4.1.1  概述

在本书第3章中分析了常用有色金属（铜、铝、钛、镍）及其合金的性质、分类和用途及其自身同种金属的焊接性后，再讨论异种有色金属组合的焊接就容易多了。表4-1是常用有色金属铜、铝、钛、镍及铁等金属元素的物理性能及化学性能，表中列入铁元素只是为了作个参考。

表4-1 常用有色金属铜、铝、钛、镍及铁等金属的物理性能及化学性能

由表4-1可知，铜、铝的物理性能与铁相比，其最大的特点和优势是导热性和导电性极好。因此，铜、铝最大的用途是作为导电材料和散热材料。与焊接有关的是作为导电材料的铜和铝，金属材料的导电性和导热性是相互关联的，导电性好的金属其导电性也必然好。

纯铜（紫铜）与纯铝的导电性及导热性最好，铜、铝中分别加入了不同的合金元素，则成为铜合金（黄铜、青铜、白铜）、铝合金（铝-铜合金、铝-锰合金、铝-硅合金）之后，其导电性和导热性逐渐变差，甚至不如低碳钢（如白铜等）。当然这些合金可获得其他优异的力学性能或耐蚀性。因此作为导电、散热材料，纯铜和纯铝是首选的最佳金属材料。银的导电、导热性比铜、铝更好，但银的资源有限，价格比较昂贵，而且力学性能较差（强度低），不可能作为工程结构材料来使用。

所以本节中只介绍铜与铝组合的焊接，只限于工业纯铜（紫铜）与工业纯铝组合的焊接，即两种导电金属材料的焊接。

铜与铝都是制作导电的材料，因为铝的密度仅为铜的1/3，价格也便宜很多，而且资源丰富，所以从降低成本、减轻重量及合理利用资源等方面考虑需要以铝代铜。但铝的导电性比铜差，电阻率比铜大60%左右，而且抗拉强度σ_b很低，仅为80～100MPa，而铜的抗拉强度σ_b在392～492MPa之间，因此以铝代铜又有一定制约条件。在实际生产中，为了充分发挥铝和铜各自的优点，谋求最好的技术经济性，常常是铝、铜共用，制成铝、铜复合结构，这就经常遇到需要将铝和铜牢固地连接起来的问题。铝的表面极易氧化，所形成的氧化膜也十分牢固，且电阻率非常大，可见铝与铜之间采用机械连接是不可靠的，所以在生产中广泛应用焊接方法来实现其连接，以提高铜与铝焊接接头的综合性能。