表面状态对超弹性铍青铜薄片微电阻点焊接头性能的影响

赵金 李皓波 赵家印 李芩晚

1-2中核建中核燃料元件有限公司 四川宜宾 644699

3南华大学 湖南衡阳 421001

4浙江万里学院 浙江宁波 315101

当前在核心元件的制造和应用中，针对超薄尺寸的、高硬度、高弹性的合金材质进行焊接难度较大，采用微电阻点焊的方式，能够达到超薄型薄剑自适应能力提升的效果，使得薄板良好接触下，完美进行铍青铜理想焊接连接。

1 微电阻点焊概述

微电阻点焊是一种微连接技术，微电阻点焊通过工件和接触面的电阻产热，在是要结合面进行电阻产热，从而形成融合导致工件连接。针对相比常规的电焊点焊来说，微电阻点焊能够在焊接初期就实现接触电阻的相关接头性能的发挥，使得表面状态能够对接触电阻因素进行制约。对于中间层、氧化膜、表面等实现微电阻焊连接的不同热处理状态，尤其是对于波青铜箔片进行点焊的时候，针对处理后表面硬度容易发生变化的特点，防止焊后接头质量差异较为明显。在进行中间层材料的预制时，表面状态对接头形成的具体影响机制进行了预先的研究之后，降低接头表面硬度，提升接头的连接机制，对表面硬度的变化进行质量的提升。在表面粗糙度上予以去除。运用工艺研究的方法，提升播青铜微电阻焊接头性能的质量，采用不同焊前处理的方法，对于波青铜超薄材料采用微电阻点焊的方法，使用氢铜箔片、微电阻、点焊技术，通过对不同焊钳热处理，将焊接头性能加以提升，找到表面硬度对微电阻点焊的影响规律之后，提高接头质量，运用中间层预制方法规避接头力学性能街头机理的影响[1]。

2 表面状态对超弹性铍青铜薄片微电阻点焊接头性能的影响

不同焊前热处理状态下对不同表面硬度的铍青铜超薄材料采用点焊的方法，能够找到表面硬度对微电阻点焊的影响规律。探索表面状态对微素电阻点焊的影响规律，进而实现超弹性铍青铜元件的焊接。微电阻点焊焊接材料主要为有色合金，在电极压力下紧密贴合一起，由于电流引起的电阻热，使得局部融化之后产生了焊接。精密电阻点焊和小型电阻点焊都属于微电阻点焊的技术范畴，焊接电流不超过5KA，电极压力小于等于200TN，电机压力较小的情况下，焊件之间的接触面积小于电极端面直径点，汗下的街头形成机理会发生改变[2]。

（1）表面状态对电阻点焊接头影响，焊接材料的表面状况与表面硬度、中间层表面粗糙度等有关，在进行焊接材料的接触状态的焊接时，相比常规电焊点焊而言，对微型电阻焊接过程中的焊接质量进行论证，这需要进行焊接表面的微观接触特征的敏感性的分析，微电阻点焊接头的影响，改变接头力学性能中间层和镀层金属元素的置入，增大了界面间的浓度梯度，促进元素扩散。中间层和镀层提高了基材耐腐蚀性和电学性能，在焊接热作用下呈现接头和接面的接触特征，改变塑化变形。中间层和镀层的连接阻止了电极之间的扩散，降低了基层表面的压痕，辅助板材自身电阻，增加了热输入量，从而增大了融合尺寸，提高接头强度，氧化膜的存在影响了街头融合的形成[3]。

（2）表面硬度对微电阻点焊的影响．首先要查找焊接电流的增大和减小原因，冷轧钢和镍片的微电阻点焊进行研究之后发现，冷扎钢的电阻率低、导热系数等特征，使得表面硬度明显的降低。微电阻点焊过程中产生的焊接电流增大，在弹性变形的状态下，接触面的电阻发生了塑性变形，受到材料弹性模量的影响，接触面间的电阻和表面呈现硬度，通过与实际接触面和的理论研究，分析了材料在电阻点焊中个技术面的接触特征，发现压力与接触率成正比关系，材料的表面硬度和材料的弹性模量以及屈服强度制约了接触率。

3 微电阻点焊接头动态电阻研究

通过研究发现不同的表面介质在固态结合、共晶结合、熔核结合上有显着不同，微电阻点焊连接方式根据材料状态、不同工艺接头形成等，会产生不同的固态连接和焊接连接的结果。因此在微电阻点焊过程中，接头的电阻设置为动态变化的状态，对于电阻大小因素进行调整，针对不同悍妻的动态电阻和融合生长状态，通过对动态电阻的变化曲线真实的获得融合形成过程，对接头质量优劣进行预测。

动态电阻曲线受到镀层金属的影响，随着焊接地进行，接合面的接触电阻发生了降低，在焊接初期随着焊接进行氧化膜的击穿，当温度升高时，结合面完全贴合后，集中电阻消失。动态电阻曲线用来对接头质量进行监测，动态电阻曲线受到镀层金属影响，结合面间的接触电阻降低，镀层金属软化结合面完全贴合，体电阻随着温度升高而增大。

当融合生长到最大直径时，曲线会出现峰值C点，结束语随着精密元件和系统的不断微型化焊接方法，围绕波青铜材料展开微电阻焊接技术，针对典型的沉淀硬化型合金，能够发挥不同热处理状态下的点焊接头性能。

4 结语

在焊接热作用下，时效态接头熔核区硬度处于相同工艺参数下整体低于母材，影响区沿结合面中心断裂靠近熔合线区晶粒较小，靠近母材区域晶粒远离熔合线所以较粗大，铍青铜接头含镍层接头组织熔核中心贯穿镍层与铜熔核之间，中间层经历了润湿铺展、元素扩散、反应层长大得以接头形成机理。热处理改变了铍青铜薄片的表面硬度，镍中间层预置时，时效态接头增大了，体电阻高于固溶态，焊后时效态接头性能优于固溶态致使相同工艺下的热输入总量升高，接头强度提高。