JPS62199260A - 金属のろう付方法 - Google Patents
金属のろう付方法Info
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- JPS62199260A JPS62199260A JP3924686A JP3924686A JPS62199260A JP S62199260 A JPS62199260 A JP S62199260A JP 3924686 A JP3924686 A JP 3924686A JP 3924686 A JP3924686 A JP 3924686A JP S62199260 A JPS62199260 A JP S62199260A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＣｕ及びＣｕ合金及びＦｅ及びＦｅ合金等の高
純度金属またはそれらの合金を加熱により溶解するろう
材を介して接続する方法に関する。
純度金属またはそれらの合金を加熱により溶解するろう
材を介して接続する方法に関する。
従来の接合方法は、特開昭５７−１７１５６９号に記載
のように接合される金属材料と合金化する金属および合
金化しない金属からなる中間材を前記接合される金属材
料の間に設け、前記中間材の合金化しない金属の融点よ
り高く、且つ前記合金化する金属と前記接合される金属
との間に形成される合金の融点より低い温度に加熱し、
次いで加圧して前記中間材の融液層を接合部から押出す
方法となっていた。
のように接合される金属材料と合金化する金属および合
金化しない金属からなる中間材を前記接合される金属材
料の間に設け、前記中間材の合金化しない金属の融点よ
り高く、且つ前記合金化する金属と前記接合される金属
との間に形成される合金の融点より低い温度に加熱し、
次いで加圧して前記中間材の融液層を接合部から押出す
方法となっていた。
しかし、母材の一方にだけ合金層を形成させることにつ
いては配慮されていなかった。また特開昭５５−１４７
４９０号には恒弾性合金と圧電セラミックに形成した金
属面の間に挟んだはんだを熱圧着によりはんだを融解さ
せずに拡散させて接合し、その後接合部をはんだ融解温
度以上に加熱して加圧力によって接合部内の融解したは
んだを接合部外へ押出すことになっていた。しかしはん
だを溶解して合金層を形成させることについては配慮さ
れていなかった。
いては配慮されていなかった。また特開昭５５−１４７
４９０号には恒弾性合金と圧電セラミックに形成した金
属面の間に挟んだはんだを熱圧着によりはんだを融解さ
せずに拡散させて接合し、その後接合部をはんだ融解温
度以上に加熱して加圧力によって接合部内の融解したは
んだを接合部外へ押出すことになっていた。しかしはん
だを溶解して合金層を形成させることについては配慮さ
れていなかった。
上記従来技術は母材の一方にだけ合金層を形成させるこ
とについて、またはんだを溶解して合金層を形成させる
ことについて配慮がされておらず、前者ははんだ量を多
く使うため製品の価格を増大させること、また排出はん
だの処理に時間を要すること、及び製品の形状によって
は加熱、加圧のときの電極にはんだが接着し作業性を損
なう等の問題があり、後者においては合金層が形成され
ていないので接合部の強度及び耐熱性等に劣る問題があ
った。
とについて、またはんだを溶解して合金層を形成させる
ことについて配慮がされておらず、前者ははんだ量を多
く使うため製品の価格を増大させること、また排出はん
だの処理に時間を要すること、及び製品の形状によって
は加熱、加圧のときの電極にはんだが接着し作業性を損
なう等の問題があり、後者においては合金層が形成され
ていないので接合部の強度及び耐熱性等に劣る問題があ
った。
本発明の目的ははんだ量を必要最小限にし、母材の一方
に均一な合金層を形成させ、高強度、高耐熱性のろう付
継手のできる金属のろう付方法を提供することにある。
に均一な合金層を形成させ、高強度、高耐熱性のろう付
継手のできる金属のろう付方法を提供することにある。
本発明は、２つの金属母材の接合面間にろう材を介在さ
せ、加熱してろう材と母材を反応させて合金層を形成さ
せると共に、加圧して未反応のろう材を接合面間から外
部へ排出するろう付方法において、次の工程を含むこと
を特徴とするろう付方法である。
せ、加熱してろう材と母材を反応させて合金層を形成さ
せると共に、加圧して未反応のろう材を接合面間から外
部へ排出するろう付方法において、次の工程を含むこと
を特徴とするろう付方法である。
即ち、前記母材の一方のろう対面にろう材を載せ加熱す
るか、溶融したろうの中に母材の一方を浸漬して母材と
ろう材の界面が合金層、表面がろう材よりなる層を形成
させること、他方、相手材側母材のろう対面を前記ろう
層と対面接触させること、続いて抵抗加熱及び加圧がで
きる一対の電極間に設置してろう付温度に加熱及び加圧
し、ろう付及び未反応のろう材を排出することの工程を
経ることにより達成される。
るか、溶融したろうの中に母材の一方を浸漬して母材と
ろう材の界面が合金層、表面がろう材よりなる層を形成
させること、他方、相手材側母材のろう対面を前記ろう
層と対面接触させること、続いて抵抗加熱及び加圧がで
きる一対の電極間に設置してろう付温度に加熱及び加圧
し、ろう付及び未反応のろう材を排出することの工程を
経ることにより達成される。
母材の一方のろう対面に使用するろう材は、母材と合金
化する金属及び合金化しない金属からなり、その融点が
母材より低いものである。例えばＣｕ母材の場合、Ｐｂ
−８ｎ系のろう材を用いると、母材と合金化する金属が
Ｓｎであり、合金化しない金属がｐｂとなる。ろう材の
融点は約３００℃以下で、加熱も当然ながら３００℃以
下で行われる。この加熱によって母材とＳｎが反応して
合金層を形成する。その厚みは加熱時間との関係もある
が約５μｍ以下である。そして合金層の上層部に合金化
しないｐｂと、Ｐｂに固溶したＳｎからなるろう材層が
形成される。他方、相手材側母材のろう対面を前記ろう
層と対面接触させる。このろう対面は油膜、ゴミ等のな
い清浄面である必要がある。
化する金属及び合金化しない金属からなり、その融点が
母材より低いものである。例えばＣｕ母材の場合、Ｐｂ
−８ｎ系のろう材を用いると、母材と合金化する金属が
Ｓｎであり、合金化しない金属がｐｂとなる。ろう材の
融点は約３００℃以下で、加熱も当然ながら３００℃以
下で行われる。この加熱によって母材とＳｎが反応して
合金層を形成する。その厚みは加熱時間との関係もある
が約５μｍ以下である。そして合金層の上層部に合金化
しないｐｂと、Ｐｂに固溶したＳｎからなるろう材層が
形成される。他方、相手材側母材のろう対面を前記ろう
層と対面接触させる。このろう対面は油膜、ゴミ等のな
い清浄面である必要がある。
これらを対面接触させたのち４００℃〜５００℃程度に
加熱ができる抵抗加熱機と、また、接合面積（ｍｍ”）
当り３ ｋｇ ｆ −１，Ｏｋｇ ｆの加圧ができる一
対の電極間に設置して加熱、加圧をほぼ同時に行うかあ
るいは、加熱が先で、加圧が後になって行うかのいずれ
かで行う。この操作によって他方の相手材母材にろう材
がぬれると共に合金層が形成されるため、合金層同士の
接合が行われる。
加熱ができる抵抗加熱機と、また、接合面積（ｍｍ”）
当り３ ｋｇ ｆ −１，Ｏｋｇ ｆの加圧ができる一
対の電極間に設置して加熱、加圧をほぼ同時に行うかあ
るいは、加熱が先で、加圧が後になって行うかのいずれ
かで行う。この操作によって他方の相手材母材にろう材
がぬれると共に合金層が形成されるため、合金層同士の
接合が行われる。
そして融点の低い未反応のろう成分が接合面間から排出
される。
される。
このようにして形成された合金層は母材と反応した成分
から成っているので、融点が高く、それに伴って継手の
強度及び耐熱性も一段と向上したものになる。
から成っているので、融点が高く、それに伴って継手の
強度及び耐熱性も一段と向上したものになる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
被接合材としてのＣｕ板： ０．５ＷＸ ］、’Ｘ ５
０１・１の接合部分に予備はんだ付３を施し、他方のＣ
ｕ板２．０ＷＸ１ｔＸ５０’−２７に接触させ設置する
。１と２の重ね代を３■とした。第１図（、）の接合部
の縦断面と抵抗接合機の電極とを組合せ、（ｂ）に予備
はんだ付をした１と他方の母材２とを接触させた様子、
（Ｃ）に抵抗溶接機により加熱、加圧を行った直後の様
子を示した図である。ここで使用したろう材は重量％で
５ｎ４７％、Ａｇ２％、残部ｐｂからなるもので、母材
１の接合面のみに２５０℃の温度に２０秒加熱して予備
はんだ付３を施した。この予備はんだ付によって母材と
はんだとの界面に合金層５が形成され、合金層の上層部
に未反応のはんだ層６が連続的に形成されている。そし
て抵抗接合機のφ３８０のＣｕの電極４通電電流３．５
ＫＡ、通電時間０．８秒、加圧力６ ｋｇ ｆ ／ ｎ
ｕｎ”を付与し加熱、加圧ろう付を行った。加熱、加圧
ろう術後の接合部は第１図（Ｃ）に示すように接合面に
は合金層６が残留し、未反応のけんだ７は接合面間から
排出された。
０１・１の接合部分に予備はんだ付３を施し、他方のＣ
ｕ板２．０ＷＸ１ｔＸ５０’−２７に接触させ設置する
。１と２の重ね代を３■とした。第１図（、）の接合部
の縦断面と抵抗接合機の電極とを組合せ、（ｂ）に予備
はんだ付をした１と他方の母材２とを接触させた様子、
（Ｃ）に抵抗溶接機により加熱、加圧を行った直後の様
子を示した図である。ここで使用したろう材は重量％で
５ｎ４７％、Ａｇ２％、残部ｐｂからなるもので、母材
１の接合面のみに２５０℃の温度に２０秒加熱して予備
はんだ付３を施した。この予備はんだ付によって母材と
はんだとの界面に合金層５が形成され、合金層の上層部
に未反応のはんだ層６が連続的に形成されている。そし
て抵抗接合機のφ３８０のＣｕの電極４通電電流３．５
ＫＡ、通電時間０．８秒、加圧力６ ｋｇ ｆ ／ ｎ
ｕｎ”を付与し加熱、加圧ろう付を行った。加熱、加圧
ろう術後の接合部は第１図（Ｃ）に示すように接合面に
は合金層６が残留し、未反応のけんだ７は接合面間から
排出された。
比較例
実施例で用いたものと同一のＣＬ］板１及び２を前記成
分のはんだを用いて、従来のはんだ付法により２５０℃
、２０秒加熱してはんだ付した。
分のはんだを用いて、従来のはんだ付法により２５０℃
、２０秒加熱してはんだ付した。
前記実施例、比較例で得られた重ね継手は引張試験及び
再溶融温度試験に付した。引張試験は引張前縦荷重を接
合面積で割ったものでｋｇ ｆ ／ ｍｍ２で示した（
第２図）。再溶融温度試験は各重ね継手を予め８５０℃
に加熱した縦型電気炉に吊し。
再溶融温度試験に付した。引張試験は引張前縦荷重を接
合面積で割ったものでｋｇ ｆ ／ ｍｍ２で示した（
第２図）。再溶融温度試験は各重ね継手を予め８５０℃
に加熱した縦型電気炉に吊し。
下端側の被接合材が落下したときの温度Ｔ）！（℃）に
よって示した（第３図）。
よって示した（第３図）。
第２図から明らかなように、本発明方法による抵抗加熱
、加圧方式による継手の引張強さは従来のはんだ付法の
場合よりも２倍以−にに改善された。
、加圧方式による継手の引張強さは従来のはんだ付法の
場合よりも２倍以−にに改善された。
また第３図から明らかなように、本発明による方法で得
られた継手は再溶融温度においても８００℃以上を示し
、従来の銀ろうでろう付した継手と同等の結果が得られ
た。それに対し従来の継手（比較例）ははんだの融点近
傍で落下し、耐熱性に著しく劣った。
られた継手は再溶融温度においても８００℃以上を示し
、従来の銀ろうでろう付した継手と同等の結果が得られ
た。それに対し従来の継手（比較例）ははんだの融点近
傍で落下し、耐熱性に著しく劣った。
本発明の方法によれば引張強さ及び耐熱性に著しく優れ
ることが明らかとなった。この原因を明らかにするため
に、本発明の方法でろう付した試片（Ｃｕ継手）の断面
をＥＰＭＡ （電子プローブマイクロアナライザ）で分
析したところ、Ｃｕ母林間には約２μｍの合金層が形成
され、その成分はＣｕ 、Ｓ ｕ 、Ａ ｇから成って
おり、ｐｂは検出されなかった。
ることが明らかとなった。この原因を明らかにするため
に、本発明の方法でろう付した試片（Ｃｕ継手）の断面
をＥＰＭＡ （電子プローブマイクロアナライザ）で分
析したところ、Ｃｕ母林間には約２μｍの合金層が形成
され、その成分はＣｕ 、Ｓ ｕ 、Ａ ｇから成って
おり、ｐｂは検出されなかった。
以上１実施例においては、被接合材として、Ｃｕ基材を
用いた場合について述べたが、その他にＦｅ基材、Ｎｉ
基材等の被接合材にも同等の効果が得られた。またこれ
らの異材接合にも本発明方法は適用できるものである。
用いた場合について述べたが、その他にＦｅ基材、Ｎｉ
基材等の被接合材にも同等の効果が得られた。またこれ
らの異材接合にも本発明方法は適用できるものである。
はんだの成分についても合金層を形成する元素と母材と
反応（難い元素の合金はんだであればよく、Ｐｂ−８ｎ
系、Ｐｂ−Ｂ ｊ−Ｚｎ−Ａｇ系等も当然適用できる。
反応（難い元素の合金はんだであればよく、Ｐｂ−８ｎ
系、Ｐｂ−Ｂ ｊ−Ｚｎ−Ａｇ系等も当然適用できる。
更には合金層形成元素だけの合金はんだ、例えばＡ ｕ
−Ｓ ｎ系、Ｓｎ系、Ａ ｕ −Ｓ ｉ系等のはんだ
を用いた場合にも本発明の方法は適用できる。これらの
合金層形成元素のはんだはＣｕ母材等と反応して脆い化
合物層を形成する。すなわち一般的なろう付方法で継手
を作製すると動的引張強度及び衝撃特性が著しく弱い。
−Ｓ ｎ系、Ｓｎ系、Ａ ｕ −Ｓ ｉ系等のはんだ
を用いた場合にも本発明の方法は適用できる。これらの
合金層形成元素のはんだはＣｕ母材等と反応して脆い化
合物層を形成する。すなわち一般的なろう付方法で継手
を作製すると動的引張強度及び衝撃特性が著しく弱い。
そこで本発明の方法で接合すると前記脆い化合物層を接
合面間から排出させ、健全な合金層のみを残留させた継
手が得られるので、一段と機械的及び物理的特性に優れ
る。
合面間から排出させ、健全な合金層のみを残留させた継
手が得られるので、一段と機械的及び物理的特性に優れ
る。
また被接合材の少なくとも一方にＡｇ、Ａｕ及びＮｉめ
つき等を施したものを前記はんだ合金を用いて接続する
方法も、本発明の方法が適用できるものである。
つき等を施したものを前記はんだ合金を用いて接続する
方法も、本発明の方法が適用できるものである。
本発明方法によれば、Ａｇ含有量の少ない、はんだ量の
少ない安価な低融点ろう材で接合できるとともに、継手
部には高融点の合金層が形成されるので耐熱性に富んだ
高い強度の継手が得られる効果がある。
少ない安価な低融点ろう材で接合できるとともに、継手
部には高融点の合金層が形成されるので耐熱性に富んだ
高い強度の継手が得られる効果がある。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す外観図、（ｂ）
は一方の母材に予備はんだ付をして他方の母材に設置し
た図、（ｃ）は抵抗接合機により加熱、加圧をして接合
した直後の断面図、第２図は本発明の方法と従来のはん
だ付法によって接合した継手の引張強さを示す線図、第
３図は前記継手試験片の再溶融温度を示す線図である。 １・・・Ｃｕ母材、２・・・Ｃｕ母材、３・・・はんだ
、４・・・電極、５・・・合金層、６・・・はんだ層、
７・・・排出はんだ。
は一方の母材に予備はんだ付をして他方の母材に設置し
た図、（ｃ）は抵抗接合機により加熱、加圧をして接合
した直後の断面図、第２図は本発明の方法と従来のはん
だ付法によって接合した継手の引張強さを示す線図、第
３図は前記継手試験片の再溶融温度を示す線図である。 １・・・Ｃｕ母材、２・・・Ｃｕ母材、３・・・はんだ
、４・・・電極、５・・・合金層、６・・・はんだ層、
７・・・排出はんだ。
Claims (1)
- １．２つの金属母材の接合面間にろう材を介在させ、加
熱してろう材と母材を反応させて合金層を形成させると
共に加圧して未反応のろう材を接合面間から外部へ排出
するろう付方法において、下記の（イ）〜（ハ）の工程
を含むことを特徴とする金属のろう付方法。 （イ）前記母材の一方のろう付面にろう材を載せ加熱す
るか、溶融したろうの中に浸漬して母材とろう材の界面
が合金層、表面がろう材よりなる層を形成させること。 （ロ）相手材側母材のろう付面を前記ろう層と対面接触
させること （ハ）抵抗加熱及び加圧ができる一対の電極間に設置し
てろう付温度に加熱及び加圧し、ろう付及び未反応のろ
う材を排出すること。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3924686A JPS62199260A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 金属のろう付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3924686A JPS62199260A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 金属のろう付方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199260A true JPS62199260A (ja) | 1987-09-02 |
Family
ID=12547773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3924686A Pending JPS62199260A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 金属のろう付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199260A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0914897A1 (en) * | 1997-09-16 | 1999-05-12 | Mazda Motor Corporation | A joined metal member and a method and an apparatus for fabricating the same |
| US8022551B2 (en) * | 2000-06-12 | 2011-09-20 | Renesas Electronics Corporation | Solder composition for electronic devices |
| WO2013070573A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-16 | Siemens Energy, Inc. | Method of joining or repairing superalloy structures using projection resistance brazing : corresponding superalloy component |
| US9272350B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-03-01 | Siemens Energy, Inc. | Method for resistance braze repair |
| US9273562B2 (en) | 2011-11-07 | 2016-03-01 | Siemens Energy, Inc. | Projection resistance welding of superalloys |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP3924686A patent/JPS62199260A/ja active Pending
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