雙金屬片也稱熱雙金屬片，是由兩層或多層熱膨脹系數(shù)各不相同的金屬或合金材料互相牢固結(jié)合形成的復(fù)合金屬材料。雙金屬片由主動層金屬片（錳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳）、被動層金屬片（鎳鐵合金）組成。雙金屬片的主動層、被動層金屬的熱膨脹系數(shù)不同。膨脹系數(shù)較大的稱為主動層，膨脹系數(shù)較小的稱為被動層。
雙金屬片受熱后產(chǎn)生線膨脹，由于兩層金屬的線膨脹系數(shù)不同，且兩層金屬又緊密地結(jié)合在一起，因此，使得雙金屬片向被動層一側(cè)彎曲，由雙金屬片彎曲雙金屬片的受熱方式有4種，即直接受熱式、間接受熱式、復(fù)合受熱式和電流互感器受熱式。
雙金屬片具有一般金屬所沒有的特殊性能——熱敏性。變形的形式隨雙金屬片形狀不同而不同，如彎曲、旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)等。雙金屬片及其元件結(jié)構(gòu)多樣、簡單、動作可靠及使用方便，被用作調(diào)節(jié)、控制、檢測與保護元件，廣泛應(yīng)用于電器電信、儀器儀表、醫(yī)療器械及家用電器等行業(yè)中。
簡介
雙金屬片也稱熱雙金屬片，由于各組元層的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時，主動層的形變要大于被動層的形變，從而雙金屬片的整體就會向被動層一側(cè)彎曲，則這種復(fù)合材料的曲率發(fā)生變化從而產(chǎn)生形變。其中，膨脹系數(shù)較高的稱為主動層；膨脹系數(shù)較低的稱為被動層。但是隨著雙金屬應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和結(jié)合技術(shù)的進步，近代已相出現(xiàn)三層、四層、五層的雙金屬。事實上，凡是依賴溫度改變而發(fā)生形狀變化的組合材料，現(xiàn)今在習(xí)慣上仍稱為熱雙金屬。
材料主被動層
主動層的材料主要有錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳等等；被動層的材料主要是鎳鐵合金，鎳含量為34～50%。
產(chǎn)品用途
雙金屬片被廣泛用在繼電器，開關(guān)，控制器等上面。日光燈的起輝器就是一個很好的例子。另外還可以利用雙金屬片制成溫度計，可以測量較高的溫度。
材料
斷路器熱過載保護的工作原理就是利用雙金屬的受熱彎曲特性，雙金屬片中2 層或多層熱膨脹系數(shù)各不相同的金屬受熱時，會發(fā)生彎曲。一片塊狀的熱雙金屬片受熱時會彎成拱殼狀，窄的熱雙金屬片受熱時會以一定的半徑彎成弧形，要使橫向的變化不大，熱雙金屬的長度一般不能小于寬度的3倍，或者寬度不大于厚度的20倍。雙金屬的受熱偏轉(zhuǎn)有直線及旋轉(zhuǎn)各種運動方向，雙金屬片可有多種形狀。
設(shè)計
雙金屬片分成高靈敏型、通用型、高溫型、低溫型、電阻型、耐腐蝕型以及特殊型，材料性能參數(shù)較多，正確選用雙金屬片材料對產(chǎn)品非常重要。
在設(shè)計和選擇雙金屬片時，工作溫度、電阻、抗腐蝕性、標記、產(chǎn)品尺寸公差、雙金屬片的工作穩(wěn)定性等各項參數(shù)滿足設(shè)計需要，才能得到可靠的產(chǎn)品。
首先雙金屬片有線性工作溫度和最高使用溫度，若要得到精確的工作偏轉(zhuǎn)，工作溫度能夠保證在雙金屬片的線形工作范圍，即工作溫度的升高和雙金屬片的偏轉(zhuǎn)成典型的線性關(guān)系，如線性溫度在-20～200 ℃的雙金屬片，200 ℃以上曲線彎曲，不再呈現(xiàn)線形關(guān)系。
其次雙金屬片電阻大小直接決定著雙金屬片的發(fā)熱，也影響著產(chǎn)品的動作特性，隨著溫度升高，電阻會增加。
雙金屬片的抗腐蝕能力，需要根據(jù)不同的環(huán)境予以考慮，特別是用于污染等級較高的工業(yè)環(huán)境。雙金屬片的抗腐蝕能力通常足夠，對于某些特殊環(huán)境如高溫高濕或帶有腐蝕性氣體的工業(yè)化環(huán)境，應(yīng)使用抗腐蝕更強的雙金屬片。
應(yīng)用
在熱雙金屬元件制造過程，除了最終必須保證熱雙金屬元件功能的一致性和穩(wěn)定性以外，在其制造和裝配過程中應(yīng)嚴格按照工藝規(guī)程進行質(zhì)量控制。
首先是焊接的控制，微型斷路器的熱雙金屬元件大都采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，焊接位置和焊疤大小將直接影響元件的有效長度L和發(fā)熱程度。為此，熱雙金屬元件在和支架焊接時一定要采用專用的定位夾具，嚴格控制點焊機的焊接電流、時間、壓力，電極材料、形狀等參數(shù)。
其次，組合部件經(jīng)過焊接和裝配加工后，導(dǎo)致熱雙金屬元件又產(chǎn)生了新的熱應(yīng)力和機械應(yīng)力，勢必會影響元件的穩(wěn)定性，可以通過時效處理的方法，將雙金屬片放在高低溫循環(huán)的環(huán)境中反復(fù)4～5個周期以消除應(yīng)力。
熱雙金屬元件經(jīng)過一系列的加工裝配后，為了避免出現(xiàn)新的機械應(yīng)力，必須要進行元件的工作端零位調(diào)整。要求在調(diào)整過程中不直接施力于熱雙金屬元件上，而應(yīng)該用專用工具調(diào)整支架或其他連接件。
熱雙金屬元件需要與多股軟碳刷線和支架等零件焊接。為防止在焊接過程中使熱雙金屬元件出現(xiàn)大面積過熱現(xiàn)象，一般采用儲能式點焊機，可用較大的電流與較短的時間進行點焊焊接，并要防止出現(xiàn)假焊現(xiàn)象。
在雙金屬片的應(yīng)用過程中，會碰到雙金屬片偏轉(zhuǎn)不到位，達不到廠商宣稱的偏轉(zhuǎn)參數(shù)，經(jīng)對雙金屬片截面進行剖分，發(fā)現(xiàn)雙金屬片的復(fù)合不到位，兩層金屬之間的貼合不緊密，多處位置存在縫隙，而工作性能完好的雙金屬片則結(jié)合面致密，不存在缺陷。
雙金屬片與其他件焊接時，焊接參數(shù)不穩(wěn)定導(dǎo)致雙金屬片受熱溫度過高，產(chǎn)生不可回復(fù)性彎曲，影響工作性能。焊接時，定位不可靠也會導(dǎo)致許多雙金屬片與其他零件的焊接位置發(fā)生傾斜，導(dǎo)致雙金屬片在產(chǎn)品內(nèi)的定位不準確，易與其他零件發(fā)生干涉。對此，要嚴格控制焊接參數(shù)和定位工藝裝備的認證，并設(shè)計組件檢具對焊接結(jié)果進行控制。
參考資料 >