基于激光钎焊的Al-Cu焊接连接件电学性能分析

基于激光钎焊的Al-Cu焊接连接件电学性能分析

刊名：Journal of Manufacturing Processes（英）

刊期：2014年第16期

作者：Tobias Solchenbach et al

编译：赵唤

采用激光钎焊技术对锂离子电池组件中Al-Cu合金结构进行连接。对这种合金结构的焊缝布局进行研究表明，通过优化间距和重叠设计的双平行焊缝具有很低的接触电阻。

试验中，将Al和Cu焊接连接件重叠，用激光束照射铝焊接连接件的边缘使Al融化，此时Cu焊接连接件仍为固态，熔融Al的热量传给Cu使其融化，然后两种材料相互扩散连接在一起。由于Al吸收红外光以及Al 和Cu之间的高导热性，因此激光钎焊是比激光热传导焊接更适合Al和Cu的焊接。由于处理时间短的限制，Al和Cu的相互熔融时间很有限。为了使Al具有一个稳定的熔层，选择直径小的激光束以及高纵横比（焊接深度和宽度的比）的Al表面。在焊接区域，采用圆形的空间功率调节器扩大焊接的表面宽度，提高连接区域处的热输入量。

从文中试验可以得出以下结论：①激光钎焊焊接的Al-Cu连接件具有低接触电阻；②厚度为3～5μm的金属间化合物对焊接件接触电阻影响很大；③在相同的工艺参数下，使用激光钎焊技术可使连接件接头具有低接触电阻和高机械界面强度，这正好可以满足电动汽车对机械可靠性和电气性能的高要求；④接触电阻对机械强度最敏感，而金属间化合物的厚度次之；⑤正确选择焊缝的几何形状和布局可降低接触电阻；⑥焊接件具有低接触电阻就相当于实现了重叠界面理想的完全接合。

未来的研究重点将是金属间化合物的熔融。