由于铜铝材复合材料同时具有铜和铝的优点，它导电性能优良，质量轻，成本便宜，具有很大的使用潜力。铜和铝的理化性能相差较大，常规的熔化焊方法难以加工形成焊接接头。制备铜铝接头的方法主要包括摩擦焊，爆炸焊，闪光焊和钎焊[5]。表1-1为铜和铝的一些物理性能。78230

表1-1 铜铝的物理性质

材料 密度/(kg/m3) 热导率（25℃）/[W/m℃] 电阻率/(Ωm) 线膨胀系数/(l/℃) 比热容（0-100℃）/(J/kg℃) 熔点/℃

铝 2700 222 2。8310-8 23。610-6 940 660

铜 8925 394 1。7510-8 16。510-6 376 1083

铜铝在固态时存在多种金属互化物，包括CuAl、Cu2Al、Cu3Al2、Al2Cu等，在焊接过程中，由于铜铝之间的扩散反应，这些金属间化合物的形成是不可避免的，这些金属间化合物是脆硬相，它们的电阻很大，在导电过程中，会产生较大的电阻热，从而引起裂纹。因此，它们对接头的力学性能和导电性能有很大的损害[6]。图1-1为铜铝二元相图。

图1-1 铜铝二元相图

1 铜铝爆炸焊及其国内外发展状况

爆炸焊是以炸药为热源，利用爆炸时产生的冲击力使焊件发生剧烈碰撞、塑性变形、熔化及原子间的相互扩散，从而实现连接的一种焊接方法。美国工程师卡尔于1944年提出并发表了有关爆炸焊的报告[7]。1957年，美国的弗立普杰克把爆炸焊技术引入到工业工程中，实现了铝和钢的爆炸焊接。此后，经过各个国家的科学家的不断努力，爆炸焊接技术已经得到广泛的应用，上世纪60年代左右，我国也开始了关于爆炸焊的试验和生产[8]。在美国上世纪60年代末，爆炸焊被研究用于铜铝过渡连接，把铜铝爆炸复合片用来连接电力系统中的铜铝母线，并于80年代前后投入使用，服役性能良好。

爆炸焊主要用于金属复合材料、异种金属的过渡接头和爆炸压力成形加工等，焊接时一般让炸药直接与待焊试件的表面相接触，有时为了保护试件的表面质量，也在试件外加上缓冲层。其焊接性好，工艺简单，理论上任何具有足够强度和塑性并能够承受爆炸焊工艺过程要求的快速变形的金属组合都可以利用爆炸焊进行焊接。

随着爆炸焊接条件的不同，接头的结合面会出现平坦界面和波浪形界面等不同的形式。当撞击速度较低时，在接头处形成平坦界面，在平坦界面的界面上可以看到平直而清晰的结合线，基体金属直接结合，看不到明显的塑性变形或局部熔化的微观组织形态，但是这种结合方式对焊接参数的改变十分敏感，容易出现接头质量不稳或未结合等缺陷。当撞击速度高于某一临界速度时，在接头的结合区域出现有连续的波浪性形状，并且界面会出现大大小小的不连续的漩涡区，改变焊接参数，可以形成不同的波形，所以，在实际生产中，多采用波浪形结合[9]。

汪成睦通过1957年进行的铜铝接合的试验研究，认为爆炸焊接制成的铜铝转换接头能够应用到工程中去[10]。由湖南省冶金厅、机械厅主持召开的爆炸焊接电冰箱铜铝连接管鉴定会于1983年12月11至12日在湖南省会长沙进行。40多名代表现场对铜铝连接管进行了质量检验，并讨论了保证铜铝连接管质量的措施及原材料管材的检验标准等问题。他们一致认为爆炸焊工艺简单、操作安全、节省原材料、质量可靠，可以代替相应的从日本进口的铜铝连接管[11]。图1-2为典型的爆炸焊过程示意图。