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技术专栏

Special column

什么是[异种金属连接]?

所谓的将不同种类的金属进行连接的[异种金属连接]是什么?我们从其瞩目的背景到如何是选择金属种类进行解说




[异种金属连接]是一种将不同类型的金属材料粘贴在一起的技术。 类似的“金属粘合”则是不仅可用于不同类型的金属,还可用于粘贴相同类型的金属。




受到了日益增长的小型化、轻量化和节能需求,“异种金属粘合”在机器人和移动领域引起了人们的关注。 制造商为了增强产品的功能性,通过粘合多种金属的特性,来开发一种高性能、轻量化和低成本的产品,以进一步增强其产品的功能。 而为了将不同金属粘合在一起就需要用到“异种金属粘合”。 但是,各种不同金属材料之间的粘合所导致的粘合强度的问题,需要找到解决此问题的粘合方法与粘合材料。


例如,目前不可能用轻质树脂材料替换电动汽车车身中使用的所有材料。 用硬质铝合金、镁合金或碳纤维增强复合材料替换虽然可以减轻车身的重量,但在材料成本和制造成本方面是不切实际的。 因此,需要做到的是,找到能仅在有需求的地方上将材料替换成金属或者合金的技术,该技术就是“异种金属粘合”。





异种金属粘合是制造高性能、易于使用的产品的必要粘合方法。 通过组合各种组件,可以获得轻量化和降低成本等优势。


[异种金属连接]大致分为[化学连接],[机械连接]和[材料连接]三种类型。


下面将会介绍每种类型的特点及主要用途。




化学连接是利用分子间作用力与锚定效应将材料牢固地贴合在一起的化学式连接方法,用于贴合的材料称为粘合剂。 据说粘合剂的起源来自石器时代,即使是在现代,异种金属之间的连接也会使用到这种贴合方法。


用于化学粘合的代表粘合剂 类型包括:


 ● 厌氧粘合剂

 ● 紫外线固化粘合剂

 ● 瞬间粘合剂

 ● 弹性粘合剂


此外,薄膜状热熔胶具有以下特点和应用。



 特点


 ● 不同材料的连接:可用于金属、陶瓷、薄膜等的连接。

 ● 轻巧:成品轻,易于小型化

 ● 附加功能:可以通过更改粘合剂成分配方来添加附加功能。

 ● 易于加工:只需涂布即可贴合

 ● 无需维修



 用途


 ● 各种材料的连接

 ● 需要轻量化时的连接

 ● 需要长期耐久性时的连接

 ● 需要除了连接以外的附加功能时的连接




机械连接是一种通过螺钉、压力等进行连接的方法。


通过拧紧螺栓和螺母两个部件使其连接,或者用压力机将轴推入孔中来进行连接。除此之外的机械连接方法包括热装和填缝。



 特点


 ● 螺钉固定:可以廉价地连接,并且在维修时易于拆卸

 ● 压力固定:通过粘合剂和压力来将不同的材料之间相连接,可使彼此之前高度贴合

 ● 热装固定:为了使机器的轴相连接会使用到这种方法,通过加热到高温并利用热膨胀来进行贴合。

 ● 填缝固定:两个板状部件通过塑性变形来进行连接。 不适用于贴合后需要分解的产品



 用途


  让我们看一下上述每种连接方法的应用。


 ● 螺钉固定:各种普通机器、输电线路用铁塔、密闭机械、家用电器盖等。

 ● 压力固定:使用到轴的圆盘形零件,需要钉在底座上时等。

 ● 热装固定:铁路车轮等的车轮与轴,机床的热装检测等。

 ● 填缝固定:布料和纸的粘合、桥梁等构造物、钣金的粘合等。




  材料连接有通过熔融部件让其溶解连接的,也有通过焊接电路板让其液相连接的。溶解连接主要采用电弧焊和气焊,液相连接主要采用焊料焊接和蜡焊接,固相连接主要采用FSW焊接。



 特点


  材料连接具有以下特点:


 ● 溶解连接:一种通过熔化部件进行连接的方法

  让被焊物体和电极之间产生电弧的电弧焊接虽然易于自动化,但容易变形。 气体焊接是通过燃烧氧气和乙炔气体将金属溶解连接。 此外,还有通过大量通电产生的热量熔化金属的电阻焊接,通过照射激光进行精细焊接的激光焊接。


 ● 液相连接:通过蜡焊接或铅合金焊接的方法

  通过融化低熔点的蜡或使用片状蜡,可以在不熔化部件的前提下连接部件,该方法用于铜与铝板、钢管和汽车的热交换部件的连接时会使用到。 此外,具有低熔点的焊料通过润湿性和表面张力使其保持原有形状并与部件连接。


 ● 固相连接:在不溶解部件的前提下,在固态下持续加热,并且通过加压来让其连接的方式。

  这是一种相对较新的技术,他是通过压力让部件软化,并与其他材料进行连接。英文简称为FSW。



 用途


 ● 汽车车架

 ● 电子外壳框架

 ● 不锈钢、铁和钛的连接

 ● 汽车车身与小型精密机械零件的连接




  有数种类型不同的金属连接方法。 其中选择哪种方法在很大程度上取决于产品的性质。 还需要从均匀度和提高生产效率的角度选择方法。


  关于如何选择连接不同金属的方法,最好参考以下内容。


 ● 耐久性

 ● 贴合强度

 ● 粘合剂的类型

 ● 适用性




  在藤森工业,我们提供薄膜状热熔胶片「Meta Seal」以及锂离子电池用的极耳粘贴膜「Tab Sealant Film」。 




  由于是薄膜状的热熔胶,所以更加便于粘合后的二次加工。 「异金属粘合胶」是结合各种不同材料的系列,「极耳胶」则是由于需要粘合锂离子电池的极耳电极,本身具有耐电解液腐蚀性的系列。



 特点


 ● 连接不同材料:连接金属、陶瓷、薄膜等。

 ● 均匀粘合:抑制厚度变化的同时,不需要多余的涂布就能使其保持均一性

 ● 加工性:薄膜状粘合剂可根据要求对其冲压



 对应材料


 ● 金属:SUS、铝、镍、钛等

 ● 陶瓷:玻璃、石膏、精细陶瓷等

 ● 薄膜:PP薄膜、PET薄膜、尼龙薄膜、氟薄膜等。

 ● 如需样品,请通过以下链接与我们联系。

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