[发明专利]一种铜端子和铝导线的接头及其等离子焊接方法

说明书

本发明涉及一种铜端子和铝导线的接头，该接头的铜端子连接件与铝导线的导芯通过过渡焊接层连接，该接头还可设置有强化焊接层。本发明还提供了用等离子弧焊制备该接头的方法。本发明将铜端子和铝导线用等离子弧焊的方式在连接部分填充焊料，使铜铝之间通过焊料连接在一起。焊接过程破坏掉铝氧化层，增加导电率，又能隔离铜端子和铝导线，防止铜铝之间发生电化学反应，延长铜端子和铝导线接头的使用寿命，保证连接结构的机械、电气性能。

技术领域

本发明属于线束领域，涉及一种铜端子和铝导线的接头及其用等离子焊连接的方法。

背景技术

铜具有良好的导电性、导热、塑性而被广泛应用。然而，铜资源短缺，铜成本高。为此，人们开始寻找铜的替代品来降低成本。铝价格相对较低，且同样具有优良的导电性、导热和塑性加工性，因此，以铝代铜是目前发展的主要趋势，但是铝的某些性能还是不如铜优异，许多构件仍然不能完全以铝代铜，因此存在铝构件和铜构件之间接头焊接的情况。例如，由铝类材料构成的导线作为电缆使用，在将这种电缆连接在各种电气装置上的铜端子时，或者与铜电缆互相进行连接时，在铜铝接触端通过焊接而连接。现有技术中的铜端子一般包括连接件(或者称为连接端)，以及连接件后端的功能件(或者称为固定端)；连接件用于与铝导线连接；功能件用于与电气设备终端相连，如汽车发动机或者蓄电池等。

对于铝和铜的连接导电，有两个技术问题一直没有解决：1)铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水，但同时也使铝导线的导电性能大大降低。2)铜跟铝属于不同的元素，铜的金属惰性要大于铝，铜与铝之间存在相对较大的电极电位差，这两种金属连接通电后易发生电化学反应，导致铝线逐渐被氧化，降低铝线的机械强度和导电性。

现有线束常用连接技术中，铜端子和导线的连接方式主要以压接为主，即导线的导芯放入端子的连接件中，使用端子压接模具将端子和导线采用机械的方式压接在一起。然而，对于铜端子和铝导线这种组合，传统的压接方法无法解决铝导线和铜端子随着时间的推移所发生的电化学反应，无法解决因而导致的铜端子和铝导线接头的力学性能和电学性能下降的问题。

因此，一种全新的低成本的解决铜端子和铝导线连接的方法急待推出。

发明内容

为了克服现有技术中，铜铝连接易发生电化学腐蚀、铝易氧化、接头强度随着时间推移而降低的问题，本发明提供了一种铜端子和铝导线的接头及其制作方法。该接头及其制作方法可以避免铜铝电化学腐蚀，提高铜铝接头的力学性能与电学性能，增加铜铝接头的使用寿命。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

一方面，本发明提供了一种铜端子和铝导线的接头及其制作方法，所述的铜端子含有连接件，以及与铜端子连接件相连的功能件，所述铝导线的导芯与铜端子连接件相连，至少所述的铝导线的导芯通过过渡焊接层与铜端子连接件相连。所述过渡焊接层由焊料组成。具体地，所述过渡焊接层是由焊料熔融后，填充到铜端子连接件与铝导线的连接间隙形成。所述的焊料的熔深深度占铜端子连接件长度的3％-100％；优选地，所述的焊料的熔深深度占铜端子连接件长度的30％-100％。

在本发明中，所述铜端子和铝导线的接头具有压接区域。所述的压接区域面积至少占铝导线与铜端子重叠区域面积的1％；优选地，所述的铜端子和铝导线接头的压接区域面积至少占铝导线与铜端子重叠区域面积的10％。所述的过渡焊接层是由焊料组成。所述的过渡焊接层是由焊料熔融后，填充到铜端子与铝导线的连接间隙形成。所述的焊料的熔深深度占整个压接区域长度的5％-100％；优选地，所述的焊料的熔深深度占整个压接区域长度的35％-100％。