冷压焊工艺研究应
刘星琦
摘：总结国外冷压焊技术发展现状分析国外专利产品冷压焊接优点提出冷压焊现代焊接成型技术中应优势根冷压焊接缺点改进焊接参数提出影响焊接接头质量素分析冷压焊焊缝结合机理
关键词：冷压焊发展状况成形机理应
1冷压焊国外发展状况
冷压焊技术相焊接技术较年轻第二次世界战中英国意中开始研究冷压焊金属技术技术引入工业生产领域1953 年美国Hunt发明冷压焊冷压焊作学术名词走进研究领域英国Babcock公司制造冷压焊采次顶镦技术完成冷压焊接工艺目前国外关冷压焊界面宏观结合机理研究停抽象理水前已实验证明广接受观点丹麦C clemensen OJuelstorpN Bay等提出冷压焊成型理模型日冷压焊技术逊色欧洲国然起步较晚发展速度已进入世界先进行列
国改革开发领域追赶世界先进水导线焊接接头列入电缆行业解决重项目国产品国际接轨国开始采国际标准接头求求改变焊接技术电缆电线焊接技术领域中冷压焊占非常重位冷压焊种非常符合时代发展焊接方法节省时间提高效率提高产品质量国公司开始熟悉冷压焊机没达普程度亚迪股份限公司发明种焊极会焊接残留物粘结冷压焊丝机**造船厂力开发冷压焊技术
2冷压焊优缺点
常温外力金属产生强烈塑性变形形成接头焊接方法加压变形时工作接触面氧化膜挤压出净化焊接接头强度通实验证明冷压焊程行变形速度引起接头升温存原子相扩散冷压焊会产生热焊常见软化区影响区脆性金属中间相
焊接时严重变形冷压焊接头结合界面均呈现复杂峰谷犬牙交错空间形貌结合面积简单截面正常情况种金属冷压焊接头强度低母材异种金属冷压焊接头强度低金属强度结合界面中间相接头导电性抗腐蚀性强
焊接方式决定冷压焊优点：行变形速度会引起接头升温存原子相扩散冷压焊需加热需填料设备简单节省电焊接参数模具尺寸等确定易操作动化焊接质量稳定生产效率高焊剂接头会引起腐蚀焊接时接头温度升高材料结晶状态变特适异种金属热焊法实现金属材料产品焊接金属组织部发生结晶软化退火现象机械强度会降低焊接工艺参数已模具尺寸确定易操作动化冷压焊没烟雾改善劳动环境
冷压焊足处目前研究现状焊接程中焊接材料性厚度焊接压力焊时顶锻压力较严格约束设备次性投资较套成熟设备视配置差异约10万元～20万元前期需化费量精力做准备工作
研究开发冷压焊机时候应该焊接材料性材料厚度焊接压力等等素考虑焊接压力模具性等冷压焊机特征属性
3冷压焊焊接工艺
般认 焊接金属零件时 必须金属加热熔化温度 者少需金属加热足金属变成塑性状态 施定压力形成焊缝 世纪四十年代 发现 金属需加热进行焊接 室温获高质量焊缝
冷压焊常温外加压力金属产生强烈塑性变形形成接头焊接方法金属固态焊接金属间没扩散现象发生加压变形时工件接触面氧化膜破坏挤出纯净金属压接定原子间距（4×1086×108mm）形成晶格面间表面原子形成键合力达焊接目加压力般高材料屈服强度产生60～90％变形量加压方式缓慢挤压滚压加击力分次加压达需变形影响冷压焊接质量素焊件表面状态材料塑性变形程度焊接时压力焊接模具等
31 焊件表面状态焊接接头质量影响
冷压焊中结合仅发生相互接触清洁表面间两清洁金属相互重叠部分结合起作般情况金属表面氧化膜种机薄膜空气中贵金属外 金属表面层氧化膜 厚度般数十埃数百埃间关氧化膜形成金属连接影响问题 冷压焊研究者持两种观点 某研究者认氧化膜妨碍金属相互结合 张焊前氧化膜掉外研究者认 焊接程中氧化膜压碎 焊点接触表面排掉 氧化膜影响金属相互结合 冷压焊研究者致认 金属表面机薄膜严重影响两金属表面间相互作 时甚根产生金属连接 焊前机薄膜金属表面清千净绝需工序表面清洁度结合表面延展率影响结合成败否关键素结合强度分析中必须加考虑真空条件冷压焊清洁金属表面发生氧化膜表面清洁度结合强度基没影响
冷压焊结合程般工件连接表面粗糙度没高求轧制剪切车削表面应塑性变形量20时求表面较低粗糙度带微沟槽凹凸表面强烈塑性变形程中利整界面切位移两金属接触面积增塑性变形达定程度时两金属结合面积增金属接触面达原子间力作范围形成结合力时表现变形基体金属变形金属表面粗糙度冷压焊结合强度定影响塑性接触模型进行分析
32 焊接时压力焊接接头质量影响
冷压焊焊金属产生塑性变形连接起 焊接时压力必须焊金属产生充分塑性变形 效焊接区域产生原子结合压力 焊金属产生充分塑性变形 会引起焊接吻点紧扣焊缝结合严密等现象 压力 会造成焊金属变形 甚压破 焊接压力焊接质量密切相关 般应根箔带厚度宽度 结合焊机规范确定
33 焊接模具焊接接头质量影响
冷压焊焊接模具说冷压焊焊接成功重素模具形状决定焊点形状决定焊缝横截面积物理形态般种焊机均附相应模具选择表 时根箔带引出线厚度选定
4冷压焊焊接原理
41冷压焊结合机理关假说
国外关冷压焊界面结合机理研究国存观点扩散理认冷压焊中存原子扩散两材料结合属晶间结合国外关冷压焊结合机理少假说具代表性种
411 薄膜学说
薄膜理认焊接性取决材料身性决定零件焊表面状态掉焊金属表面油膜氧化膜协调致塑性变形程中焊零件相互接原子间力作范围形成焊接接头薄膜理排形成原子程中热动力学素没考虑焊材料性组织缺陷影响塑性变形时原子量状态等素例扩散焊焊接金属陶瓷陶瓷身氧化物事实已纯洁金属表面概念失意义综述薄膜理然解释冷压焊焊接机理已解释冷压焊中出现现象单纯解释压焊理基础
412 结晶理
根金属变形量时结晶温度会显著降事实提出结晶理认冷压焊时形成接头程接触区结晶程金属变形变形引起冷作硬化高温作会焊零件界面边缘晶格原子重新排列形成属两焊件晶粒 样相互接触金属焊接起 必须指出结晶理首先求连结区形成晶粒次求接触区两边形成晶粒方致晶界外求界面晶粒具金属部晶粒切特征结晶理证连接问题接触表面已产生结合组织变化程没结合程身进行证实际许试验说明赞成理没掌握令信服例冷压焊接头进行X射线光谱分析没发现结晶现象
413 位错学说
位错学说认两相互接触金属产生协调致塑性变形时位错迁移金属接触表面金属氧化膜破产生高度原子间隔距离台阶金属接触表面出现位错作塑性变形阻力减利金属连接角度 金属表面出现位错定会增加表面**造成接触表面部金属塑性变形知结合程接触区金属塑性流动结果
414 扩散理
卡扎柯夫认接头区域中存着层薄互扩散区薄层互扩散区保证优质焊接接头根理推断果增加互扩散区厚度应提高接头力学性事实非完全扩散理致命弱点没考虑接触表面激活程相互结合程会限制整优质接头形成程塑性变形力差两种金属弱作力压焊接触表面激活程结合程会限制优质接头形成况焊金属间产生扩散程接触表面已形成结合发生扩散理作单纯解释形式压焊理基础
415 量学说
谢苗诺夫认引起金属间相互结合条件金属原子扩散金属原子含量焊金属材料相互接触时原子已接晶格参数数量级原子含量没达某水(量水称该金属结合低量)足间产生结合接触处金属原子量提高某水表面间会形成金属键间界面开始消失连接起量学说应激活状态概念实质量角度观察形成接头程弥补述种理足处没揭示出金属键结合底连接金属物理化学性关
述种理形式压焊试验中总结出理局部观察合理成分 单独解释形式众压焊机理必进行更深入探讨
42 冷压焊界面结合机理
性金属热作冷压焊结合模式限互溶CuNi类限互溶AgCu类生成化合物AlCu类冷压焊程中界面处存浅层扩散实现冶金结合界面产生扩散化学梯度外
原温度强烈塑性变形程中产生晶体缺陷应力等降低扩散激活界面处没高温作产生浅层扩散液固态互溶AgNi类冷压焊程中界面产生固溶体种固溶体极稳定着饱固溶相析出必然伴着接头断裂真正类组合金属牢固结合起界面处机械结合力金属键合力冶金结合
5冷压焊应
冷压焊电缆电线行业中应广泛板材冷压焊接技术国家开始研究汽车覆盖件冷压焊接推广冷压焊生产模具压设备完成加工程具生产效率高操作简便便实现机械化动化特点
冷压焊接应包括精密装备覆盖件冷压焊接航空航天仪器设备冷压焊接技术医疗卫生冷压焊接技术军事装备等等设备装备焊接技术传统焊接技术冷压焊接转变
冷压焊发展趋势纳：
1：数控冷压焊机代手动机械式冷压焊机手动机械式冷压焊机压力控制数量化验化通数控冷压焊机施加压力数量准确焊接参数确保焊透
2：冷压焊机进行修补金属材料冷压焊机修补材料代热焊机修补材料免修补程中改变金属晶格属性
3：便携式冷压焊机应易拆卸修补设备中实现现场修补适型设备尤军设备航空航天材料焊接修补
6总结
1 两金属表面清洁度冷压焊气氛金属性冷压焊结合性起关键作
2 冷压焊塑性结合程中 存着表面接触程度问题 清洁金属表面达全部原子间距接触
3冷压焊发展应基熔焊物理冶金程焊接定义提出修改补充建议
4种冷压焊结合机理假说形式压焊试验中总结出理局部观察合理成分单独解释形式众压焊机理必进行更深入探讨
5压焊工艺着操作简便 动化程度高 劳动强度低 焊接质量稳定等优点
6组配金属冷压焊界面结合机理限互溶CuNi类限互溶AgCu 类生成化合物AlCu类冷压焊程中界面处存浅层扩散实现冶金结合液固态互溶AgNi类冷压焊程中界面产生固溶体种固溶体极稳定着饱固溶相析出必然伴着接头断裂真正类组合金属牢固结合起界面处机械结合力金属键合力冶金结合
7参考资料
[1] 李致焕亢世江刘志强冷压焊中原子扩散行试验研究[J]焊接学报19913
[2] 赵升吨徐袁梅等关冷压焊技术研究探索[C]第十五次全国焊接学术会议文集20107
[3] 李云涛杜裕马成勇金属冷压焊界面结合机理探讨[J]天津学学报20027
[4] 徐沛生徐志坚冷压焊[J]电子焊接技术
[5] 梅威康冷压焊工艺研究[J]变压器19933
[6] 愈高波陈世省卢云斌冷压焊工艺技术原理应[J]现代焊接2002
[7] 陈翠欣 韩文祥 林成新双金属冷压焊固相结合强度分析计算[J]金属成形工艺2001
[8] 戴军侯**引线六角形冷压焊工艺常见问题系统选配[J]变压器201010
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刘星琦
摘：总结国外冷压焊技术发展现状分析国外专利产品冷压焊接优点提出冷压焊现代焊接成型技术中应优势根冷压焊接缺点改进焊接参数提出影响焊接接头质量素分析冷压焊焊缝结合机理
关键词：冷压焊发展状况成形机理应
1冷压焊国外发展状况
冷压焊技术相焊接技术较年轻第二次世界战中英国意中开始研究冷压焊金属技术技术引入工业生产领域1953 年美国Hunt发明冷压焊冷压焊作学术名词走进研究领域英国Babcock公司制造冷压焊采次顶镦技术完成冷压焊接工艺目前国外关冷压焊界面宏观结合机理研究停抽象理水前已实验证明广接受观点丹麦C clemensen OJuelstorpN Bay等提出冷压焊成型理模型日冷压焊技术逊色欧洲国然起步较晚发展速度已进入世界先进行列
国改革开发领域追赶世界先进水导线焊接接头列入电缆行业解决重项目国产品国际接轨国开始采国际标准接头求求改变焊接技术电缆电线焊接技术领域中冷压焊占非常重位冷压焊种非常符合时代发展焊接方法节省时间提高效率提高产品质量国公司开始熟悉冷压焊机没达普程度亚迪股份限公司发明种焊极会焊接残留物粘结冷压焊丝机**造船厂力开发冷压焊技术
2冷压焊优缺点
常温外力金属产生强烈塑性变形形成接头焊接方法加压变形时工作接触面氧化膜挤压出净化焊接接头强度通实验证明冷压焊程行变形速度引起接头升温存原子相扩散冷压焊会产生热焊常见软化区影响区脆性金属中间相
焊接时严重变形冷压焊接头结合界面均呈现复杂峰谷犬牙交错空间形貌结合面积简单截面正常情况种金属冷压焊接头强度低母材异种金属冷压焊接头强度低金属强度结合界面中间相接头导电性抗腐蚀性强
焊接方式决定冷压焊优点：行变形速度会引起接头升温存原子相扩散冷压焊需加热需填料设备简单节省电焊接参数模具尺寸等确定易操作动化焊接质量稳定生产效率高焊剂接头会引起腐蚀焊接时接头温度升高材料结晶状态变特适异种金属热焊法实现金属材料产品焊接金属组织部发生结晶软化退火现象机械强度会降低焊接工艺参数已模具尺寸确定易操作动化冷压焊没烟雾改善劳动环境
冷压焊足处目前研究现状焊接程中焊接材料性厚度焊接压力焊时顶锻压力较严格约束设备次性投资较套成熟设备视配置差异约10万元～20万元前期需化费量精力做准备工作
研究开发冷压焊机时候应该焊接材料性材料厚度焊接压力等等素考虑焊接压力模具性等冷压焊机特征属性
3冷压焊焊接工艺
般认 焊接金属零件时 必须金属加热熔化温度 者少需金属加热足金属变成塑性状态 施定压力形成焊缝 世纪四十年代 发现 金属需加热进行焊接 室温获高质量焊缝
冷压焊常温外加压力金属产生强烈塑性变形形成接头焊接方法金属固态焊接金属间没扩散现象发生加压变形时工件接触面氧化膜破坏挤出纯净金属压接定原子间距（4×1086×108mm）形成晶格面间表面原子形成键合力达焊接目加压力般高材料屈服强度产生60～90％变形量加压方式缓慢挤压滚压加击力分次加压达需变形影响冷压焊接质量素焊件表面状态材料塑性变形程度焊接时压力焊接模具等
31 焊件表面状态焊接接头质量影响
冷压焊中结合仅发生相互接触清洁表面间两清洁金属相互重叠部分结合起作般情况金属表面氧化膜种机薄膜空气中贵金属外 金属表面层氧化膜 厚度般数十埃数百埃间关氧化膜形成金属连接影响问题 冷压焊研究者持两种观点 某研究者认氧化膜妨碍金属相互结合 张焊前氧化膜掉外研究者认 焊接程中氧化膜压碎 焊点接触表面排掉 氧化膜影响金属相互结合 冷压焊研究者致认 金属表面机薄膜严重影响两金属表面间相互作 时甚根产生金属连接 焊前机薄膜金属表面清千净绝需工序表面清洁度结合表面延展率影响结合成败否关键素结合强度分析中必须加考虑真空条件冷压焊清洁金属表面发生氧化膜表面清洁度结合强度基没影响
冷压焊结合程般工件连接表面粗糙度没高求轧制剪切车削表面应塑性变形量20时求表面较低粗糙度带微沟槽凹凸表面强烈塑性变形程中利整界面切位移两金属接触面积增塑性变形达定程度时两金属结合面积增金属接触面达原子间力作范围形成结合力时表现变形基体金属变形金属表面粗糙度冷压焊结合强度定影响塑性接触模型进行分析
32 焊接时压力焊接接头质量影响
冷压焊焊金属产生塑性变形连接起 焊接时压力必须焊金属产生充分塑性变形 效焊接区域产生原子结合压力 焊金属产生充分塑性变形 会引起焊接吻点紧扣焊缝结合严密等现象 压力 会造成焊金属变形 甚压破 焊接压力焊接质量密切相关 般应根箔带厚度宽度 结合焊机规范确定
33 焊接模具焊接接头质量影响
冷压焊焊接模具说冷压焊焊接成功重素模具形状决定焊点形状决定焊缝横截面积物理形态般种焊机均附相应模具选择表 时根箔带引出线厚度选定
4冷压焊焊接原理
41冷压焊结合机理关假说
国外关冷压焊界面结合机理研究国存观点扩散理认冷压焊中存原子扩散两材料结合属晶间结合国外关冷压焊结合机理少假说具代表性种
411 薄膜学说
薄膜理认焊接性取决材料身性决定零件焊表面状态掉焊金属表面油膜氧化膜协调致塑性变形程中焊零件相互接原子间力作范围形成焊接接头薄膜理排形成原子程中热动力学素没考虑焊材料性组织缺陷影响塑性变形时原子量状态等素例扩散焊焊接金属陶瓷陶瓷身氧化物事实已纯洁金属表面概念失意义综述薄膜理然解释冷压焊焊接机理已解释冷压焊中出现现象单纯解释压焊理基础
412 结晶理
根金属变形量时结晶温度会显著降事实提出结晶理认冷压焊时形成接头程接触区结晶程金属变形变形引起冷作硬化高温作会焊零件界面边缘晶格原子重新排列形成属两焊件晶粒 样相互接触金属焊接起 必须指出结晶理首先求连结区形成晶粒次求接触区两边形成晶粒方致晶界外求界面晶粒具金属部晶粒切特征结晶理证连接问题接触表面已产生结合组织变化程没结合程身进行证实际许试验说明赞成理没掌握令信服例冷压焊接头进行X射线光谱分析没发现结晶现象
413 位错学说
位错学说认两相互接触金属产生协调致塑性变形时位错迁移金属接触表面金属氧化膜破产生高度原子间隔距离台阶金属接触表面出现位错作塑性变形阻力减利金属连接角度 金属表面出现位错定会增加表面**造成接触表面部金属塑性变形知结合程接触区金属塑性流动结果
414 扩散理
卡扎柯夫认接头区域中存着层薄互扩散区薄层互扩散区保证优质焊接接头根理推断果增加互扩散区厚度应提高接头力学性事实非完全扩散理致命弱点没考虑接触表面激活程相互结合程会限制整优质接头形成程塑性变形力差两种金属弱作力压焊接触表面激活程结合程会限制优质接头形成况焊金属间产生扩散程接触表面已形成结合发生扩散理作单纯解释形式压焊理基础
415 量学说
谢苗诺夫认引起金属间相互结合条件金属原子扩散金属原子含量焊金属材料相互接触时原子已接晶格参数数量级原子含量没达某水(量水称该金属结合低量)足间产生结合接触处金属原子量提高某水表面间会形成金属键间界面开始消失连接起量学说应激活状态概念实质量角度观察形成接头程弥补述种理足处没揭示出金属键结合底连接金属物理化学性关
述种理形式压焊试验中总结出理局部观察合理成分 单独解释形式众压焊机理必进行更深入探讨
42 冷压焊界面结合机理
性金属热作冷压焊结合模式限互溶CuNi类限互溶AgCu类生成化合物AlCu类冷压焊程中界面处存浅层扩散实现冶金结合界面产生扩散化学梯度外
原温度强烈塑性变形程中产生晶体缺陷应力等降低扩散激活界面处没高温作产生浅层扩散液固态互溶AgNi类冷压焊程中界面产生固溶体种固溶体极稳定着饱固溶相析出必然伴着接头断裂真正类组合金属牢固结合起界面处机械结合力金属键合力冶金结合
5冷压焊应
冷压焊电缆电线行业中应广泛板材冷压焊接技术国家开始研究汽车覆盖件冷压焊接推广冷压焊生产模具压设备完成加工程具生产效率高操作简便便实现机械化动化特点
冷压焊接应包括精密装备覆盖件冷压焊接航空航天仪器设备冷压焊接技术医疗卫生冷压焊接技术军事装备等等设备装备焊接技术传统焊接技术冷压焊接转变
冷压焊发展趋势纳：
1：数控冷压焊机代手动机械式冷压焊机手动机械式冷压焊机压力控制数量化验化通数控冷压焊机施加压力数量准确焊接参数确保焊透
2：冷压焊机进行修补金属材料冷压焊机修补材料代热焊机修补材料免修补程中改变金属晶格属性
3：便携式冷压焊机应易拆卸修补设备中实现现场修补适型设备尤军设备航空航天材料焊接修补
6总结
1 两金属表面清洁度冷压焊气氛金属性冷压焊结合性起关键作
2 冷压焊塑性结合程中 存着表面接触程度问题 清洁金属表面达全部原子间距接触
3冷压焊发展应基熔焊物理冶金程焊接定义提出修改补充建议
4种冷压焊结合机理假说形式压焊试验中总结出理局部观察合理成分单独解释形式众压焊机理必进行更深入探讨
5压焊工艺着操作简便 动化程度高 劳动强度低 焊接质量稳定等优点
6组配金属冷压焊界面结合机理限互溶CuNi类限互溶AgCu 类生成化合物AlCu类冷压焊程中界面处存浅层扩散实现冶金结合液固态互溶AgNi类冷压焊程中界面产生固溶体种固溶体极稳定着饱固溶相析出必然伴着接头断裂真正类组合金属牢固结合起界面处机械结合力金属键合力冶金结合
7参考资料
[1] 李致焕亢世江刘志强冷压焊中原子扩散行试验研究[J]焊接学报19913
[2] 赵升吨徐袁梅等关冷压焊技术研究探索[C]第十五次全国焊接学术会议文集20107
[3] 李云涛杜裕马成勇金属冷压焊界面结合机理探讨[J]天津学学报20027
[4] 徐沛生徐志坚冷压焊[J]电子焊接技术
[5] 梅威康冷压焊工艺研究[J]变压器19933
[6] 愈高波陈世省卢云斌冷压焊工艺技术原理应[J]现代焊接2002
[7] 陈翠欣 韩文祥 林成新双金属冷压焊固相结合强度分析计算[J]金属成形工艺2001
[8] 戴军侯**引线六角形冷压焊工艺常见问题系统选配[J]变压器201010
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