一种电传输结构的制作方法

本技术属于电能传输，具体涉及到一种电传输结构。

背景技术：

1、铜材质或铜合金材质具有良好的导电性、导热性、塑性而被广泛应用在电气连接领域。然而，铜资源短缺，铜在地壳中的含量只有约为0.01％，随着使用年限的增加，铜成本会逐年递增。为此，人们开始寻找金属铜的替代品来降低成本。对于铜，铝的硬度、塑性和耐腐蚀性稍差，但重量较轻，导电率仅次于铜，铝在电气连接领域可以部分替代铜。但是，由于铜铝之间的电极电位差较大，直接连接后，铜铝之间会产生电化学腐蚀，铝易受腐蚀而导致连接区域电阻增大，易在电气连接中产生严重的后果，例如功能失效、火灾等。之前的铜铝连接方式一般为熔化焊、冷压焊、电子束焊、爆炸焊等，这些焊接方式焊出来的接头脆性大，焊缝中易产生气孔和裂纹，尤其高温处理下的焊缝，晶粒变得粗大，严重影响焊接基材结合面的机械性能和电气性能，无法满足汽车电气连接领域的要求。为了增加铜铝复合传输系统铜铝接触面的稳定性，现有技术都会增加铜铝初始接触面的面积，以获取更稳定的系统。为了确保焊接接触区域吸收足够的能量，就要加大焊接能量的输出，从而产生很多成本浪费。

2、搅拌摩擦焊利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。搅拌摩擦焊的优点很多：焊接接头热影响区显微组织变化小。残余应力比较低，焊接工件不易变形；能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高：操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高，对作业环境要求低；无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接：焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。

3、搅拌摩擦焊的这些优点非常适合用于铜端子和铝导体之间的连接，但是搅拌摩擦焊对待焊接两端的形状要求较高，需要相似的两个连接端才能采用搅拌摩擦焊的连接方式进行焊接。而在实际使用中线束和端子的种类多样，很难直接选到适合铜端子和铝导体直接进行搅拌摩擦焊连接的原料，因此，现有技术中亟需一种新的方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的一个目的是提供一种电传输结构，来解铜端子和铝导体之间的传统的焊接方式焊出来的接头脆性大，焊缝中易产生气孔和裂纹，尤其高温处理下的焊缝，晶粒变得粗大，严重影响焊接基材结合面的机械性能和电气性能，无法满足汽车电气连接领域的要求的问题。

2、本实用新型提供一种电传输结构，包括通过搅拌摩擦焊连接的铜端子和铝导体；所述铝导体具有适于搅拌摩擦焊的第一焊接段；所述铜端子的一端为插接端，另一端为与所述第一焊接段造型相匹配的第二焊接段，所述第一焊接段与所述第二焊接段通过铜铝过渡层连接。

3、优选地，所述铝导体包括焊接连接的第一导体和第二导体，所述第一焊接段设置在所述第一导体上，所述第一导体与所述第二导体上至少部分区域设置镀层，所述第一导体与所述第二导体上的镀层材质的镀层不同。

4、优选地，所述第一焊接段与所述第二焊接段连接处具有通过搅拌摩擦焊形成的所述铜铝过渡层，至少在所述铜铝过渡层的表面上具有第一镀层。

5、优选地，所述铜端子上至少部分表面具有第二镀层，所述第一镀层与所述第二镀层材质不同。

6、优选地，至少在所述铜铝过渡层处包裹有绝缘体，所述绝缘体的内壁具有耐磨涂层。

7、优选地，所述铜铝过渡层内含有铜铝固溶体，所述铜铝固溶体至少占所述铜铝过渡层总质量的45.6％。

8、优选地，所述第二焊接段具有贯通的开槽，所述第一焊接段至少部分设置在所述开槽内，所述第一焊接段和所述第二焊接段具有径向同轴的通孔或螺纹孔，所述第一焊接段和所述第二焊接段通过螺柱连接。

9、优选地，所述铜端子和铝导体延伸方向的夹角为90°-180°。

10、优选地，所述铝导体为铝扁带，所述第二焊接段为扁状。

11、优选地，所述第一焊接段与所述第二焊接段的厚度相同。

12、优选地，所述铝导体为铝棒，所述第二焊接段为柱体。

13、优选地，所述铝棒横截面的直径与所述柱体横截面直径的比为94％-108％。

14、优选地，所述第一焊接段与所述第二焊接段具有互相啮合的齿部。

15、优选地，所述铝导体为多根铝导线，多根所述铝导线的一端汇聚成刚性的所述第一焊接段。

16、优选地，所述第一焊接段的长度不小于3cm。

17、本实用新型的有益效果是：采用搅拌摩擦焊的方式将铜端子和铝导体连接，提高了基材结合面的机械性能和电气性能，满足汽车电气连接领域的要求，搅拌摩擦焊焊接接头热影响区显微组织变化小，残余应力比较低，焊接工件不易变形；能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高，操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高，对作业环境要求低；无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接：焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。

技术特征：

1.一种电传输结构，其特征在于：包括通过搅拌摩擦焊连接的铜端子和铝导体；

2.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铝导体包括焊接连接的第一导体和第二导体，所述第一焊接段设置在所述第一导体上，所述第一导体与所述第二导体上至少部分区域设置镀层，所述第一导体与所述第二导体上的镀层材质的镀层不同。

3.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述第一焊接段与所述第二焊接段连接处具有通过搅拌摩擦焊形成的所述铜铝过渡层，至少在所述铜铝过渡层的表面上具有第一镀层。

4.根据权利要求3所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铜端子上至少部分表面具有第二镀层，所述第一镀层与所述第二镀层材质不同。

5.根据权利要求3所述的一种电传输结构，其特征在于：至少在所述铜铝过渡层处包裹有绝缘体，所述绝缘体的内壁具有耐磨涂层。

6.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铜铝过渡层内含有铜铝固溶体，所述铜铝固溶体至少占所述铜铝过渡层总质量的45.6％。

7.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述第二焊接段具有贯通的开槽，所述第一焊接段至少部分设置在所述开槽内，所述第一焊接段和所述第二焊接段具有径向同轴的通孔或螺纹孔，所述第一焊接段和所述第二焊接段通过螺柱连接。

8.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铜端子和铝导体延伸方向的夹角为90°-180°。

9.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铝导体为铝扁带，所述第二焊接段为扁状。

10.根据权利要求9所述的一种电传输结构，其特征在于：所述第一焊接段与所述第二焊接段的厚度相同。

11.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铝导体为铝棒，所述第二焊接段为柱体。

12.根据权利要求11所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铝棒横截面的直径与所述柱体横截面直径的比为94％-108％。

13.根据权利要求12所述的一种电传输结构，其特征在于：所述第一焊接段与所述第二焊接段具有互相啮合的齿部。

14.根据权利要求1所述的一种电传输结构，其特征在于：所述铝导体为多根铝导线，多根所述铝导线的一端汇聚成刚性的所述第一焊接段。

15.根据权利要求14所述的一种电传输结构，其特征在于：所述第一焊接段的长度不小于3cm。

技术总结
本技术提供了一种电传输结构，包括通过搅拌摩擦焊连接的铜端子和铝导体，所述铝导体具有适于搅拌摩擦焊的第一焊接段，所述铜端子的一端为插接端，另一端为与所述第一焊接段造型相匹配的第二焊接段，所述第一焊接段与所述第二焊接段通过铜铝过渡层连接。本技术采用搅拌摩擦焊将铜端子和铝导体之连接，焊接接头热影响区显微组织变化小，残余应力比较低，焊接工件不易变形，能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高，操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高，对作业环境要求低，无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低，可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接。

技术研发人员：王超
受保护的技术使用者：长春捷翼汽车科技股份有限公司
技术研发日：20230109
技术公布日：2024/1/12