CN103826789A - 金属连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属连接方法,包括:保持第一金属部件(10)的连接部(11)和第二金属部件(20)的连接部(21)以使其彼此面对的步骤;通过将压力施加到第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部以使其彼此抵靠而使第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部变形,并去除第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部的氧化膜的步骤;并且利用扩散连接将去除氧化膜的第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部彼此连接的步骤。结果,容易地减小了成本并且能够稳定地确保质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接方法,并且特别地涉及一种用于在不加热它们的情况下连接导线和金属板材、金属板材和金属板材或者导线和导线的金属连接方法。
背景技术
传统上,作为用于连接诸如连接导线和金属板材的金属的技术,包括压接连接、电阻焊接、超声波连接、焊接(钎焊)等(例如,参考专利文献1)。
作为用于连接双绞铜线和铜板材的技术,压接连接是主流。然而,压接连接具有这样的问题:构件成本高,质量保证需要很大的成本等。使用了电阻焊接作为用于连接诸如绞合铜线和铜板材的金属的技术。然而,电阻焊接具有这样的问题:加工成本高,铝连接支撑难,连接质量不稳定,质量保证难等。超声波连接具有这样的问题:由于设备成本等高而使加工成本高,自适应电线截面的自适应范围窄等。焊接具有这样的问题:需要插入金属,由此构件成本变高,连接强度弱,质量保证难等。
引用列表
专利文献
[PTL1]
日本专利申请公开公报No.2004-311061
发明内容
技术问题
已经鉴于上述实际情况做出了本发明,并且本发明目的在于提供一种容易地减小成本并且能够确保质量稳定的金属连接方法。
解决问题的方案
根据本发明的一个方面,提供一种金属连接方法,该金属连接方法包括以下步骤:在第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部彼此面对的情况下保持该第一金属部件的连接部和该第二金属部件的连接部;通过在所述连接部彼此抵靠时将压力施加到所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部而使所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部变形,以由此去除所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部的氧化膜;并且利用扩散连接将已经去除氧化膜的所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部彼此连接。
本发明的有利效果
根据本发明,能够提供一种容易地减小成本并且能够确保质量稳定的金属连接方法。
附图简要说明
图1(a)到1(c)是示出根据本发明第一实施例的金属连接方法的流程模式图。
图2是利用根据本发明第一实施例的金属连接方法连接的金属连接部件的模式图。
图3是用于检验根据本发明第一实施例的金属连接方法的连接强度的金属连接部件的模式图。
图4是示出根据本发明第一实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的示图。
图5是示出根据本发明第一实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的表格。
图6是示出根据本发明第二实施例的金属连接方法的模式图。
图7是用于检验根据本发明第二实施例的金属连接方法的连接强度的金属连接部件的模式图。
图8是示出根据本发明第二实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的示图。
图9是示出根据本发明第二实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的表格。
图10是示出根据本发明第三实施例的金属连接方法的模式图。
图11是用于检验根据本发明第三实施例的金属连接方法的连接强度的金属连接部件的模式图。
图12是示出根据本发明第三实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的示图。
图13是示出根据本发明第三实施例的金属连接方法的连接强度的检验结果的表格。
附图标记列表
10 第一金属部件
20 第二金属部件
11、21 连接部
30、40 保持部
具体实施方式
在下文中,将参考附图说明本发明的实施例。在以下附图说明中,相同或者相似的部分利用相同或者相似的符号代表。然而,附图是概要地示出,并且厚度和平面尺寸之间的关系、各自的层的厚度比率等与实际情况不同。相应地,具体厚度和尺寸应该按照以下说明判断。另外,在各附图之间还包括包括相互尺寸的关系和比率不同的部分。
(第一实施例)
如在图1(a)到1(c)中所示根据本发明第一实施例的金属连接方法(对接连接方法)包括以下步骤:在第一金属部件10的连接部11和第二金属部件20的连接部21彼此面对的情况下保持各连接部(图1(a));通过在连接部彼此抵靠时将压力施加到第一金属部件10的连接部11和第二金属部件20的连接部21而使该第一金属部件10的连接部11和第二金属部件20的连接部21变形,以由此去除第一金属部件10的连接部11和第二金属部件20的连接部21的氧化膜(图1(b));并且利用扩散连接来将已经去除氧化膜的第一金属部件10的连接部11和第二金属部件20的连接部21相互连接(图1(c))。
扩散连接是在不高于熔点的温度条件下使得暴露的非氧化金属相互靠近到足够让原子力发生作用、并且利用在连接表面上产生的原子的扩散而将暴露的非氧化金属连接的方法。在根据第一实施例的金属连接方法中,第一金属部件10和第二金属部件20由保持部30和40保持,并且被加压。在根据第一实施例的金属连接方法中不进行加热和振动的应用。
第一金属部件10和第二金属部件20中的每一个是作为缆线的绞合线,该缆线具有:其中细导线已经被绞合的芯线;诸如铝和铜的金属板材,或者是由利用铝、铜等制成的单线、箔片、板材等形成的电路本体。关于第一金属部件10和第二金属部件20,例如,如在图2中所示,第一金属部件10是由金属板材等形成的端子,并且第二金属部件20是作为绞合铜线的导线。
示出了根据第一实施例的金属连接方法的连接强度的检验。如在图3中所示,用于检验的第一金属部件10和第二金属部件20是由铜形成的金属板端子的载体。作为检验方法,检验在由于用于连接的加压所引起的铜板的位移量与分别拉动第一金属部件10和第二金属部件20时所需的固定力之间的关系。检验结果在图4的示图中示出。另外,在根据第一实施例的金属连接方法中所需的连接强度(抗拉强度)的目标值设定为140N,这是不小于单体强度的65%的值。在图5中,示出被加压使得由于用于连接的加压所引起的铜板的位移量不小于1.80mm的17个样本的结果。从图4和5证实,当施加压力使得由于用于连接的加压所引起的铜板的位移量不小于1.80mm时,连接强度变得不小于作为目标强度的140N,并且因此变得不小于标准值。
按照根据第一实施例的金属连接方法,因为通过加压进行扩散连接,所以变得能够连接同种金属和异种金属,并且由于构件材料限制的降低而能够实现构件成本的减小。
另外,按照根据第一实施例的金属连接方法,流程简单,实现设备的内部生产,并且能够抑制加工成本,由此能够实现成本的减小。
另外,按照根据第一实施例的金属连接方法,因为不存在任何诸如加热和通电的能量负荷,所以加工时间短,这是经济的。
另外,按照根据第一实施例的金属连接方法,能够通过管理加压力、变形量等确保质量。
另外,按照根据第一实施例的金属连接方法,能够通过监视管理值(抗拉强度等)确保质量。
(第二实施例)
如在图6中所示,与根据第一实施例的金属连接方法相比较,根据本发明第二实施例的金属连接方法(旋转连接方法)的不同之处在于,在去除氧化膜的步骤中,保持第一金属部件10并且旋转第二金属部件20。因为其它方面是基本上类似,所以省略了重复的说明。
在去除氧化膜的步骤中,通过保持第一金属部件10并且旋转第二金属部件20而在旋转部(连接部)中材料发生变形,氧化膜被去除,并且进行扩散连接。
示出了根据第二实施例的金属连接方法的连接强度的检验。如在图7中所示,用于检验的第一金属部件10是由铝形成的金属板,并且第二金属部件20是由铜形成的绞合线。作为检验方法,检验连接时的旋转数与第一金属部件10和第二金属部件20的保持力之间的关系。检验结果在图8的示图中示出。另外,在根据第二实施例的金属连接方法中所需的连接强度(保持力)的目标值设定为10.95N,这不小于基板的焊接连接强度。在图9中,示出了在连接时的旋转数不小于770rpm的三个样本的结果。从图8和9证实,当在连接时的旋转数设定为不小于770rpm时,连接强度显著地超过作为目标强度的10.95N,并且因此变得不小于标准值。
按照根据第二实施例的金属连接方法,因为通过加压和旋转进行扩散连接,所以能够连接同种金属和异种金属,并且由于构件材料限制的降低而能够实现构件成本的减小。
另外,按照根据第二实施例的金属连接方法,流程简单,实现了设备的内部生产,并且能够抑制加工成本,由此能够实现成本的减小。
另外,按照根据第二实施例的金属连接方法,因为不存在任何诸如加热和通电能的能量负荷,所以加工时间短,这是经济的。
另外,按照根据第二实施例的金属连接方法,能够通过管理加压力、变形量、旋转数等确保质量。
另外,按照根据第二实施例的金属连接方法,能够通过监视管理值(保持力等)确保质量。
(第三实施例)
如在图10中所示,与根据第一实施例的金属连接方法相比较,根据本发明第三实施例的金属连接方法(振动连接方法)的不同之处在于,在去除氧化膜的步骤中,保持第二金属部件20并且与加压方向垂直地振动第一金属部件10。因为其它方面是基本上类似,所以省略了重复的说明。
在去除氧化膜的步骤中,通过保持第二金属部件20并且振动第一金属部件10,在振动部(连接部)中材料发生变形,氧化膜被去除,并且进行扩散连接。
示出根据第三实施例的金属连接方法的连接强度的检验。如在图11中所示,用于检验的第一金属部件10和第二金属部件20是由铜形成的金属板。作为检验方法,检验连接时的振动量与分别拉动第一金属部件10和第二金属部件20时所需的抗拉强度之间的关系。检验结果在图12的示图中示出。另外,在根据第三实施例的金属连接方法中所需的连接强度(抗拉强度)的目标值设定为215N,这是不小于单体强度的65%的值。在图13中,示出了在连接时的振动量不小于50mm的18个样本的结果。从图12和13证实,当在连接时的旋转数设定为不小于990mm时,连接强度变得不小于作为目标强度的215N,并且因此变得不小于标准值。
按照根据第三实施例的金属连接方法,因为通过加压和振动进行扩散连接,所以变得能够连接同种金属和异种金属,并且由于构件材料限制的降低而能够实现构件成本的减小。
另外,按照根据第三实施例的金属连接方法,流程简单,实现设备的内部生产,并且能够抑制加工成本,由此能够实现成本的减小。
另外,按照根据第三实施例的金属连接方法,因为不存在任何诸如加热和通电的能量负荷,所以加工时间短,这是经济的。
另外,按照根据第三实施例的金属连接方法,能够通过管理加压力、变形量、振动量等确保质量。
另外,按照根据第三实施例的金属连接方法,能够通过监视管理值(抗拉强度等)确保质量。
(其它实施例)
如上所述,虽然已经通过实施例描述了本发明,但是不应该理解为形成本公开的一部分的说明书和附图限制本发明。根据本公开,对于本领域技术人员而言,各种可替代实施例、加工实例和操作技术应该是显而易见的。
例如,作为已经在实施例中示出的第一金属部件10和第二金属部件20的金属材料是一个实例,并且可以采用能用于各种导线、电路等的其它金属材料。
如上所述,应该理解本发明涵盖没有在这里描述的各种实施例等。相应地,本发明仅仅受到由本公开来规定本发明的适当权利要求的内容的限制。
Claims (3)
1.一种金属连接方法,包括以下步骤:
在第一金属部件的连接部和第二金属部件的连接部彼此面对的情况下保持该第一金属部件的连接部和该第二金属部件的连接部;
通过在所述连接部彼此抵靠时将压力施加到所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部而使所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部变形,以由此去除所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部的氧化膜;并且
利用扩散连接将已经去除氧化膜的所述第一金属部件的所述连接部和所述第二金属部件的所述连接部彼此连接。
2.根据权利要求1所述的金属连接方法,其中,在去除氧化膜的步骤中,保持所述第一金属部件,并且旋转所述第二金属部件。
3.根据权利要求1所述的金属连接方法,其中,在去除氧化膜的步骤中,保持所述第二金属部件,并且与加压方向垂直地振动所述第一金属部件。
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Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160629 Termination date: 20210913 |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |