KR100396606B1 - 저납땜성 금속재의 납땜 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 납땜 결합이 용이하지 않은 금속을 서로 연결하거나, 납땜성이 좋은 소재와 그렇지 않은 소재를 연결하고자 할 때에 납땜성이 우수한 소재로 연결 부재를 이용하여 서로를 연결시켜 주는 저납땜성 금속재의 납땜 방법에 관한 것으로, 납땜성이 안 좋은 소재로 된 금속봉을 땜납으로 결합시키는 방법에 있어서, 납땜성이 우수한 소재를 이용하여 서로 연결하고자 하는 금속봉의 외경에 맞는 스프링을 제조하는 단계와; 상기 스프링을 상기 금속봉의 양단부에 결합시키는 단계와; 서로 연결될 상기 금속봉의 양단에 결합된 스프링 위에 땜납을 용융 도포하여 서로를 고정시키는 단계로 이루어진다.

Description

저납땜성 금속재의 납땜 방법{Soldering Method of lower Solderability Metal Rods}

본 발명은 저납땜성 금속재의 납땜 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 납땜 결합이 용이하지 않은 금속을 서로 연결하거나, 납땜성이 좋은 소재와 그렇지 않은 소재를 연결하고자 할 때에 납땜성이 우수한 소재로 연결 부재를 이용하여 서로를 연결시켜 주는 저납땜성 금속재의 납땜 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 금속봉과 같은 소재를 서로 연결하고자 할 때에는 이용하는 방법으로 서로 접합되는 소재와 같은 소재로 된 용접봉을 이용하여 산소 용접 또는 아크 용접 방법으로 연결하는 것이 일반적인 방법이나, 철, 스테인리스스틸, 동 등의 소재 외에는 그 소재의 특성상 상기와 같은 방법으로 연결할 수 없는 문제점이 있다.

그리고, 동과 같은 소재의 경우에 땜납을 이용하여 서로를 결합시키는 경우가 많은데, 납땜은 비교적 낮은 온도인 200℃ 이하의 온도에서 간단하게 서로를 견고하게 연결할 수 있어서 가장 많이 이용되는 연결 방법 중 하나이다.

이와 같은 납땜 결합에 이용되는 땜납은 보통 주석 60% 와 납 40%의 합금을 일컬으나 목적에 따라 주석과 납의 비율이 97:3에서 63:37까지 다양하며, 특수 목적을 위하여 주석-안티몬 합금, 주석-은 합금, 주석-아연 합금 및 주석-납-은의 합금도 땜납으로 사용되고 있다.

땜납은 둘 또는 세 종류의 금속이 합금을 이루었을 때 용융점이 매우 낮아지고 다른 금속, 특히 구리 또는 구리 합금과 용접이 잘 되는 성질을 가지고 있으며, 이를 연성 땜납(Soft Solder)이라 한다.

이 때의 용융점을 공융점이라 하며, 주석 61.9%-납 38.1%일 때의 공융점은 183℃, 주석-안티몬은 236℃, 주석-은은 221℃, 주석-아연의 공융점은 198℃ 이다.

땜납의 중요한 성질은 공융점이 낮은 것 외에도 소지 금속 표면에 빠르고 유연하게 젖어 들어(Wetting) 납땜이 잘 되도록 하는 성질이 있다. 일반적으로 땜납의 주석 성분이 높을수록 잘 젖어든다.

납땜을 할 때에 납땜성(Solderability) 즉, 완전하고 균일하며 유연하게 땜납의 필름이 벗겨지지 않고 소지 표면에 완전하게 잘 달라붙는 금속적인 결합을 이루는 성질을 기준으로 납땜 작업의 양호 여부를 판단하는데, 납땜성을 돋우는 표면 처리 작업을 통하여 납땜성을 향상시키는 방법이 일반적이다.

그러나, 상기와 같은 특성을 갖는 납땜 용접도 구리 및 그의 합금 외의 소재에 대해서는 결합이 잘되지 않는 특성이 있기 때문에 상대적으로 용접 방법이 복잡한 아크 용접이나 산소 용접으로 용접을 해야 하는 문제점이 있다.

한편, 금속봉의 양단을 서로 연결하기 위해서는 보통 슬리브를 이용하여 서로를 고정 연결하는 것이 일반적인데, 슬리브를 이용하여 고정시키는 경우에 금속봉에 회전 토크가 가해지면 서로 고정되지 못하고 회전하기 때문에 회전력이 가해지는 경우에는 적절한 방법이 되지 못한다.

특히, 우수한 전기 전도도를 유지하기 위해서는 용융 접합 외에는 납땜 방법이 가장 적당한 방법이며, 상기와 같은 슬리브 결합이나 나사 결합의 경우에는 전기 전도도를 떨어뜨리는 결과를 초래하기 때문에 적당한 방법이라고 할 수 없다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 서로 다른 금속봉의 양단을 견고하게 고정시키기 위하여 금속봉의 양단 표면에 스프링을 삽입하고 땜납을 이용하여 고정시킴으로써 견고하게 서로를 연결시켜 주는 저납땜성 금속재의 납땜 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저납땜성 금속재의 납땜 방법의 제 1실시예를 설명하기 위한 분리 정면도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예의 연결 부위에 대한 단면도.

도 3은 본 발명의 제 2실시예를 설명하기 위한 연결 부위의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 제 1금속봉 20 : 제 2금속봉

30 : 제 1스프링 40 : 땜납

10a : 제 3금속봉 20a : 전선

30a : 제 2스프링 40a : 땜납

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 납땜성이 안 좋은 소재로 된 금속봉을 땜납으로 결합시키는 방법에 있어서, 납땜성이 우수한 소재를 이용하여 서로 연결하고자 하는 금속봉의 외경에 맞는 스프링을 제조하는 단계와; 상기 스프링을 상기 금속봉의 양단부에 결합시키는 단계와; 서로 연결될 상기 금속봉의 양단에 결합된 스프링 위에 땜납을 용융 도포하여 서로를 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법을 제공한다.

그리고, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 납땜성이 안 좋은 소재로 된 금속봉에 전선을 땜납으로 결합시키는 방법에 있어서, 납땜성이 우수한 소재를 이용하여 상기 금속봉의 외경에 맞는 스프링을 제조하는 단계와; 상기 스프링을 상기 금속봉의 일단에 결합시키는 단계와; 상기 스프링의 외주면에 전선을 맞대고 땜납을 용융 도포하여 서로를 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법을 아울러 제공한다.

상기 스프링의 소재는 동과 동을 포함한 합금 중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 땜납으로 용접할 때에 상기 금속봉과 스프링에 열을 가하면서 용접함으로써 납땜성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

상기 금속봉은 그 표면에 납땜성이 우수한 금속을 도금하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 서로 납땜 결합이 용이하지 않는 서로 다른금속을 연결할 때에 서로를 납땜성이 우수한 소재로 된 스프링으로 연결한 후에 그 표면에 납땜 처리를 함으로써 견고하게 고정시켜 주는 것이다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따른 저납땜성 금속재의 납땜 방법의 제 1실시예를 설명하기 위한 분리 정면도, 도 2는 본 발명의 제 1실시예의 연결 부위에 대한 단면도, 도 3은 본 발명의 제 2실시예를 설명하기 위한 연결 부위의 단면도이다.

본 발명은 전기 전도성은 우수하지만 납땜성이 좋지 않은 소재 예를 들어, 니오븀 봉(Nb rod)과 같은 소재를 서로 연결하거나, 니오븀 봉과 납땜성이 우수한 전선을 연결할 때에 적용하기 위한 발명으로써, 2개로 분리되어 있는 제 1 및 제 2금속봉(10, 20), 그리고 제 3금속봉(10a)과 전선(20a)을 납땜 방법으로써 서로 결합시켜 주기 위한 것이다.

특히, 전류 전달을 위하여 도체를 서로 연결하고자 할 때에는 소재에 강한 외력이 가해지지 않기 때문에 소재를 용융 결합시키는 아크 용접과 같은 용접 방법을 이용하는 것보다 본 발명에서 제안하는 납땜 방법을 이용하여 소재를 결합시킴으로써 충분한 전기 전도도를 확보할 수 있으면서 작업의 편이성을 확보할 수 있는 것이다.

본 발명의 제 1실시예는 이를 위하여 상기 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)의 외경에 맞는 내경을 갖는 제 1스프링(30)을 먼저 제작한다.

상기 제 1스프링(30)은 납땜성과 탄성력이 우수한 구리(Cu) 특히, 전기동을 이용하는 것이 좋으며, 동을 이용한 합금 즉, 황동이나 청동 소재도 적당한 소재이다.

이와 같은 제 1스프링(30)은 피결합되는 소재 즉, 상기 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)의 굵기에 따라 그 직경이 항상 달라지므로, 회전축에 금속봉의 일단이 고정 결합되는 모터를 이용하여 권선하여 제작하면 된다.

상기와 같이 준비된 제 1스프링(30)을 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)의 양단에 삽입하여, 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)의 양단을 서로 밀착시키고 납땜을 한다.

이 때, 납땜성을 좋게 하기 위하여 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)의 표면에 납땜성이 우수한 금속 즉, 백금, 주석 등으로 도금을 하고 열을 가하면서 납땜을 해야 하며, 땜납(40)이 부착되는 표면에 묻어 있는 이물질을 완전하게 제거한 후에 하는 것이 보다 좋은 납땜 품질을 보장한다.

상기 본 발명의 제 1실시예서는 결합되는 소재 즉, 제 1 및 제 2금속봉(10, 20)을 봉(rod)으로 예로 들어 설명하였지만, 관(tube) 형태의 소재를 연결할 때에도 적용이 가능하다.

한편, 본 발명의 제 2실시예는 니오븀(Nb)과 같은 제 3금속봉(10a)과 그 일측면에 전선(20a)을 납땜법으로 연결하고자 하기 위한 것으로, 이를 위하여 제 3금속봉(10a)의 외경에 맞는 제 2스프링(30a)을 제작하여 그 둘레에 삽입한다.

여기서도 상기 실시예와 마찬가지로 제 3금속봉(10a)의 표면에 납땜성이 우수한 금속을 도금한 후에 사용한다.

상기 제 2스프링(30a)은 상기 제 1스프링(30)과 같이 납땜성이 우수한 전기동(Cu)으로 제작된 것을 사용한다.

그리고, 상기 제 3금속봉(10a)에 접촉된 제 2스프링(30a)에 전선(20a)을 접촉시키고 땜납으로 서로를 용접한다.

이 때, 상기 제 1실시예와 마찬가지로 납땜되는 소재에 열을 가하면서 납땜을 하는 것이 납땝성을 양호하게 하는 조건이다.

이와 같이 납땜을 하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 3금속봉(10a) 일단의 외주면에 제 2스프링(30a)이 감겨져 있고, 그 바깥쪽의 일측에 전선(20a)이 접촉된 상태에서 모두를 결합시켜 주는 땜납(40a)이 도포되어 있는 상태를 유지한다.

따라서, 납땜성이 우수한 소재인 전선(20a)을 상대적으로 납땜성이 좋지 않은 소재로 된 제 3금속봉(10a)에 제 2스프링(30a)을 이용하여 땜납으로 결합시킬 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 서로 납땜 결합이 용이하지 않는 서로 다른 금속이나, 납땜성이 좋은 소재와 그렇지 않은 소재를 연결할 때에 납땜성이 우수한 소재로 된 스프링을 이용하여 납땜 처리를 함으로써 견고하게 연결시키면서 전기 전도로를 우수하게 유지하여 주는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 납땜성이 안 좋은 소재로 된 2개의 금속봉을 땜납으로 결합시키는 방법에 있어서,

   상기 땜납에 대하여 납땜성이 우수한 소재로 된 선재를 금속봉의 외주면에 권선하여 스프링을 준비하는 단계와;

   상기 스프링에 상기 2개의 금속봉의 각 일단부를 삽입하여 결합시키는 단계와;

   서로 연결될 상기 금속봉의 양단에 결합된 스프링 위에 땜납을 용융 도포하여 서로를 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법.
2. 납땜성이 안 좋은 소재로 된 금속봉에 전선을 땜납으로 결합시키는 방법에 있어서,

   상기 땜납에 대하여 납땜성이 우수한 소재로 된 선재를 금속봉의 외주면에 권선하여 스프링을 준비하는 단계와;

   상기 스프링에 상기 금속봉의 일단을 삽입하여 결합시키는 단계와;

   상기 스프링의 외주면에 전선을 맞대고 땜납을 용융 도포하여 서로를 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스프링의 소재는 동과 동을 포함한 합금 중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 땜납으로 용접할 때에 상기 금속봉과 스프링에 열을 가하면서 용접함으로써 납땜성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금속봉은 그 표면에 납땜성이 우수한 금속을 도금하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저납땜성 금속재의 납땜 방법.