Raytron Technical Review RESEARCH ARTICLE WP-01-06

包覆焊接工艺：双金属结合的核心技术

Q: 包覆焊接工艺的主要步骤是什么？

主要步骤包括：1）材料准备（铜带和芯材清洗）；2）铜带包覆成型；3）纵缝焊接；4）多道次拉拔；5）中间退火；6）最终尺寸拉拔；7）质量检测。每个步骤都需要精确控制参数。

Q: 如何避免包覆焊接中的常见缺陷？

分层：提高焊接温度和压力；裂纹：增加中间退火，控制加工硬化；偏心：调整包覆对中，确保铜带均匀包覆；界面缺陷：控制气氛，防止氧化。定期维护设备和检验原材料。

Clad Welding Process: Core Technology for Bimetallic Bonding

RAYTRON技术团队¹ *

¹RAYTRON集团技术研究中心, 中国

^*通讯作者

收稿: 2025年12月接受: 2026年2月发布: 2026年3月

DOI: 10.1234/raytron.2026.WP-01-06

摘要

包覆焊接是生产高质量双金属导体的关键制造技术。本白皮书详细研究包覆焊接工艺，包括材料准备、焊接参数、拉拔工艺和界面形成机制。我们分析工艺参数对结合质量的影响，提出优化策略，并提供常见缺陷的故障排除指南。

核心发现

包覆焊接是核心技术包覆焊接通过将铜带包覆在芯材周围并进行冶金结合，是生产高质量双金属导体的核心技术。与电镀工艺不同，包覆焊接产生永久性的冶金结合。
工艺参数决定结合质量焊接温度、压力和速度是影响结合质量的关键参数。CCA最佳焊接温度为300-400°C，焊接速度5-20m/min，压力需确保铜带与芯材紧密接触。
拉拔工艺实现精密成型多道次拉拔工艺将包覆焊接后的复合杆材加工成最终尺寸，单道次减径率15-25%，总减径率可达85-95%。中间退火控制加工硬化。
质量控制贯穿全过程从原材料检验到成品测试，质量控制贯穿整个生产过程。关键指标包括界面结合强度、导电率、尺寸公差和表面质量。

关键词

包覆焊接;双金属结合;CCA制造;工艺参数;界面质量;拉拔工艺

1. 引言

包覆焊接是生产双金属导体的核心技术，通过将铜带包覆在芯材周围并进行冶金结合，实现两种金属的永久连接。

创建包覆焊接工艺流程图

MEDIA TODO

Figure Fig. 1 包覆焊接工艺流程图

创建包覆焊接过程动画

1:00

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Video 1 包覆焊接过程动画

2. 材料准备

2.1 芯材准备

芯材表面必须清洁、无氧化，以确保良好的结合。

2.2 包覆材料准备

铜带需要经过清洗、脱脂和表面活化处理。

创建铜带包覆铝杆横截面示意图

MEDIA TODO

Figure Fig. 2 铜带包覆铝杆横截面示意图

3. 焊接工艺

3.1 焊接参数

焊接温度、压力和速度是影响结合质量的关键参数。

创建焊接温度对结合强度的影响曲线

MEDIA TODO

Figure Fig. 3 焊接温度对结合强度的影响曲线

3.2 焊接方式

主要采用氩弧焊或激光焊进行铜带纵缝焊接。

4. 拉拔工艺

4.1 拉拔道次设计

创建拉拔道次设计示意图

MEDIA TODO

Figure Fig. 4 拉拔道次设计示意图

4.2 加工硬化控制

需要通过中间退火控制加工硬化程度。

5. 界面形成

创建界面形成过程示意图

MEDIA TODO

Figure Fig. 5 界面形成过程示意图

界面形成包括：初始接触、扩散开始、金属间化合物形成、稳定结合。

6. 工艺优化

通过实验设计（DOE）方法优化工艺参数。

7. 故障排除

常见缺陷SEM照片

MEDIA TODO

Figure Fig. 6 常见缺陷SEM照片

8. 结论

包覆焊接工艺是双金属导体生产的核心技术，通过优化工艺参数可以获得高质量的冶金结合。

常见问题

包覆焊接与电镀工艺有何本质区别？

包覆焊接产生冶金结合，结合强度>150MPa，层厚度20-200μm，高温性能优异。电镀是机械附着，结合强度<50MPa，层厚度通常<10μm，热循环下易分层。包覆焊接产品具有永久性结合。

包覆焊接工艺的主要步骤是什么？

主要步骤包括：1）材料准备（铜带和芯材清洗）；2）铜带包覆成型；3）纵缝焊接；4）多道次拉拔；5）中间退火；6）最终尺寸拉拔；7）质量检测。每个步骤都需要精确控制参数。

如何避免包覆焊接中的常见缺陷？

分层：提高焊接温度和压力；裂纹：增加中间退火，控制加工硬化；偏心：调整包覆对中，确保铜带均匀包覆；界面缺陷：控制气氛，防止氧化。定期维护设备和检验原材料。

图表

创建包覆焊接工艺流程图

Fig. 1 包覆焊接工艺流程图

创建铜带包覆铝杆横截面示意图

Fig. 2 铜带包覆铝杆横截面示意图

创建焊接温度对结合强度的影响曲线

Fig. 3 焊接温度对结合强度的影响曲线

创建拉拔道次设计示意图

Fig. 4 拉拔道次设计示意图

创建界面形成过程示意图

Fig. 5 界面形成过程示意图

常见缺陷SEM照片

Fig. 6 常见缺陷SEM照片

表格

Table 1 工艺参数范围

参数	CCA	CCS	NCC
焊接温度 (°C)	300-400	400-500	350-450
焊接速度 (m/min)	5-20	3-15	5-15
拉拔减径率 (%)	15-25	10-20	15-22

Table 2 原材料要求

材料	纯度	表面要求	尺寸公差
铜带	≥99.9%	无氧化、无油污	±0.02 mm
铝杆	≥99.5%	清洁、干燥	±0.1 mm
钢杆	低碳钢	除锈、清洁	±0.1 mm

Table 3 焊接参数优化

参数	低值	最优	高值
温度 (°C)	280	350	420
压力 (MPa)	150	250	350
速度 (m/min)	5	12	20

Table 4 拉拔道次设计

道次	入口直径 (mm)	出口直径 (mm)	减径率 (%)
1	10.0	8.5	28
2	8.5	7.2	28
3	7.2	6.1	28
4	6.1	5.2	27

Table 5 常见缺陷及解决方案

缺陷	原因	解决方案
分层	结合不良	提高焊接温度
裂纹	过度加工硬化	增加退火
偏心	包覆不均匀	调整对中

参考文献

ASTM International ASTM B566-04: Standard Specification for Copper-Clad Aluminum Wire ASTM (2020)
ASM International Welding Handbook ASM International (2021)
Raytron Technical Report Clad Welding Process Optimization Internal Report TR-2025-032 (2025)

权威参考链接

ASTM International IEC (International Electrotechnical Commission) ISO (International Organization for Standardization) SAE International IEEE

包覆焊接工艺：双金属结合的核心技术

Clad Welding Process: Core Technology for Bimetallic Bonding

1. 引言

2. 材料准备

2.1 芯材准备

2.2 包覆材料准备

3. 焊接工艺

3.1 焊接参数

3.2 焊接方式

4. 拉拔工艺

4.1 拉拔道次设计

4.2 加工硬化控制

5. 界面形成

6. 工艺优化

7. 故障排除

8. 结论

常见问题

包覆焊接与电镀工艺有何本质区别？

包覆焊接工艺的主要步骤是什么？

如何避免包覆焊接中的常见缺陷？

图表

表格

参考文献

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