铜与镍组合焊接性分析

铜与镍的组合无论熔焊、压焊或钎焊，都有较好的焊接性，其理由是铜和镍在液态、固态都能够无限互溶。虽然其物理性能和力学性能有较大的差异，只要采取相应的焊接工艺措施后，仍可以获得良好的接头质量。

1.铜与镍组合的熔焊焊接性

镍属于重有色金属，是铁磁性材料，为面心立方晶体，无同素异构转变。镍金属具有化学活性低、耐蚀性强、强度高、韧性好和加工性能优异等特点。由表4-1可知，铜与镍在原子半径、晶格类型、密度及比热容等方面很接近。从图4-16可见，铜与镍在固态和液态都能无限固溶，形成一系列连续固溶体，不会形成金属间化合物。

图4-16 铜与镍二元合金相图

铜与镍的上述一些特点及其相接近的某些物理性能，这些因素显然对它们的焊接有利。不过铜与镍在化学成分、熔点、导热性能、线胀系数及电阻率等方面却有较大差异，这仍会给焊接带来很大问题。焊接时，铜母材一侧易与杂质生成低熔点共晶体，镍母材一侧也容易形成（Ni+S）、（Ni+P）、（Ni+Pb）、（Ni+As）等低熔点共晶体，这些常常成为接头脆化开裂的原因。氧、氢在镍中的溶解度液态时很大，冷却时变小，也可能导致焊缝气孔。(www.xing528.com)

为减少上述焊接性问题的发生，必须采用高纯度惰性气体或真空来保护焊接区。同时对两种母材金属的化学成分要严格，限制S、P、As、Pb、Bi等杂质；选用高纯度填充材料，纯镍或纯铜，并采用铝、钛脱氧剂加强对焊接熔池的脱氧和脱气；以及采用小的焊接热输入等措施。熔焊、压焊和钎焊方法均可用于铜与镍的焊接，常用的熔焊方法有惰性气体保护焊、真空电子束焊、等离子弧焊和气焊等。但应注意铜与镍的组合不能采用激光焊。因为无法控制不同反射率的适应性。

2.铜与镍组合的压焊焊接性

由表4-1可以查到，工业纯铜的热导率比镍大4倍，电阻率小4倍左右，尽管二者的塑性差别不太大，但是压焊方法中的电阻焊、摩擦焊方法对铜与镍的组合没有适应性，理由是铜母材侧的热量很难积累与镍达到平衡。

冷压焊及扩散焊能够很好地适应铜与镍组合的焊接。纯铜合金化之后，物理性能会发生很大的变化，因此镍黄铜、锌白铜和工业纯镍的组合却能够适应电阻焊方法，某些牌号镍合金和相应的铜合金组合也具有电阻焊的适应性。