双金属片（二种或多种金属组成的复合材料）

简介

双金属片

材料主被动层

主动层的材料主要有锰镍铜合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金和镍等等；被动层的材料主要是镍铁合金，镍含量为34～50%。

产品用途

双金属片被广泛用在继电器，开关，控制器等上面。日光灯的起辉器就是一个很好的例子。另外还可以利用双金属片制成温度计，可以测量较高的温度。

材料

断路器热过载保护的工作原理就是利用双金属的受热弯曲特性，双金属片中2 层或多层热膨胀系数各不相同的金属受热时，会发生弯曲。一片块状的热双金属片受热时会弯成拱壳状，窄的热双金属片受热时会以一定的半径弯成弧形，要使横向的变化不大，热双金属的长度一般不能小于宽度的3倍，或者宽度不大于厚度的20倍。双金属的受热偏转有直线及旋转各种运动方向，双金属片可有多种形状。

设计

双金属片分成高灵敏型、通用型、高温型、低温型、电阻型、耐腐蚀型以及特殊型，材料性能参数较多，正确选用双金属片材料对产品非常重要。

在设计和选择双金属片时，工作温度、电阻、抗腐蚀性、标记、产品尺寸公差、双金属片的工作稳定性等各项参数满足设计需要，才能得到可靠的产品。

首先双金属片有线性工作温度和最高使用温度，若要得到精确的工作偏转，工作温度能够保证在双金属片的线形工作范围，即工作温度的升高和双金属片的偏转成典型的线性关系，如线性温度在-20～200 ℃的双金属片，200 ℃以上曲线弯曲，不再呈现线形关系。

其次双金属片电阻大小直接决定着双金属片的发热，也影响着产品的动作特性，随着温度升高，电阻会增加。

双金属片的抗腐蚀能力，需要根据不同的环境予以考虑，特别是用于污染等级较高的工业环境。双金属片的抗腐蚀能力通常足够，对于某些特殊环境如高温高湿或带有腐蚀性气体的工业化环境，应使用抗腐蚀更强的双金属片。

应用

在热双金属元件制造过程，除了最终必须保证热双金属元件功能的一致性和稳定性以外，在其制造和装配过程中应严格按照工艺规程进行质量控制。

首先是焊接的控制，微型断路器的热双金属元件大都采用悬臂梁结构，焊接位置和焊疤大小将直接影响元件的有效长度L和发热程度。为此，热双金属元件在和支架焊接时一定要采用专用的定位夹具，严格控制点焊机的焊接电流、时间、压力，电极材料、形状等参数。

其次，组合部件经过焊接和装配加工后，导致热双金属元件又产生了新的热应力和机械应力，势必会影响元件的稳定性，可以通过时效处理的方法，将双金属片放在高低温循环的环境中反复4～5个周期以消除应力。

热双金属元件经过一系列的加工装配后，为了避免出现新的机械应力，必须要进行元件的工作端零位调整。要求在调整过程中不直接施力于热双金属元件上，而应该用专用工具调整支架或其他连接件。

热双金属元件需要与多股软电刷线和支架等零件焊接。为防止在焊接过程中使热双金属元件出现大面积过热现象，一般采用储能式点焊机，可用较大的电流与较短的时间进行点焊焊接，并要防止出现假焊现象。

在双金属片的应用过程中，会碰到双金属片偏转不到位，达不到厂商宣称的偏转参数，经对双金属片截面进行剖分，发现双金属片的复合不到位，两层金属之间的贴合不紧密，多处位置存在缝隙，而工作性能完好的双金属片则结合面致密，不存在缺陷。

双金属片与其他件焊接时，焊接参数不稳定导致双金属片受热温度过高，产生不可回复性弯曲，影响工作性能。焊接时，定位不可靠也会导致许多双金属片与其他零件的焊接位置发生倾斜，导致双金属片在产品内的定位不准确，易与其他零件发生干涉。对此，要严格控制焊接参数和定位工装的认证，并设计组件检具对焊接结果进行控制。