山東清鋁金屬有限公司作為銅鋁先進連接技術的專業生產廠家，一直致力于改進銅鋁導電頭的連接工藝，以獲得更好的導電性能和更高的連接強度。針對銅鋁澆鑄導電頭在電解環境下易出現的腐蝕導致銅鋁結合松動，影響導電效率進而影響生產效率的情況，我公司創新的開發了銅鋁導電頭新型連接工藝并完成了實現了陰極導電梁（含導電頭）摩擦焊接。
采用摩擦焊接與銅鋁冷壓擴散焊接銅鋁復合導電頭的整體陰極導電梁，導電梁幾何尺寸及外形等沒有任何變化，無需對現有電解鋅生產工藝進行任何調整，下表為兩種不同工藝的技術經濟性對比。
不同工藝陰極導電梁技術經濟性對比
序號 | 項目 | 鋁包銅澆鑄導電頭+MIG | 銅鋁擴散焊接復合導電頭+摩擦焊 |
1 | 經濟性對比 | 1）導電頭與鋁橫梁MIG焊接焊絲保護氣等損耗，成本￥10/件 2）可回收性：導電頭鋸掉后鋁橫梁部分帶有焊縫，影響再次焊接 | 1）提供鋁橫梁與導電頭摩擦焊接好的成品，不額外收取費用，節能降耗降低采購成本效果明顯。2）可回收性：①鋸掉冷壓擴散焊導電頭，完全成為一根新的鋁橫梁，可以繼續MIG焊接澆鑄導電頭②將導電頭鋸掉，采用新的擴散焊導電頭MIG焊接 |
2 | 技術特點 | 3）采用鋁液澆鑄包覆銅的方式，銅鋁間物理結合，沒有實現銅鋁的冶金結合。 4）銅鋁均屬于活潑金屬，即使在鍍錫等技術處理下，澆鑄時結合界面氧化依然嚴重，導電率低，結合強度差； 5）澆鑄過程鋁熔化時易帶入雜質 | 3）固相焊接工藝，材料沒有熔化，實現了銅鋁間的冶金結合。 4）焊接過程破碎了銅鋁結合界面處的氧化膜，實現潔凈金屬的冶金結合，導電率好，結合強度高； 5）屬于機械化加工過程，受人為因素影響小 |
3 | 產品質量 | 6）澆鑄導電頭產品尺寸精度差，MIG焊接后陰極梁外觀及一致性沒有機加工產品好； 7）電解鋅環境下銅鋁結合區域易腐蝕導致銅塊松動影響導電率和生產效率 | 6）銅鋁結合強度優于澆鑄和爆炸焊接等工藝，以爆炸焊接為例，結合強度多在70MPa左右，該工藝可實現銅鋁結合強度100MPa以上，優于現有的已知的銅鋁復合連接工藝； 7）成品屬于加工產品，尺寸精度好； |
4 | 環境要求 | 8）加工過程存在污染，鋁熔化、澆鑄及MIG焊接過程產生的金屬蒸汽對人體有害； 9）作業環境不易實現潔凈化； | 8）焊接過程安全、無污染、無煙塵、無輻射等，屬于綠色焊接技術。 9）作業過程方便實現機械化、自動化，功效高，對作業環境要求低； |
5 | 職業損傷 | 10）主要表現為鋁、錫熔化澆鑄過程的有害氣體和金屬蒸汽等。 11）需要進行職業防護 | 10）無任何職業損傷 11）不需要進行防護 |
對新工藝制作的銅鋁復合試件按照GB/T228.1-2010加工標準拉伸試樣，測試結果表明試樣均斷裂在銅鋁復合試件鋁母材處，表明銅鋁結合強度非常好，是一種優良的連接工藝。對銅鋁復合接頭進行導電率測試，新工藝導電頭電阻率為傳統連接方式的導電頭電阻率的72.34%，電阻率更低，導電性能更好。
擴散焊接銅鋁復合導電頭
3.2平米陰極導電頭
銅鋁導電頭與鋁陰極梁的復合目前常用的工藝為氬弧焊接，相對于氬弧焊接，攪拌摩擦焊接是一種更為優異的導電頭與鋁梁的焊接工藝。攪拌摩擦焊屬于固相焊接工藝，焊接時沒有接頭金屬的熔化，也就避免了常規氬弧焊接時由于金屬熔化凝固過程所產生的氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。攪拌摩擦焊接焊縫更為致密，接頭強度高，導電率好。攪拌摩擦焊的特點要求攪拌頭必須在被焊材料之內，在焊接鍛壓力的作用下攪拌針的攪拌破碎消除焊縫界面，形成材料的冶金結合。由于攪拌頭結構設計的要求，必然導致最端頭的材料無法實現焊接，具體到陰極導電梁和導電頭的焊接中，端頭大約存在6~7mm的未焊合區域。同時，在攪拌針扎入被焊材料的階段，存在較大的焊接力，在熱的作用下，材料向兩側擠壓變形，最終形成了圖中所示的端部縫隙，該縫隙屬于局部現象，存在于焊縫端部不大于10mm范圍內。同時，在焊接終了階段留有直徑約8mm的錐形尾孔，由于采用了正反兩面的焊接，在陰極梁的上下表面就形成了兩個尾孔。尾孔和焊接端部的裂隙盡管不屬于焊接缺陷，但對導電梁的導電性能和外觀質量造成比較大的影響。
采用新型導電頭（或者常規導電頭，根據客戶要求）與鋁橫梁采用攪拌摩擦焊制造的整體1.6平米陰極梁與3.2平米陰極梁，焊后成品沒有尾孔，沒有端部的裂隙。
傳統攪拌摩擦焊生產的3.2平米導電梁（帶有尾孔和端部裂隙的陰極導電梁）
批量生產的3.2平米無尾孔無端部裂隙陰極導電梁
批量生產的1.6平米極板銅鋁復合陰極導電梁
新型摩擦焊接銅鋁復合導電梁
山東清鋁金屬有限公司將新技術新工藝用于現有產品，使產品質量更優，價格更低，效率更高，協助客戶提高極板制造質量和極板制造效率，為客戶節能降耗是我公司一貫的追求。
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