铝合金的冷压焊就是在没有外加热源的条件下,仅借助于压力使铝及其合金产生塑性变形,把焊接接头间的氧化膜和其它杂质挤出,使金属接近到原子间距,产生原子扩散现象而形成的固态焊接方法。
在所有的塑性金属中,铝的冷压焊可焊性最好,冷压焊适于焊接工业纯铝、旅美合金、铝锰合金、硬铝等。用加压变形的冷焊形成了比基体金属较硬的、强度较大的、延展性较低的焊接区。采用这种工艺扩散现象减至最小,无热影响区和软化去,焊接接头的机械强度、电气性能、耐蚀性能好。一般采用对接和搭接形式焊接铝合金。
铝合金冷焊是,所消耗的电量仅为电阻焊的1/50～1/20;设备简单,易于操作与维修;工艺过程简单易掌握,只需控制焊前清理和变形程度;焊接质量稳定,不受网压影响;劳动卫生条件好。其主要缺点是局部变形量较大,对接焊时需要多次挤压,搭接焊时有凹坑,焊接压力比电阻焊高数倍,焊接大截面焊件所需设备吨位较大。但重复顶锻自动化和爆炸加压的冷压焊机的出现,可以弥补多次挤压效率低和设备笨重的缺点。
铝合金冷压焊时,其焊件表面的清洁度和重要,它会对冷压焊的条件和接头最终的机械性能有很大影响。有机污染物会使接头的性能显著降低。可以采用在350～400℃范围内进行熔烧以去除铝合金表面上的油膜等有机薄膜。
为了防止在被焊工件上重新形成氧化膜,冷压焊前最好在惰性气体中清整铝合金的表面。在清整和停止供应保护气体后,工件表面为几层吸附的惰性气体分子所覆盖,其惰性气体与清整表面结合的时间,足够维持冷压焊的进行。在一般情况下,使用硬的钢丝刷刷净后应立即进行焊接。
冷压焊焊接铝合金时,单位压力应能保证压碎氧化膜。氧化膜的性能对选择冷压过程的适宜参数有很大影响,绿的氧化物硬度比其它有色金属大,所以冷压焊铝合金时,必须使用很大的单位压力。其中铝合金单位压力要比工业纯铝大0.5～1倍,具体参数见图1。
铝合金线材接头主要利用冷压焊进行对接,所采用的单位压力比它的抗拉强度大2～3倍。线材冷压焊时,其伸出的长度有它的直径决定,具体参数见图2。
