KR100744757B1 - 추가적인 아연/알루미늄 금속을 이용하여, 동일하거나 다른금속 또는 금속합금을 포함하는 부품을 불활성 기체용접하거나 불활성 기체 납땜하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추가적인 용융된 금속합금을 이용하여, (A) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그들의 합금으로 제조된 부품과 (B) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그들의 합금으로 제조된 부품의 불활성 기체 용접 또는 불활성 기체 납땜 방법에 관한 것으로서, 상기 부품 (A)와 (B)는 동일하거나 다른 금속 또는 금속 합금으로 구성된다. 본 발명은 하기의 단계로 이루어진다: a) 접합될 부품들을 인접하게 하거나 겹치게 하는 단계; b) Zn/Al 합금을 포함하는 추가적인 금속합금을 용융하는 단계; c) 상기 용융된 추가적인 금속합금을 접촉된 부품들의 접촉면 또는 부분면 상에 적용시키는 단계; 및, d) 상기 접합된 부품들을 냉각시키는 단계. 단계 b) 및 c)는 적어도 불활성 기체를 사용하여 수행되고, 하나의 단계가 끝난 직후 나머지 단계가 수행된다. 또한, 본 발명은 상기 방법에 사용되는 와이어에 관한 것이다.
불활성 기체 용접, 불활성 기체 납땜, 아연기반 합금, 와이어

Description

추가적인 아연/알루미늄 금속을 이용하여, 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금을 포함하는 부품을 불활성 기체 용접하거나 불활성 기체 납땜하는 방법{Method for Inert Gas Welding or Inert Gas Soldering of Workpieces Comprising Identical or Different Metals or Metal Alloys by Means of an Additional Zn/Al Metal}
본 발명은 추가적인 아연(Zn)기반 합금을 이용하여, 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 제조된 부품(workpiece)의 불활성 기체 용접 또는 불활성 기체 납땜에 관한 것이다. 강철(steel), 마그네슘(magnesium), 알루미늄(aluminum), 구리(copper) 및 그들의 금속합금으로 제조된 부품들은 용접이나 납땜이 되는데, 이 때 상기 접합되는 부품들은 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 구성된다. 또한, 본 발명은 상기 방법에 사용되는 와이어(wire)에 관한 것이다.
모터 제조산업(motor manufacturing industry), 특히 자동차 제작에 있어서, 차체(bodywork) 제작에서의 다양한 경금속 구성요소의 사용은 차체의 전체 무게를 줄이기 위한 일반적인 방식이 되어 왔으며, 상기 방식은 또한, 연료 소비에 있어서 긍정적인 효과를 나타내고 있다. 흔히, 상기 방식에는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금으로 제조된 소재들이 사용되며, 실제로, 현재 시판되는 운송수단은 이러한 소재들이 차체의 반 이상을 차지하고 있다.
차체 제작에 사용되는 소재들의 변경은 또한 기존의 접합과정의 개량을 요구한다. 과거에는 차체 제작에 반드시 강판접합(sheet steel joining)을 해야 했지만, 오늘날에는 산업생산에 복잡한 공정없이 서로 다른 소재들을 접합시킬 수 있는 접합방식을 필요로 하게 되었다.
차체 제작에 자주 사용되는 아연도금된 얇은 금속판과 같은 강판(sheet steel)을 결합하기 위하여는, 서로 다른 소재들 사이의 불활성 기체 용접 또는 불활성 기체 납땜의 종래기술을 사용하며, 이러한 방법들은 DIN 1910-2에 개시되어 있다.
금속 불활성 기체 용접(metal inert gas welding)은 용접될 부분의 부품이 불활성 기체 흐름 안의 와이어 전극(wire electrode)과 부품 사이의 아크 연소(arc burning)를 통하여 용융되는 방법이다. 이때, 와이어 전극은 용접 첨가물을 포함할 수 있으며, 용접될 소재와 적합해야만 하며, 이러한 방법을 통하여 용접될 부품의 부분은 서로 연결된다.
상기 방법을 이용하면, 비철금속(nonferrous metal) 뿐만 아니라, 강철도 서로 용접된다.
또 다른 방법은, 금속 불활성 기체 용접과는 다른 금속 불활성 기체 납땜이다. 전체 공정이 낮은 온도에서 수행될 수 있도록, 접합될 기저부 소재(base material)보다 더 낮은 온도에서 용융되는 땜용합금(solder)이 와이어 전극으로 사용된다.
'MIG 납땜(MIG soldering)'으로도 불리는 이러한 방법은 특히, 자동차 산업에서 아연도금된 얇은 강판을 접합시키는 데 그 적합성을 인정받았다. 대응되는 용접방법과 비교해 볼 때, 납땜방법은 접합되는 금속 부분의 높은 부식 방지효과 뿐만 아니라 우수한 공정 안정성, 납땜 이음선의 향상된 질 및 우수한 접합력과 같은 장점들을 제공한다. 이러한 방법에서, 아르곤 또는 아르곤을 포함하는 기체는 용접을 위한 불활성 기체로서 사용될 수 있다. 이러한 기체 혼합은 납땜 이음선을 부드럽게 하고, 기저부 소재로 이음선을 우수하게 전이시킬 수 있는 활성기체를 포함하는데, 예를 들어, 아르곤 및 적은 양의 산소의 혼합기체가 사용된다.
경납(brazing solder) 또는 구리 기반 와이어(copper base wire)와 같은 고온의 땜납은 땜용합금으로 자주 사용된다. 필수적으로, 그들은 실리콘(silicon), 알루미늄(aluminum), 주석(tin), 니켈(nickel), 아연(zinc) 및 망간(manganese) 등과 같은 다양한 합금 요소들을 포함하는 구리로 구성되어 있다. 땜용합금들의 용융 점은 약 950 내지 1400℃ 이며, 납땜이 이루어지는 온도구간이 된다. 용접방법과 비교했을 때, 납땜 방법은 또한 구성부품의 열부하(thermal load)가 상당히 낮고, 아연도금된 얇은 금속판의 아연층은 부식 저항력이 저하되는 범위정도의 용접 온도에 의해서도 변화가 없다.
하기에 설명하는 바와 같이, 본 발명은 동일한 소재 사이, 서로 다른 금속 사이 및 금속합금의 접합에 사용되는, 특히, 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 이의 합금 등으로 제조된 소재들의 접합에 사용되는 향상된 용접 또는 납땜방법을 제공하려는 것이다. 아연기반 땜용합금을 사용하는 불활성 기체 용접 또는 불활성 납땜에 의한 상기 소재들의 접합은 아직까지 알려져 있지 않은 상황이다.
그러나, 강철과 알루미늄을 접합시키는 다른 방법은 선행 기술로서 개시되어 있다. 즉, DE 100 57 180 A1은 강철 튜브와 알루미늄 리브(rib)를 연결하는 방법을 개시하고 있다. 상기 문헌에는 0.5 내지 20중량%의 알루미늄 성분을 가지는 아연-알루미늄 합금이 땜용합금으로 사용된다. 이러한 접합 방법은 땜용합금층이 초기에 불꽃 분무방식(flame spray method)이나 아크방식(arc method)을 사용하여, 강철 튜브나 알루미늄 리브에 적용되는 방법이다. 그런 직후, 알루미늄 리브는 강철 튜브와 접촉되고, 세슘알루미늄테트라플루오라이드(cesium aluminum tetrafluoride)의 융해제(fluxing agent)가 적용된다. 그 후, 알루미늄 리브가 공급된 강철 튜브는 370 내지 470℃의 온도의 오븐에서 납땜된다. 상기 방법은 두 공정단계를 포함하는 방법이다. 첫번째 단계에서, 땜용합금이 각 부품 상에 적용되고, 이어 땜용합금은 냉각된다. 두번째 단계에서, 상기 부품들은 접촉되고, 융해제가 상온에서 적용되어 부품들이 오븐에서 납땜된다. 명백하게, 이러한 방법은, 특히 차체 제작와 같은 산업적인 연속공정의 방식에서는 수행될 수 없다.
그러므로, 본 발명의 기술적인 목표는 선행 기술로부터 알려진 불활성 기체 용접 또는 불활성 기체 납땜을 개량하는 것이며, 동일한 금속을 접합시키는 것 이외에, 다른 금속들, 특히 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그들의 합금을 접합시키는 데 적용할 수 있도록 하는 것이다.
상기 기술적 목표는 다음 단계에 의해 특징지어지는, (A) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그들의 합금으로 제조된 부품과 (B) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그들의 합금으로 제조된 부품을 불활성 기체 용접하거나 불활성 기체 납땜하기 위한 방법으로 달성되며, 상기 부품 (A) 및 (B)는 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 구성된다: 하기의 각 단계를 포함하며, 추가적인 금속합금을 이용한, 강철로 제조된 부품 및 다른 금속소재들로 제조된 부품을 접합하는 방법:
a) 접합될 부품들을 인접하게 하거나 겹치게 하는 단계;
b) Zn/Al 합금을 포함하는 추가적인 금속합금을 용융하는 단계;
c) 상기 용융된 추가적인 금속합금을 접촉된 부품들의 접촉면 또는 부분면 상에 적용시키는 단계; 및,
d) 상기 접합된 부품들을 냉각시키는 단계.
단계 b) 및 c)는 적어도 불활성 기체를 사용하여 수행되며, 하나의 단계가 끝난 직후 나머지 단계가 수행된다.
본 발명에서 불활성 기체로 간주되는 것은 공정단계동안 추가적인 금속합금이나 부품의 재료와 어떠한 반응도 일으키지 않는 기체 또는 기체의 혼합물을 의미한다. 바람직하게는, 불활성 기체들, 특히 아르곤과 같은 기체가 본 발명에 사용된다. 또한, 공정단계 또는 합금형성에 영향을 미치는 활성기체와 함께 불활성 기체를 포함하는 기체의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 이러한 혼합물은 아르곤 및 산소나 이산화탄소의 약간량을 포함하는 혼합물이다.
추가적인 금속합금으로서의 아연기반 합금 및 불활성 기체를 이용하여, 다른 금속소재들로 제조된 부품들을 연속적이고 자동화된 방법으로 수행할 수 있는 단일공정으로 접합시킬 수 있다. 350 내지 450℃ 정도의 상기 아연기반 합금의 낮은 용융 점으로 인하여, 전체 공정은 기존의 약 1000℃에서 수행되는 불활성 기체 납땜 방법과 비교할 때, 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 그 결과, 공정이 전체적으로 낮은 온도에서 가능하기 때문에, 실질적으로 부품들의 변형이 적게 일어난다. 특히, 1mm 이하의 두께를 가지는 쇠테(band) 또는 금속판과 같은 매우 얇은 금속들의 접합이 가능하게 된다. 또한, 낮은 온도에서 이루어지는 납땜 공정으로 인하여 많은 양의 에너지가 절약된다. 또 다른 장점으로는 아연도금된 강판의 형태에서 사용될 때, 아연 코팅 내의 강철 구성요소들이 낮은 온도로 인하여 손상을 입지 않는다는 것이며, 용접 이음선이나 납땜 이음선에서의 부식이 방지되어 부식방지를 위한 또 다른 작업이 필요없게 되는 점이다.
아연은 419℃의 용융 점과 908℃의 비등 점을 가진다. 즉, 1000℃의 납땜 온도에서, 강판의 아연코팅의 주요 부분은 증발하게 된다. 이러한 증발은 접합 공정을 방해하여 접합력을 약화시킬 뿐만 아니라, 아연코팅으로 인해 달성된 강판의 부식저항력의 감소를 가져오고 접합 하는동안 아연코팅이 파괴될 수 있다. 본 발명에 의한 방법에서는, 상기와 같은 문제점을 극복하고자 실질적으로 낮은 온도에서 접합되어 진다.
아울러, 상기와 같은 방법으로 제작된 납땜 접합부는 높은 접합력과 우수한 부식저항을 가지는 것으로 밝혀졌다.
바람직한 실시태양에서, 본 방법은 아연도금 또는 아연도금되지 않은 강철을 포함하는 강철로 제조된 부품을 사용한다. 현재, 운송수단의 수명을 증가시키기 위한 미세하며 아연도금된 얇은 금속판은 자동차 제조산업에 자주 이용된다. 차체 제작에서 이러한 금속판의 평균함량은 현재 70%를 상회한다. 결과적으로, 대부분의 자동차 제조업자들은 12년동안 녹방지(anti-rust)를 보증하고 있다.
바람직한 실시태양에서, 금속 소재들은 강철, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금, 구리 및 구리 합금으로 구성된다. 특히, 현재 자동차 제조산업에 자주 사용되는 바람직한 부품은 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄-마그네슘 합금이다. 상기 부품들은 우수한 물리적 특성을 가지며, 낮은 비중으로 인하여 차체의 전 중량의 감소를 가져와 연료소비를 저감시킨다. 특히 바람직한 실시태양에서, 강철, 특히 아연도금된 강철로 제조된 소재들이 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 및 마그네슘 합금으로 제조된 소재와 접합되도록 한다. 결과적으로, 알루미늄이 포함된 아연기반 합금이 바람직하게 사용된다.
특히 바람직한 실시태양에서, 부품들은 불활성 기체 용접/납땜 방법을 사용하여 접합된다.
상기 방법은 아크, 플라즈마 또는 레이저에 의해 땜용합금을 용융시켜 액체 땜용합금이 용접 및/또는 납땜이 될 부위에 적용되는 방법이다. 이러한 방법은 아크 용접방법, 플라즈마 용접방법 또는 WIG 용접방법으로 알려져 있고, 본 발명에 따른 방법은 아연기반 땜용합금을 사용하는 것을 특징으로 한다.
특히 바람직한 방법은 아크 용접/납땜 방법이다. 아크는 와이어 전극과 부품 사이에서 연소된다. 와이어 전극은 불활성 기체 노즐로 둘러싸여지며, 노즐로부터 접합될 부분을 통과할 불활성 기체가 나온다. 와이어 전극은 상기 추가적인 금속합금으로 구성되며, 이는 부품을 연결시키는 수단인 땜용합금을 의미한다. 이러한 방법은 단일단계 연속공정에서 금속소재들의 연속적인 접합을 가능하게 한다. 추가적인 금속합금은 와이어 전극과 부품 사이에서 전기 아크 연소로 용융되는 것이 바람직하다. 강철과 알루미늄 또는 마그네슘 및 그의 합금과 같은 경금속들을 접합시킬 때, 경금속들은 본 발명에 의한 방법에서 부분적으로 용융된다. 또한, 이러한 방법이 용접-납땜을 조합한 방법이 되도록 땜용합금이 사용된다.
본 발명의 방법은 융해제(fluxing agent)를 사용하거나, 또는 사용하지 않고 접합될 수 있다. 일반적으로, 융해제는 납땜동안 땜용합금을 용융시키고, 특정한 소재의 증착을 도모하거나 산화를 방지하는데 사용된다. 특히, 알루미늄의 경우에 있어서, 융해제는 산화층의 생성을 제거하는데 일반적으로 사용된다. 그러나, 융해제의 사용은 대부분의 융해제가 매우 강하기 때문에, 다른 금속과 접합된 후 알루미늄의 부식을 가져온다. 그러므로, 열적 접합 후에 융해제를 제거하는 추가적인 단계가 필요하게 된다. 놀랍게도, 본 발명은 어떠한 융해제도 사용하지 않고 접합시킬 수 있으며, 그럼에도 불구하고, 접합될 소재 사이의 우수한 접착력 및 지속적인 접합을 얻을 수 있다. 일반적으로, 다른 금속들, 예를 들어, 강철, 알루미늄 또는 마그네슘의 합금으로 구성된 금속들의 접합에 있어서는 매우 불안정한 금속간 상(phase)들이 형성되어 이로 인해 부적절한 접합력을 가지게 된다. 명백하게 본 발명의 방법에서 요구되는 실질적으로 낮은 온도에서의 접합은 상기 금속간 상들의 형성을 방지하여, 더 높은 접합력을 달성하도록 한다.
추가적인 금속합금으로서, 일반적인 불순물 이외에 1 내지 25중량%의 알루미늄을 포함하는 아연기반 합금이 사용되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 아연기반 합금은 5 내지 15중량%의 알루미늄을 포함하는 아연합금을 사용하며, 가장 바람직하게는, 4중량%의 알루미늄을 포함하는 아연합금을 사용한다. 좀 더 구체적으로, ZnAl5, ZnAl15, ZnAl2, ZnAl20, ZnAl22 및 ZnAl4와 같은 아연합금이 사용될 수 있다.
일반적인 불순물 이외에, 상기 아연기반 합금은 하나 또는 그 이상의 합금 첨가제, 특히 500ppm 까지의 마그네슘, 500ppm 까지의 크롬, 2000ppm 까지의 망간, 300ppm 까지의 리튬, 4% 까지의 구리, 50ppm 까지의 붕소, 500ppm 까지의 티타늄 및 1000ppm 까지의 실리콘과 같은 합금 첨가제 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 방법에서, 추가적인 금속합금은 고체 와이어(solid wire) 또는 코어드 와이어(cored wire)의 형태로 사용된다. 코어드 와이어가 사용된다면, 이러한 코어드 와이어의 코어는 납땜을 위해 필요한 적절한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가제들은 융해제(예를 들어, Cs 기반), 알루미늄, 크롬, 티타늄, 망간 및 니켈로 구성된 군으로 부터 선택되는 금속 분말일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은 불활성 기체의 흐름으로 둘러싸인 아연기반 합금으로 구성된 와이어 전극이 아크, 플라즈마 또는 레이저로 용융되고, 용융된 추가적인 금속합금이 접촉된 부품들의 접촉면 또는 접촉면의 부분적인 면에 적용되는 방식으로 수행된다.
또한, 본 발명은 (A) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금들로 제조된 부품(workpiece)과 (B) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금들로 제조된 부품과의 불활성 기체 용접(welding) 또는 불활성 기체 납땜(soldering) 방법에 사용되는 0.8 내지 3.2mm의 직경을 가지며, 1 내지 25중량%의 알루미늄을 포함하는 아연기반 합금으로 구성된 용융된 추가적인 금속합금을 사용하는 와이어에 관한 것이며, 상기 (A) 부품과 (B) 부품은 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 구성된다.
다른 바람직한 실시태양에서, 아연-알루미늄 합금은 하나 또는 그 이상의 하기의 합금 첨가제를 단일 구성요소로 또는 조합하여 포함할 수 있다: 500ppm 까지의 마그네슘, 500ppm 까지의 크롬, 2000ppm 까지의 망간, 300ppm 까지의 리튬, 4% 까지의 구리, 50ppm 까지의 붕소, 500ppm 까지의 티타늄 및 1000ppm 까지의 실리콘. 바람직한 방법으로 와이어는 고체 와이어 또는 코어드 와이어일 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예를 참고로 보다 자세하게 설명될 것이다.
불활성 기체 용접 및 아연-알루미늄 땜용합금을 사용하여, 아연도금 강철끼 리의 납땜 접합부 및 아연도금 강철절편과 알루미늄절편 사이의 납땜 접합부를 다양한 제조업체로부터의 용접장치를 사용하여 만들었다.
0.7 내지 2mm 두께의 아연도금 강철과 0.8 내지 2.5mm 두께의 알루미늄 절편을 기반 소재(base material)로 사용하였다. 직경이 1.6mm인 고체 와이어 형태의 ZnAl4 땜용합금 와이어를 납땜소재로 사용하였으며, 불활성 기체로는 아르곤을 사용하였다. 강철절편들 사이 및 강철부품과 알루미늄절편 사이에서, 겹친 접합부(overlapping joint)와 인접 접합부(abutting joint)가 생성되었다.
설정 각은 45 내지 80°이었으며, 토치(토치에서의 전기적 아크)의 경사는 60 내지 90°였다. 토치와 접합될 부품들 사이의 거리는 불활성 기체 노즐에서 10 내지 25mm였으며, 납땜동안 경로 공급속도는 0.3 내지 1.3m/min이었다.
상기 조건들을 사용할 때, 용접/납땜 이음선이 형성되어 있더라도, 강철절편들 사이 및 강철절편과 알루미늄절편 사이에 재생가능한 접합부를 만드는 것이 가능함을 알게 되었다. 물리적-기술적인 특성의 잇단 조사결과, 장력테스트에서 납땜된 샘플의 알루미늄 소재의 절단은 열영향 구간(heat-affected zone: Rm≥205MPa)의 바깥에 위치함을 알게 되었다.
이러한 결과는 본 발명의 방법을 사용할 시에 강철 소재 및 알루미늄 소재 사이의 내구성이 있고 내부식성의 접합부를 만드는 것이 가능함을 보여주었다.

Claims (11)

  1. 하기의 각 단계를 포함하며, 적어도 단계 b) 및 c)는 불활성 기체를 사용하여 수행되고, 하나의 단계가 끝난 직후 나머지 단계가 수행되며, 하기 (A) 부품과 (B) 부품은 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 구성된 것을 특징으로 하는, (A) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금으로 제조된 부품(workpiece)과 (B) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금으로 제조된 부품을 1 내지 25중량%의 알루미늄을 포함하고, 350 내지 450℃ 범위의 용융점을 가지는 추가적인 용융 금속 합금(molten metal alloy)를 사용하여 불활성 기체 용접(welding) 또는 불활성 기체 납땜(soldering)하는 방법:
    a) 접합될 부품들을 겹치게 하는 단계;
    b) 1 내지 25중량%의 알루미늄을 포함하고, 500ppm 까지의 마그네슘, 500ppm 까지의 크롬, 2000ppm 까지의 망간, 300ppm 까지의 리튬, 4% 까지의 구리, 50ppm까지의 붕소, 500ppm 까지의 티타늄 및 1000ppm 까지의 실리콘으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 합금 첨가제를 단일 구성요소로 또는 조합하여 포함하는, 아연기반 합금을 포함하는 추가적인 금속합금을 용융하는 단계;
    c) 상기 용융된 추가적인 금속합금을 접촉된 부품들의 접촉면 또는 부분면 상에 적용시키는 단계; 및,
    d) 상기 접합된 부품들을 냉각시키는 단계.
  2. 제 1항에 있어서,
    전기 강철로 제조된 부품은 아연도금 또는 아연도금되지 않은 강철로 구성된 것을 특징으로 하는
    방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    전기 추가적인 금속합금의 용융은 전기 아크(electric arc), 플라즈마 처리(plasma process) 또는 레이저(laser)로 수행되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    전기 부품들은 융해제(fluxing agent)를 사용하거나, 또는 사용하지 않고 접합되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    전기 추가적인 금속 합금은 고체 와이어(solid wire) 또는 코어드 와이어(cored wire)의 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는
    방법.
  9. 하기 (A) 부품과 (B) 부품은 동일하거나 다른 금속 또는 금속합금으로 구성되고, (A) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금으로 제조된 부품(workpiece)과 (B) 강철, 알루미늄, 마그네슘, 구리 또는 그의 합금으로 제조된 부품을 1 내지 25중량%의 알루미늄, 500ppm 까지의 마그네슘, 500ppm 까지의 크롬, 2000ppm 까지의 망간, 300ppm 까지의 리튬, 4% 까지의 구리, 50ppm까지의 붕소, 500ppm 까지의 티타늄 및 1000ppm 까지의 실리콘으로 구성된 용융된 추가적인 금속합금을 사용하여 불활성 기체 용접(welding) 또는 불활성 기체 납땜(soldering)하는 방법에 사용되고, 350 내지 450℃ 범위의 용융점을 가지며, 0.8 내지 3.2mm의 직경을 가지는 와이어.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    전기 와이어는 고체 와이어 또는 코어드 와이어인 것을 특징으로 하는
    와이어.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080035615A1 (en) * 2004-09-16 2008-02-14 Y. Norman Zhou Lap welding of steel articles having a corrosion resisting metallic coating
KR20070058712A (ko) * 2004-10-26 2007-06-08 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 철계 부재와 알루미늄계 부재의 접합 방법
EP1749616A1 (de) 2005-08-05 2007-02-07 Grillo-Werke AG Verfahren zum Lichtbogen- oder Strahllöten/-schweissen von Werkstücken gleicher oder verschiedener Metalle oder Metalllegierungen mit Zusatzwerkstoffen aus Sn-Basis-Legierungen; Draht bestehend aus einer Zinn-Basis-Legierung
DE102005040552A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-01 Linde Ag Verfahren zum Lichtbogenfügen
FR2890880A1 (fr) * 2005-09-21 2007-03-23 Renault Sas Procede d'assemblage et assemblage d'une piece en aluminium et d'une piece en magnesium
JP2007170622A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Ｇｋｎ ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 トルク伝達部材の接合構造及びトルク伝達部材の接合方法及びこれらを用いた動力伝達装置
KR101021397B1 (ko) * 2006-02-17 2011-03-14 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 이재 접합용 플럭스 코어드 와이어, 이재 접합 방법 및 그 접합 방법을 이용한 알루미늄재 또는 알루미늄 합금재와, 강재와의 접합 이음 구조체
FR2898529B1 (fr) * 2006-03-15 2008-04-25 Air Liquide Soudo-brasage de pieces en acier avec fil en cuivre et melange gazeux oxydant
FR2902682A1 (fr) * 2006-06-23 2007-12-28 Renault Sas Realisation d'une liaison mecanique entre des pieces de carrosserie
JP2008105087A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Honda Motor Co Ltd 鉄部材とアルミニウム部材の接合方法及び鉄−アルミニウム接合体
DE102007009572A1 (de) 2007-02-27 2008-08-28 Linde Ag Verfahren zum Lichtbogenfügen
KR100898613B1 (ko) * 2007-11-09 2009-05-21 (주) 금영테크 알루미늄봉의 전기저항용접방법
DE102008024977A1 (de) 2008-05-23 2009-11-26 Linde Ag Verfahren zum Lichtbogenfügen
US20110174784A1 (en) * 2008-09-30 2011-07-21 Toshikazu Kamei Method for gas-shielded arc brazing of steel sheet
JP4538518B2 (ja) * 2008-09-30 2010-09-08 大陽日酸株式会社 鋼板のガスシールドアークブレージング方法
MD164Z (ro) * 2009-04-15 2010-10-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Procedeu de lipire a aliajelor dure sinterizate şi a oţelurilor carbon
US20110027607A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Magna Seating Inc. Magnesium hybrid parts and processes
FR2958571B1 (fr) * 2010-04-09 2012-08-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'assemblage de deux pieces en tole par soudo-brasage.
PT2385148T (pt) * 2010-05-03 2017-01-12 Grillo-Werke Ag Liga de zinco com elevada resistência ao deslizamento
JP5844033B2 (ja) * 2010-06-28 2016-01-13 Ｒｅｖｓｏｎｉｃ株式会社 亜鉛合金及び金属化プラスチックフィルムコンデンサ端面電極材料
DE102010031890B3 (de) * 2010-07-21 2011-11-10 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung und Hohlprofilverbindung
DE102010038302A1 (de) 2010-07-22 2012-01-26 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Kurzlichtbogen-Tandemschweißen
CN101941119B (zh) * 2010-09-10 2013-04-03 北京工业大学 一种激光填丝连接铝合金与钢的方法
CN102179639B (zh) * 2011-04-12 2012-11-07 兰州理工大学 镁钢异种金属冷金属过渡熔-钎焊连接方法
EP2574453B1 (en) * 2011-09-30 2014-12-10 Aleris Aluminium GmbH Method for joining an aluminium alloy fin to a steel tube and heat exchanger made therefrom
US20130119032A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Lincoln Global, Inc. System and method for welding materials of different conductivity
US9289842B2 (en) * 2013-01-15 2016-03-22 GM Global Technology Operations LLC Structure and method of bonding copper and aluminum
CN103252581B (zh) * 2013-04-23 2016-01-06 上海工程技术大学 一种基于激光同步送粉焊接镀锌钢板与az91d镁合金的合金粉末和方法
EP2808117B8 (de) * 2013-05-28 2016-06-15 MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung zwischen einer hochfesten Aluminiumlegierung mit Kupferanteil und einem anderen Teil unter Verwendung von CMT-Schweissen
DE102014104711A1 (de) * 2014-04-02 2015-10-08 RWTH Aachen - Körperschaft des öffentlichen Rechts Verfahren zum Herstellen einer stoffschlüssigen Fügeverbindung sowie Strukturelement
JP5955370B2 (ja) * 2014-10-29 2016-07-20 株式会社神戸製鋼所 金属接合体の製造方法
JP6114785B2 (ja) * 2015-05-29 2017-04-12 日新製鋼株式会社 溶接部外観と溶接強度に優れた溶融Ｚｎ系めっき鋼板のアーク溶接方法、および溶接部材の製造方法
BR102015026864A2 (pt) * 2015-10-22 2017-05-02 Whirlpool Sa processo de brasagem de tubos e compressor
EP3587614B8 (en) 2017-02-22 2021-01-20 Nippon Steel Corporation Laser brazing method and production method for lap joint member
US10807177B2 (en) 2017-02-22 2020-10-20 Nippon Steel Nisshin Co., Ltd. Method for MIG brazing, method for manufacturing lap joint member, and lap joint member
CN106808116A (zh) * 2017-03-24 2017-06-09 南昌专腾科技有限公司 一种锌基软钎焊料的制备系统及方法
CN109175571B (zh) * 2018-10-19 2021-02-02 广汽本田汽车有限公司 一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法
CN110202231A (zh) * 2019-03-26 2019-09-06 上海工程技术大学 一种铝铜异种金属的激光焊接方法
KR102305743B1 (ko) * 2019-12-16 2021-09-27 주식회사 포스코 내균열성이 우수한 용접 구조 부재 및 이의 제조방법
CN113579547B (zh) * 2021-08-12 2023-03-10 郑州机械研究所有限公司 一种铜铝异种金属无钎剂钎焊用钎料膏及钎焊方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498154A1 (de) 1991-02-06 1992-08-12 Ernst Müller Schweiss- und/oder Lötmaterial
US6525293B2 (en) * 2000-09-07 2003-02-25 Inocon Technologie Ges.M.B.H. Method for closing and/or joining a connecting joint or joining seam between two pieces of galvanized sheet metal

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE896444C (de) 1941-12-09 1953-11-12 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Lot fuer Aluminium und Aluminiumlegierungen
US3341680A (en) * 1964-04-03 1967-09-12 Inst Elektroswarki Patona Method of weld-jointing aluminum and aluminum alloys with steel
DE1962760C3 (de) 1969-12-15 1980-04-03 Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 5300 Bonn Verwendung eines Lotes auf Aluminiumbasis zum flußmittelfreien Hartlöten von Aluminiumwerkstoffen in Schutzgas, Inertgas oder Vakuum
SE508596C2 (sv) * 1996-11-13 1998-10-19 Aga Ab Förfarande för hårdlödning medelst plasma
CN1196991A (zh) * 1997-04-18 1998-10-28 孙力明 铝合金钎焊焊条
JP3688429B2 (ja) * 1997-04-25 2005-08-31 株式会社東芝 電子部品実装用基板および電子部品実装基板
DE19849510A1 (de) * 1998-10-27 2000-05-04 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum Lichtbogen-Hartlöten unter Schutzgas
JP2000153390A (ja) 1998-11-18 2000-06-06 Ngk Spark Plug Co Ltd ろう材及び接合体
JP2000167659A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Nippon Steel Corp めっき薄鋼板のｍｉｇろう付け方法
JP2001138038A (ja) 1999-11-17 2001-05-22 Yuichiro Asano アルミニウム部材と銅又はステンレス部材とのろう付け方法
DE10057180A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-09 Gea Energietechnik Gmbh Verfahren zur Verbindung von Stahlrohren mit Aluminiumrippen
DE10017453B4 (de) * 2000-04-07 2004-11-04 Audi Ag Verfahren zur Herstellung einer Schweiß- bzw. Lötverbindung
FR2815562B1 (fr) * 2000-10-23 2003-01-03 Air Liquide Procede de soudo-brasage tig
US6840434B2 (en) * 2002-04-09 2005-01-11 Ford Motor Company Tin-and zinc-based solder fillers for aluminum body parts and methods of applying the same
US6701598B2 (en) * 2002-04-19 2004-03-09 General Motors Corporation Joining and forming of tubular members

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0498154A1 (de) 1991-02-06 1992-08-12 Ernst Müller Schweiss- und/oder Lötmaterial
US6525293B2 (en) * 2000-09-07 2003-02-25 Inocon Technologie Ges.M.B.H. Method for closing and/or joining a connecting joint or joining seam between two pieces of galvanized sheet metal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
미국 특허공보 6,525,293(2003. 2.25.)

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Publication number Publication date
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EP1608482A1 (de) 2005-12-28
CN100431769C (zh) 2008-11-12

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