JPS5841154B2 - アルミニウムボウト テイユウテンキンゾクビキコウシツキンゾクセンセツゴウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム棒と低融点金属引硬質金属線との
接合方法Ｏこ関し、機械的に強固に接合し得るものを提
供しようとするものである。

衆知の通りアルミニウムは酸化被膜を速やかに形成する
金属であるため、接合部の機械的強度が低下し易い。

このため、アーク溶接、パーカッション溶接、抵抗溶接
等の方法でアルミニウム棒の酸化被膜を除去しながら、
鉄、銅、アルミニウムの拡散合金を形成して異質金属よ
りなる線材を接続した場合、７ ／Ｌ／ ミニラムの酸
化被膜はアルミニウム素地に強固に密着しているため、
完全に除去されなかったり、またたとえ除去されたとし
ても溶接される瞬間新たに酸化被膜が生成され、充分な
溶接強度が得られず、またその溶接強度のバラツキも大
きかった。

また、別な方法として、冷間圧接方法、熱間圧接方法が
ある。

冷間圧接方法は、常温σこ釦いて接合部材を突き合せて
圧接し、アルミニウム表面の酸化被膜を破壊して両部材
間に激しい金属流動を生じさせて金属学的に完全に一体
化するものである。

シカし、との冷間圧接方法において、アルミニウム棒の
径とこのアルミニウム棒に接合される代表的な低融点金
属引硬質金属線である銅下地錫引硬質金属線である銅下
地錫引硬質金属線の径とが異なり、かつ硬度が異なるも
のを冷間圧接する場合は、両部材の接合面に滑りが生じ
て機械的に強い固相の接合が困難である。

また、熱間圧接方法は、アルミニウム棒は常温でも酸化
被膜が強固Ｏこ密着している上Ｏこさらに熱を加えるた
め、酸化被膜の生成が促進され、酸化被膜を破って接合
することが困難となり、また被膜の融点はアルミニウム
の融点よりもさらに高温であるため、アルミニウム材か
ら剥離させ難く、たとえ剥離したとしても接合面に酸化
被膜の残存混入はさけられない等の問題点がある。

本発明はこのような従来の欠点を除去し、安定で、かつ
充分な強度を持つアルミニウム棒と低融点金属引硬質金
属線の接合方法を提供するものである。

最近、電子部品では性能面の向上を計るためにアルミニ
ウム棒と低融点金属引硬質金属線の接合方法が重要視さ
れている。

こういった接合材を用いる一例としては、電解コンデン
サがあり、従来の溶接方法で得た部材ではその接合部Ｏ
こ異金属の飛散付着はさけられず漏れ電流の電気特性に
多大の影響を与え、捷た接合部の機械的強度のバラツキ
も大きかった。

本発明は電子部品の電気的、機械的性能を良好に保ち得
るリード線を得るためのアルミニウム棒と低融点金属引
硬質金属線の接合方法である。

すなわち、端部の形状を保持しつつ半溶融状態１で加熱
したアルミニウム棒と低融点金属引硬質金属線の代表的
な銅下地錫引硬質金属線とを突合せ加圧して酸化被膜の
ないアルミニウム内部に銅下地錫引硬質金属線を押し込
み、アルミニウム素地と銅下地引金屑線の銅と錫のアル
ミニウムの拡散合金層を形成して接合する方法であり、
接合部外部に異種金属の露出がない上に溶接強度の非常
に安定した接合方法を提供しようとするものである。

以下、本発明の一実施例について図面とともに詳しく説
明する。

第１図において、銅下地錫引鉄線１は先端部切口がクサ
ビ状に切断されている。

銅下地錫引鉄線１としては、直径が０．６Ｍ、０．８ｍ
ｍのものを用い、またアルミニウム棒２（こは酸化被膜
が強固に密着しているため、酸化被膜を破って押し込む
ときの押し込み抵抗を最少限におさえる目的で、クサビ
状の角度は４５°としている。

しかし、銅下地錫引鉄線「はクサビ状に切断しなくても
接合は可能であるが接合部形状のバラツキを押えるため
Ｇこはクサビ状切断が最適である。

このよう（こ先端をクサビ状とした銅下地錫引鉄線１は
、酸素、水素むよびメチルアルコールの混合気体の燃焼
熱で端部の形状を保持しつつ半溶融状態に加熱された１
、５ｒｒｔＴＬ、 ２．Ｏｒｒｒｍのアルミニウム棒２
に、この表面の酸化被膜を破り深さ１．５〜３問になる
１で押し込１れる。

この押し込み開始とともに、トーチ３は逃げる。

その際、アルミニウム棒２の内部に押し込１れた銅下地
引鉄線１の錫７が取り去られて銅６が露出し、そしてア
ルミニウム素地と銅下地錫引鉄線１が形状を保持した半
溶融状態のアルミニウム素地の中で、第２図（こ示すよ
うにその境界部に錫７、銅６、アルミニウム２の拡散合
金層９を形成して完全Ｇこ接合する。

この固相蔽相より生ずる拡散合金層９の存在は、Ｘ線マ
イクロアナライザ試験釦よび顕微鏡写真から明らかであ
る。

また、直径２ｒｒａｎのアルミニウム棒２を形状を保持
しつつ半溶融状態（こするＯこは、酸素、水素釦よびメ
チルアルコールの混合燃焼気体を内径０．３ ｍｍのト
ーチ３で０．５秒前後照射するだけでよい。

このアルミニウム棒２の形状を保持し半溶融状態以上、
すなわち加熱温度６００℃以上にすると、延性が落ち脆
くなり、銅下地錫引鉄線１を押し込んだ際にクラックが
生じる。

寸た、５００℃以下ではアルミニウム棒２が硬く、特に
銅下地錫引鉄線１の径が１１ｍ１ｍ以下では、正常な押
し込みが困難である。

以上のことから純度９９％、９９．９％、９９．９９係
の高純度アルミニウム棒２では加熱温度５５０℃前後が
最適である。

９９係以下では、アルミニウム棒２に異種金属の混入量
が多くクラックが生じ易く接合強度のバラツキが大きく
なる。

また、酸素、水素およびメチルアルコールの混合気体の
炎は還元炎であるため、アルミニウム棒２の酸化被膜を
助長することがなく、常温時の酸化被膜の密着状態に近
い１１であり、アルミニウム棒２に付着している油脂等
の汚染（こ殆ど関係なく、上記の方法でアルミニウム棒
２と銅下地錫引鉄線１の接合を容易に行うことができる
。

また、銅下地錫引鉄線１の直径が０．６ ｒｒａｎ４こ
対し、アルミニウム棒２の直径が１．２問未満の場合は
、銅下地錫引鉄線１を押し込んだ際にクラックが生じ易
く、接合強度のバラツキが大きくなる。

しかし、本発明においては、アルミニウム棒２が銅下地
錫引鉄線１の２倍以上の径があるため、そのようなりラ
ックが生じなく、しかも接合時にさほど精度の高い作業
を必要としない。

以上のような接合方法によって行った電解コンデンサ用
外部引出リード線は、鉄５と銅６の飛散が全くなく、し
かも電解コンデンサの電気特性である漏れ電流を低下さ
せることができるとともに、表１に示しているように溶
接強度のバラツキも従※※来の溶接方法に比べ非常（こ
安定したものとすることができる。

な釦、表１（こ釦いて、従来品はアーク溶接法により接
合したリード線である。

また、表１に示す数値は、サンプル数名１００個の数値
で、溶接強度の平均値Ｘ、バラツキ３σで表わしている
。

捷た、本発明の接合方法によれば、押し込み深さｔを変
化させることにより、銅下地錫引鉄線１とアルミニウム
棒２内部の接触面積釦よび拡散合金層９も変化するので
、接合後の全長寸法により押し込み深さｔを計算推定す
ることにより接合部の非破壊強度管理を確実に行うこと
ができる。

ここで、上記実施例では、アルミニウム棒を半溶融状態
に加熱するのにガス炎を用い九が、加熱方法としては上
記の他に誘導加熱、電子ビーム、光ビーム等でも可能で
ある。

また、上記実施例１：こ釦いて、低融点金属引硬質金属
線としては、銅下地錫引鉄線について述べたが、錫引鉄
線であってもよく、また、銅下地錫引鉄線、半田引鉄線
でもよく、さらに銅下地錫引ニッケル線など種々のもの
が適用できる。

以上のように本発明のアルミニウム棒と低融点金属引硬
質金属線の接合方法は、電気的、機械的性能に優れ、強
度的Ｏこもほとんどバラツキもなく安定したものが得ら
れ、しかも低融点金属が硬質金属線の保護として働くこ
とから接合時に良好な拡散合金層を形成するためＯこ清
浄工程を設ける必要もなく、また拡散合金層Ｏこより良
好な接合を行なっているため、特別な加工工程を設ける
必要もなく、これによって生産性よく高速で接合するこ
とができるという。

工業的価値の犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イ、口、ハは本発明のアルミニウム棒と低融点金
属、引硬質金属線の接合方法を説明するための工程を示
す側面図、第２図は同接合方法により接合した接合部の
断面図、第３図は本発明（こよって接合した部材のＸ線
透視図である。 １・・・・・・低融点金属引硬質金属線、２・・・・・
・アルミニニウム棒、９・・・・・・拡散合金層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム棒よりも融点の低い低融点金属引硬質
   金属線と、この低融点金属引硬質金属線の径の２倍以上
   の径よりなるアルミニウム棒を対向させ、アルミニウム
   棒を熱源で形状を保持しつつ半溶融状態に加熱し、その
   後この半溶融状態のアルミニウム棒内部に低融点金属引
   硬質金属線を使用目的に応じた適当な深さに押し込んで
   そのアルミニウム棒内部にそれらの部材の拡散合金層を
   形成し、この拡散合金層によりアルミニウム棒と低融点
   金属引硬質金属線とを接合することを特徴とするアルミ
   ニウム棒と低融点金属引硬質金属線の接合方法。