增强型铜铝连接结构及其制造方法与流程

本发明涉及电气连接，具体涉及一种增强型铜铝连接结构及其制造方法，尤其适用于电力传输、电子设备及新能源汽车等领域中铜铝异种金属的高效、可靠连接。

背景技术：

1、铜和铝是电气连接中广泛使用的两种金属材料，铜具有优异的导电性和机械强度，而铝则具有轻质、低成本的优势。然而，铜铝直接连接时存在以下技术问题：电化学腐蚀：铜和铝在潮湿环境中易形成电偶腐蚀，导致连接部位电阻增大，甚至失效。热膨胀系数差异：铜和铝的热膨胀系数不同，在温度变化时易产生应力，导致连接松动或断裂。界面结合强度低：传统的机械连接（如螺栓连接）或焊接方法难以实现铜铝界面的高强度结合，影响连接的可靠性和耐久性。工艺复杂、生产成本高：现有技术中采用镀层、过渡层或特殊焊接工艺，虽能部分解决问题，但工艺复杂且成本较高。

技术实现思路

1、本发明目的在于，提供一种增强型铜铝连接结构及其制造方法，本发明增强型铜铝连接结构具有较高的导电性、机械强度、抗腐蚀性；本发明制造方法的工艺简单、生产成本低。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种增强型铜铝连接结构，包括第一构件和第二构件，所述第一构件和第二构件焊接形成结合面，通过去料加工形成斜面体，所述结合面位于斜面体中。通过将结合面形成于斜面体内，以增大第一构件在连接部位的径向截面积，降低第一构件和第二构件连接部位的接触电阻，提高电气性能。

3、前述增强型铜铝连接结构中，所述结合面的直径d3小于第一构件的直径d1，大于第二结构件的直径d2。以保证结合面形成于斜面体中。

4、前述增强型铜铝连接结构中，所述结合面的径向截面积小于第一构件的径向截面积，大于第二构件的径向截面积。以保证结合面形成于斜面体中。

5、前述增强型铜铝连接结构中，所述斜面体包括铝结构体和铜结构体，所述结合面的一侧为铝结构体，结合面的另一侧为铜结构体。结合面另一层的铜结构体能够有效增强结合强度，避免因应力或腐蚀导致的失效问题，能够有效抑制电化学的腐蚀，延长本发明连接结构的使用寿命。

6、前述增强型铜铝连接结构中，所述斜面体包括分别与第一构件的外表面和第二构件的外表面衔接的外斜面，所述第一构件包括中轴线，所述外斜面与中轴线的延长线或者第一构件外表面的轴线之间的夹角θ为30º~75º。根据不同产品需求，斜面体的外斜面与中轴线的延长线或者第一构件外表面的轴线之间的夹角θ可采用30º~75º范围内的角度设置。

7、前述增强型铜铝连接结构中，所述外斜面与第二构件的外表面的轴线之间的夹角ɑ为150º~135º。根据不同产品需求，外斜面与第二构件的外表面的轴线之间的夹角ɑ可采用150º~135º范围内的角度设置。

8、前述增强型铜铝连接结构中，所述结合面的直径d3=d2+1mm~3mm，结合面关于中轴线对称形成。关于中轴线对称形成的结合面，能够保证本发明结合强度的有效增加。

9、前述增强型铜铝连接结构中，所述第一构件与第二构件焊接形成有凹槽，凹槽的底面与结合面重合，铜结构体位于凹槽中；所示凹槽为圆形状凹槽；斜面体还包括圆弧面，所述圆弧面设置于铝结构体上。

10、前述增强型铜铝连接结构中，所述第一构件为圆形铝件；第二构件为圆形铜件。

11、上述增强型铜铝连接结构的制造方法，包括步骤s01：将第一构件和第二构件摩擦焊接成为一体，在第一构件与第二构件的焊连接处形成厚度为t的连接层，并在连接层中形成结合面。步骤s02：将摩擦焊接为一体的第一构件远离第二构件的一端固定；步骤s03：从第二构件远离第一构件的一端进行车削加工，车削加工出斜面体的外斜面，所述结合面位于斜面体中，所示车削加工的刀具停止在可去除掉所有焊接残料的位置，所述连接层凸出第一构件的部分为焊接残料，所述车削加工的刀具的刀刃在车过第一构件外表面与连接层的b交点后停止，所述车削加工的刀具的刀尖停止位置在t-d的范围内，所述d为刀尖停止位置与连接层的a边（9）之间的距离d，且d大于0.5mm。

12、与现有技术相比，本发明通过使第一构件与第二构件的结合面精准形成于斜面体的内部结构之中。这一创新设计能够最大限度地保留斜面体上第二构件材料的最大化，确保该材料的电气性能和连接强度的充分发挥；通过结合面的优化布置，显著提升了整体结构的机械强度。与现有同规格产品相比，本发明通过结构优化增大了第一构件过渡部位的径向截面积，改善了应力分布，有效降低了连接部位的电阻值，从而提升了产品的电气性能。这些技术改进使本发明在结构强度和电气性能方面均优于传统产品，具有显著的技术进步和实用价值。本发明制造方法通过摩擦焊接和车削加工使结合面形成于斜面体中，制造工艺简单，相同规格的产品条件下，减少了车加工量，缩短了加工切削时间，有效的减少了废料的产生，有效的降低了生产成本，便于大规模生产应用。

1.一种增强型铜铝连接结构，其特征在于，包括第一构件（1）和第二构件（2），所述第一构件（1）和第二构件（2）焊接形成结合面（3），通过去料加工形成斜面体（4），所述结合面（3）位于斜面体（4）中。

2.根据权利要求1所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述结合面（3）的直径d3小于第一构件（1）的直径d1，大于第二构件（2）的直径d2。

3.根据权利要求1所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述结合面（3）的径向截面积小于第一构件（1）的径向截面积，大于第二构件（2）的径向截面积。

4.根据权利要求2或3所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述斜面体（4）包括铝结构体（401）和铜结构体（402），所述结合面（3）的一侧为铝结构体（401），结合面（3）的另一侧为铜结构体（402）。

5.根据权利要求4所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述斜面体（4）包括分别与第一构件（1）的外表面和第二构件（2）的外表面衔接的外斜面（8），所述第一构件（1）包括中轴线（101），所述外斜面（8）与中轴线（101）的延长线或者第一构件（1）外表面的轴线之间的夹角θ为30º~75º。

6.根据权利要求5所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述外斜面（8）与第二构件（2）的外表面的轴线之间的夹角ɑ为150º~135º。

7.根据权利要求6所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述结合面（3）的直径d3=d2+1mm~3mm，所述结合面（3）关于中轴线（101）对称形成。

8.根据权利要求7所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述第一构件（1）与第二构件（2）焊接形成有凹槽（5），所述凹槽（5）的底面（7）与结合面（3）重合，所述铜结构体（402）位于凹槽（5）中；所述凹槽（5）为圆形状凹槽；所述斜面体（4）还包括圆弧面（6），所述圆弧面（6）设置于铝结构体（401）上。

9.根据权利要求8所述增强型铜铝连接结构，其特征在于，所述第一构件（1）为圆形铝件；第二构件（2）为圆形铜件。

10.根据权利要求1~9中任一权利要求所述增强型铜铝连接结构的制造方法，其特征在于，包括