直到材料开始流动。在钎焊过程中，应避免加热过度，以免过热端子导致热裂。

5. 钎焊：将加热好的钎焊材料涂在铜铝端子的接触处，直到钎焊材料充分覆盖端子表面。等待材料冷却后，即可得到一个坚固的钎焊接头。

需要注意的是，钎焊铜铝端子时需要特别注意控制加热温度和时间，以免导致金属热裂。此外，应选择适合铜铝钎焊的钎焊材料和钎焊剂，以确保钎焊质量。

铜铝端子钎焊工艺介绍

铝和氧的强亲和力导致了铝的表面一直存在一层氧化膜，所以必须在钎焊之前对铝板进行严格的预处理。在焊接前，使用砂纸对铜板和铝板进行打磨，这样可以将表面的油、氧化物层和水去除，使得铜板和铝板表面接触良好。然后用无水乙醇清洁铜板接触面，用铝清洁剂清洁铝板接触面，并且对其进行干燥处理，使焊接面的杂质降至最低。

因为铜热管的工作温度不能超过250℃，所以铜板一侧焊接温度不能超过250℃，为了满足这一温度条件，选用3种钎焊工艺。

• 工艺1：直接使用M51低温钎料搭配钎剂进行焊接；
• 工艺2：先使用Q303或303高温药芯钎料在铝板上形成镀层，再将铜板和铝板进行钎焊连接；
• 工艺3：在铝板表面用刮擦钎焊法搭配M51或53钎料先进行镀层处理，再将铜板和铝板进行钎焊连接。

1. 通过高频感应加热在铝板上钎焊1层铝用钎料，焊接温度为400～450℃，钎料被加热熔化铺覆在铝表面形成镀层，在热状态下使用机械刮板去除残留物并控制镀层厚度；
2. 将焊锡放置于镀层表面，在镀层表面形成1层焊锡层使用M51钎料刮擦钎焊在200℃左右，其余在350℃左右，然后空冷至室温；
3. 在铜板表面钎焊1层焊锡180～200℃，然后空冷至室温；
4. 将镀有镀层的铜板和铝板进行焊接180～200℃。

界面强度计算公式：T=P/HL

上式中：τ为界面结合强度；P为拉伸过程中最大力；H为试样剪切面的宽度；L为试样剪切面的长度。

结果显示，直接使用M51钎料与搭配的钎剂进行铜铝钎焊和先在铝板上镀M51钎料后再进行焊接的试样的剪切强度几乎为零，说明只使用M51低温钎料很难大面积焊接铜铝。

最后，为了进一步分析铜铝焊接件是否有高质量的结合，可以使用XPL−15偏光显微镜来观察铜铝焊接界面的形貌，在ZWICK−Z050电子万能试验机上测试焊接界面的结合强度。

众所周知，M51钎料配套使用的钎剂为有机铝钎剂，这种钎剂由几种氟硼酸盐组成，溶剂为有机物三乙醇胺。这种类型的钎剂主要通过产生的有机氟硼化物除掉铝表面的氧化膜，同时重金属氟硼化物沉淀析出的金属能够让钎料在铝板上的铺展性得到改善。有机铝钎剂在180～275℃可以有效地破坏氧化铝膜，但是存在活性差的问题，若加热温度高于275℃，钎剂所含的有机物会碳化，直至彻底失去活性。这类钎剂在其作用期间会产生大量的气体，呈现沸腾状态，这会导致大面积焊接时出现很多气孔，使焊件得不到致密的钎缝。

此外，Q303和303为内部包裹有粉末状钎剂的药芯钎料，钎剂主要成分为氟化物，几乎不溶于水，解决了氯化物钎剂容易吸潮的问题，几乎无腐蚀性。氟化物钎剂的破膜原理为：先溶解铝表面上的难熔氧化物，然后钎料在钎剂的作用下通过毛细作用自由地穿透进入结合表面和基体进行冶金结合。镀层后未反应完全的钎剂以糊膜的形式存在于部件表面，其厚度约为1～2μm。钎剂残留层附着力很强，不吸湿，不腐蚀，不溶于水性溶剂，固态时很难去除，而且这一层残留层会阻止Sn60的润湿，因此，需要在高温钎料为液态时去除这一层糊膜，使得Sn60能够成功地在镀层表面润湿。试验发现，焊锡在350℃能很好地润湿高温钎料，所以需要在高温时于镀层表面焊一层焊锡，然后将铜铝之间的焊接转变为焊锡和焊锡之间的结合，这样就能够满足温度的要求。