KR20010086409A - 금속 호일 연결부 및 금속 호일 연결부용 땜납 그레인단편 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1) 로서, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 0.05 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점 (4) 에서 서로 납땜되며, 상기 연결점 (4) 은 납땜 매개물 (6) 로 채워지는 각도부 (5) 를 형성한다. 납땜 매개물 질량 ML, 및 각도부 (5) 의 금속매개물 (6) 이 접촉하는 금속 호일의 부분 (7, 8) 의 질량 MF 는 소정의 비율을 이룬다. 또한, 본 발명은 적합한 납땜 매개물 알갱이 단편, 및 50 마이크로미터 보다 작은 두께를 갖는 금속 호일의 금속 호일 연결부를 제조하는 적합한 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부 (metal foil connection) 에 관한 것이다. 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 0.05 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점 (connecting point) 에서 서로 납땜된다. 상기 연결점은 납땜 매개물로 채워지는 각도부 (angle) 를 형성한다. 또한, 본 발명은 시트 금속 층들 (sheet metal layers) 로 만들어진 벌집체 (honeycomb body) 에 관한 것이다. 상기 시트 금속 층들은 적어도 부분적으로 구조화된 금속 호일으로부터 형성되는데, 상기 금속 호일은 0.05 mm 보다 작은 두께를 갖는다. 상기 시트 금속 층들은 적어도 부분적으로 서로 납땜되어 있다. 상기 납땜된 연결점에서, 상기 시트 금속 층들은 각각 납땜 매개물로 채워진 하나 또는 두개의 각도부를 갖는다. 또한, 본 발명은 납땜된 연결부를 제조하기 위한 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편 (metal foil-brazing medium particle fraction), 및 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편으로 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부를 제조하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어 금속성 벌집체를 위한, 납땜 방법 및 납땜된 연결부는 시트 금속 층들에 관한 기술이다. DE 42 19 45 C1 은 벌집체가 납땜 가루로 유체화된 베드 (bed) 에 잠기는 것을 개시한다. 미리 준비된 벌집체는, 원하는 점에서, 납땜 매개물 알갱이 단편으로부터 납땜 매개물 알갱이를 형성한다. 납땜 매개물 알갱이의 크기는 1 내지 200 마이크로미터이어야 하고, 바람직하게는 38 내지 125 마이크로미터이다. 이 범위의 절반 하부의 알갱이 크기는 절반 상부보다 자주 요구된다. 납땜 매개물을 가하는 다른 방법도 상기 문헌에 개시되어 있다. 종래 기술에 속하는 납땜 매개물을 가하는 방법은 벌집체를 납땜하는데 성공적으로 이용되며, 그 시트 금속 층들은 적어도 50 마이크로미터 이상의 재료 두께를 가진 금속 시트들로 만들어진다.
본 발명의 목적은, 50 마이크로미터 이하의 두께, 특히 40 마이크로미터 이하의 두께를 갖는 얇은 금속 호일을 위한 내구적인 금속 호일 연결부 및 상기 연결부를 제조하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
이 목적은, 청구항 제 1 항에 따른 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부, 청구항 제 2 항에 따른 금속 호일 연결부, 청구항 제 11 항에 따른 시트 금속 층들로 된 벌집체, 청구항 제 12 항에 따른 납땜된 연결부를 제조하기 위한 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편, 청구항 제 17 항에 따른 금속 호일 연결부를 제조하기 위한 방법, 및 청구항 제 18 항에 따른 금속 호일 연결부를 제조하기 위한 방법에 의하여 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 형태 및 진보된 형태는 종속항에 기술되어 있다.
제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 0.04 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점에서 서로 납땜되며, 상기 연결점은 공기로 채워지는 각도부를 형성하는데, 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부에 있어서의 납땜 매개물질량 ML, 및 각도부의 금속매개물이 접촉하는 금속 호일의 부분의 질량 MF 는 소정의 비율을 이루며, 상기 MF/ML 의 비율은 대략 4 내지 8 의 범위이다.
제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 0.04 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점에서 서로 납땜되며, 상기 연결점은 납땜 매개물로 채워지는 하나 또는 두개의 각도부를 갖는데, 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부는 각도부에 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 비율, 즉 ML/DF 가 8 g/m 내지 16 g/m 의 범위인 납땜 매개물 질량 ML 을 갖는다.
50 마이크로미터 이하의 재료 두께를 갖는 얇은 금속 호일을 납땜하려고 할때, 특히 벌집체를 제조할 때, 벌집체의 온도가 납땜 온도로 되면 벌집셀 (cell) 은 그냥 녹아버리게 된다. 또한, 벌집체의 벌집셀이 변형된다. 연결점에 가해지는 납땜 매개물의 양이 지금까지 사용된 시트 금속 두께에 대한 전술된 조정 규칙 (rule for adjustment) 에 따라서 사용되는 때에는, 한편으로는 그에 따라서 각도부에 도입되는 납땜 매개물의 양은 금속 호일이 분리되지 않게 하며 에지에서의 간극의 형성을 방지하기도 하지만, 다른 한편으로는 납땜점에서의 내구적인 연결을 형성하기도 한다.
0.03 mm 이하 및 0.05 mm 사이의 두께 DF 를 갖는 금속 호일이 금속 호일 연결부로서 사용되면, 예상과는 달리 상기 금속 호일 두께 DF 에 대하여 거의 선형의 의존성을 보이는 납땜 매개물 질량 ML 이 금속 호일 연결부로 사용되기 위하여 선택된다. 금속 호일 두께 DF 가 얇으면 얇을 수록, 더 작은 납땜 매개물 질량 ML 이 사용된다. 여전히 사용될 수 있는 납땜 매개물 질량 ML 의 하한값 뿐만이 아니라 상한값도 소정의 금속 호일 두께 DF 에 따라서 결정될 수 있으며, 금속 호일의 다른 두께에 대하여는 내삽 (interpolate) 또는 외삽 (extrapolate) 될 수 있다. 납땜 매개물 질량 ML 및 금속 호일 두께 DF 의 관계가 설정되면, +5% 내지 -5% 의 오차를 가지고 대략 14.6 g/m 정도의 ML/DF 의 상한값이 유리하다. 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 사용가능한 비율에 대한 하한값으로서, +5% 내지 -5% 의 오차를 가지고 대략 8.7 g/m 정도의 ML/DF 의 비율이 유리하다. 이들 두 관계로부터, 상한값 및 하한값이 주어지기만 하면, 대략 0.03 mm 이하 및 0.05 mm 사이의 금속 호일 두께 DF 에 대하여 사용될 범위가 매우 정확하게 결정될 수 있다. 금속 호일 연결부의 내구성에 대한 최선의 결과는, 금속 호일 두께 DF 에 대한 각도부 내의 납땜 매개물 질량 ML 의 비율인 ML/DF 가 +15% 내지 -10% 의 오차를 가지고 대략 11 g/m 일 때 얻어진다.
대략 0.03 mm 이하의 금속 호일 연결부용 금속 호일 두께 DF 를 사용할 때, 전술된 선형 관계가 사용되어 만족스러운 결과를 얻을 수도 있다. 예상치 못하게, 0.03 mm 보다 작은 금속 호일 두께 DF 에 있어서, 금속 호일 두께 DF 및 사용될 수 있는 납땜 매개물의 양 사이에는 선형 관계가 있을 뿐만이 아니라, 선형성의 기울기 (gradient) 가 대략 0.03 mm 이하 및 대략 0.05 mm 사이의 금속 호일 두께 DF 의 범위에서 다소 편평하게 변화한다. 금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 경우에, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 의 상한값은 다음의 점들 (ML/DF; DF): (14.6 g/m; 0.03 mm), (14.8 g/m; 0.025 mm), (16 g/m; 0.02 mm), (27 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선을 상에서 선택되는 것이 바람직하다. 금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 경우에, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 사용될 납땜 매개물 질량 ML 의 하한값은 다음의 점들 (ML/DF; DF): (8.6 g/m; 0.03 mm), (9 g/m; 0.025 mm), (9.2 g/m; 0.02 mm), (16 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선 상에서 선택되는 것이 유리하다. 금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 매우 내구적인 금속 호일 연결부는, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 이 다음의 점들 (ML/DF; DF): (11 g/m; 0.03 mm), (11.2 g/m; 0.025 mm), (12 g/m; 0.02 mm), (20 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선 상에서 선택될 때 얻어진다. 이들 곡선들에 대하여는, +5% 내지 -5% 의 오차가 허용된다.
전술된 금속 호일 연결부가 바람직하게 적용되는 분야는 시트 금속 층들로 된 벌집체이다. 시트 금속 층들로 된 벌집체는 적어도 부분적으로 구조화된 금속 호일로부터 형성된다. 상기 시트 금속 층들이 적어도 부분적으로 서로 납땜되어 있는 상기 금속 호일은 0.05 mm 미만의 두께를 갖으며, 납땜된 연결점에서 각각 납땜 매개물로 채워진 하나 또는 두개의 각도부를 구비한다. 금속 호일 연결부용으로 전술된 조정 규칙을 이용할 때, 기계적 응력에 대한 벌집체의 내구성은 기존의 표준이었던 납땜 매개물의 양을 사용할 때보다 훨씬 높았다. 가장 차이가 큰 금속 호일 두께를 사용할 때, 금속 호일 두께 DF 및 납땜 매개물 질량 ML 간의 조정 규칙을 고려함으로써, 납땜 매개물의 가장 바람직한 양이 보다 신속하고 간단한 방식으로 얻어질 수 있다. 내구성의 문제 뿐만이 아니라, 전술된 벌집셀의 버닝 (burning) , 변형, 층들의 파괴, 에지에서의 간극 형성의 문제들도 상기 금속 호일 연결부용 조정 규칙을 준수함으로써 방지될 수 있다.
적합한 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편을 사용함으로써, 내구적인 금속 호일 연결부를 제조하기 위한 수단이 얻어진다. 각도부를 형성하는 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일 사이의 납땜된 연결부, 특히 금속 호일로 만들어진 벌집체의 납땜된 연결부를 제조하기 위한 것이며, 0.01 mm 내지 0.2 mm 의 알갱이 크기를 갖는 납땜 매개물 알갱이 단편은,
- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.135 mm 및 최소 직경 0.015 mm 의 납땜 매개물 알갱이;
- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.08 mm 및 최소 직경 0.02 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및
- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경 내지 최소 직경의 납땜 매개물 알갱이;
와 같이 금속 호일 두께에 따라서 구성되며, 납땜 매개물 알갱이 단편의 직경 각각의 부분들에 대한 가우시안 분포의 퍼센트로서의 최대값은, 납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경 및 최소 직경 사이의 대략적인 중앙에 위치된다.
예상치 못하게, 연결될 각각의 금속 호일의 두께에 대한 납땜 매개물 알갱이 단편의 납땜 매개물 알갱이의 최대 직경과 최소 직경의 관계가 발견되었다. 또한, 금속 호일 두께가 적어짐에 따라서 가우시안 분포의 최대값이 더 작은 납땜 매개물 알갱이 단편으로 이동하는 대신, 상기 분포의 중앙에 배치되어 유지됨으로써, 대략 0.05 mm 미만, 특히 0.03 mm 이하의 금속 호일 두께 DF 에 대한 매우 내구적인 금속 호일 연결부가 얻어진다. 만일, 감소하는 금속 호일 두께에 대하여 가우시안 분포의 종모양 (bell-shape) 이 중앙에서 그대로 유지되고, 최대 0.01 mm 인 금속 호일 두께에 따라서 변화하지 않는다면, 매우 내구적인 금속 호일 연결부가 얻어진다.
납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경에 대하여, 다음의 조정 규칙이 매우 유리한 것으로 판명되었다: 납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경은:
- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.125 mm, 특히 0.105 mm 의 납땜 매개물 알갱이;
- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.07 mm, 및 최소직경 0.063 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및
- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경의 납땜 매개물 알갱이;
와 같이 얻어진다.
납땜 매개물 알갱이 단편의 최소 직경에 대하여, 다음의 조정 규칙이 매우 유리한 것으로 판명되었다: 납땜 매개물 알갱이 단편의 최소 직경은:
- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최소 직경 0.018 mm, 특히 0.023 mm 의 납땜 매개물 알갱이;
- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최소 직경 0.03 mm 이하, 특히 0.035 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및
- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경의 납땜 매개물 알갱이;
와 같이 얻어진다.
예상치 못하게, 0.03 mm 이하의 금속 호일의 두께에 대하여, 납땜 매개물 알갱이의 최소 직경은 감소하지 않도록 결정된다. 최소 직경이 대략 0.03 mm 이하, 특히 0.035 mm 일 때, 상기 금속 호일 연결부는 특히 내구적이었다. 이보다 작은 직경의 납땜 매개물 알갱이는 내구성을 증가 시키지 않은 반면에, 종종 악화시켰다.
또한, 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편으로 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일을 함께 연결시키는 방법인, 내구적인 금속 호일 연결부를 제조하는 방법이 제공되는데,
- 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 0.05 mm 보다 작은 두께를 갖으며,
- 상기 두 금속 호일은 연결점에서 서로 납땜되고, 이 연결점은 하나 또는 두개의 각도부를 형성하며,
- 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 상기 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉하기 전에 접착된다. 상기 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편은 이들이 전술한 조정 규칙을 만족시키도록 조정된다.
금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편으로 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일의 금속 호일 연결부를 제조하는 다른 방법이 제공되는데,
- 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 0.05 mm 보다 작은 두께를 갖으며,
- 상기 두 금속 호일은 연결점에서 서로 납땜되고, 이 연결점은 각도부를 형성하며,
- 상기 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일은 상기 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉하기 전에 접착된다.
상기 방법은 제 1 단계에서 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일을 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉시킨다. 뒤이어서, 상기 금속 호일은 제 2 단계에서 다시 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉한다. 금속 호일은 두께 0.03 mm 이하의 것이 사용된다. 예상치 못하게, 금속 호일의 이와 같은 두께에 대하여, 비록 납땜 매개물의 1단계 이용 방법보다는 비용이 많이 들지만, 납땜 매개물의 2단계 이용 방법이 보다 유리한 것으로 나타났다. 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편의 1단계 이용에 비하여, 보다 향상된 내구성이 얻어지고 또한 도입되는 납땜 매개물의 양의 제어가 향상된다.
상기 2단계 방법은, 상기 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편이 제 2 단계에서 사용되는 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편보다 더 큰 최대 직경 및 더 작은 최소 직경을 갖도록 선택된다는 점에서 더 향상된 것이다. 유리하게는, 제 1 단계에서, 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편이 전술된 바와 같이 조정된다. 제 2 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편은, 상기 납땜 매개물 알갱이의최대 직경은 0.07 mm 미만이고, 상기 납땜 매개물 알갱이의 최소 직경은 0.04 mm 보다 크도록, 제 2 단계에서 다시 유리하게 선택된다. 이들과 같은 조정 규칙이 준수되는 때, 특히 내구적인 금속 호일 연결부가 생산된다. 특히 벌집체의 납땜에 있어서, 상기 금속 호일 연결부는 상기 납땜 공정의 직후에, 실패가 없거나 낮은 실패율로 생산되며, 테스트에서도 마찬가지이다.
본 발명의 또다른 유리한 형태 및 특징은 첨부된 도면들에서 도시된다. 이들 특징은 각각 유리한 형태 및 실시형태와 결합될 수 있다. 각 도면에서는 다음과 같이 도시한다:
도 1 두 금속 호일들로부터 형성된 각도부,
도 2 사용된 금속 호일 두께에 의존하는 금속 호일 연결부의 연결점에 대한 납땜 매개물 양의 관계,
도 3 표준 납땜 매개물 알갱이 단편으로 채워진 각도부,
도 4 다른 납땜 매개물 알갱이 단편으로 채워진 각도부,
도 5 사용된 납땜 매개물 알갱이 단편과 사용된 금속 호일 두께 간의 의존성,
도 6 상기 금속 호일 두께에 의존하는 사용된 납땜 매개물 양 사이의 관계,
도 7 사용된 금속 호일 두께에 의존하는, 사용된 납땜 납땜 매개물 알갱이 단편 양 사이의 관계,
도 8 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 최대 비율및 최소 비율의 관계표,
도 9 납땜 매개물 알갱이 단편의 직경의 개략적인 가우시안 분포, 및
도 10 금속 호일 두께에 의존하는, 사용된 납땜 매개물 양 사이의 관계.
도 1 은 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1) 이다. 상기 금속 호일 (2, 3) 은 연결점 (4) 에서 납땜된다. 상기 연결점 (4) 은 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 이 함께 만남에 의하여 이루어지는 각도부 (웨지 (wedge) 또는 거싯 (gusset)) (5) 이다. 상기 각도부 (5) 에는 납땜 매개물 (6) 이 위치한다. 이 납땜 매개물 (6) 은 제 1 금속 호일 및 제 2 금속 호일 (3) 각각의 제 1 부분 (7) 및 제 2 부분 (8) 에 가해지는 납땜 매개물 알갱이 단편의 형태이다. 이하에서는 일반적으로 접착이라고 칭하는, DE 4 219 145 C1 으로부터 개시되는 방법을 예로 들면, 상기와 같은 것이 가능하다. 그러나, 본 명세서에 또한 참조되는 DE 4 210 145 C1 에 설명된 다른 납땜 매개물 적용 방법에 따라서 납땜 매개물 (6) 이 가해질 수도 있다. 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 각각은 0.05 mm 보다 작은 금속 호일 두께 DF 를 갖는다. 상기 두 금속 호일 (2, 3) 의 표면은 납땜 매개물 (6) 의 향상된 접착을 위하여 미리 준비되거나, 미세구조를 구비할 수 있다. 각도부 (5) 에 위치된 납땜 매개물 (6) 의 질량 ML 은, 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 각각의 제 1 부분 (7) 및 제 2 부분 (8) 의 질량 MF 에 대한 질량 ML 이 어떤 금속 호일 두께 DF 가 선택되는가에 무관하게 대략적으로 일정한 비율이 되도록 조정된다. 부분 (7, 8) 들의 질량 MF 는 제 1 부분 (7) 및 제 2 부분 (8) 각각의 개별적 질량의 합계에 의하여 산출된다. 바꿔말하면, 이것은 납땜 매개물과 접촉하는 부분의 길이 LA 와 각각의 금속 호일 두께 DF 로부터 얻어진다. 상기 금속 호일 (2, 3) 의 실제 접촉 길이 또한 계산에 고려된다. 상기 제 1 금속 호일 (2) 가 상기 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 두께 DF 와는 다른 금속 호일 두께 DF 를 갖는 때에는, 상기 비율은 거의 일정하게 얻어진다.
도 2 는 선택된 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 연결점에서의 납땜 매개물의 질량 ML 의 의존성을 도시한다. 이와 함께, 0.05 mm 미만의 금속 호일 두께에 대하여, 전술된 대략적으로 선형적인 의존성이 도출된다. MF/ML = 상수 라는 것 뿐만아니라, 내구적인 금속 호일 연결부에 대해서는 ΔML / ΔDF 의 구배 또한 대략적으로 선형이다. 이는, 다른 금속 호일 두께를 선택할 때, 적합한 납땜 매개물 질량 ML 을 즉시 외삽 또는 내삽하여 구할 수 있게 해준다. 특히, 벌집체의 내구적인 금속 호일 연결부는 도 2 에 명백히 도시된 다음과 같은 수치 (DF[micrometre] ; ML[10-4grams]) 들로부터 얻어진 것이다: (50; 5.5), (40; 4.4), (30; 3.3), (25; 2.8). 전술된 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 이 납땜 방법 및 재료 성분에 따라서 자연스럽게 상하로 대략 10% 정도의 편차를 갖고 이들 값 내에 있게 되면, 납땜 매개물의 표준 적용시에 발생하는 벌집셀의 버닝 및 변형이 방지된다.
도 3 은 다른 금속 호일 연결부 (9) 를 도시한다. 각도부 (5) 에 종래기술에 따른 표준 납땜 매개물 알갱이 단편 (10) 이 적용된다. 상기 각도부 (5) 는 상기 표준 납땜 매개물 알갱이 단편 (10) 의 사용때문에 에지 (11) 에서 완전히 밀폐된다. 이것은, 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 이, 그 사이에서 웨지 형상을 취하는 납땜 매개물 (6) 의 더미 (acculuation) 에 의하여 완전히 결합되었다는 것을 의미한다. 도 4 에서 도시되는 납땜 전의 금속 호일 연결부는 상기의 것과 다르다.
도 4 는 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 다른 금속 호일 연결부 (12) 를 도시한다. 납땜 매개물 (6) 은 두 금속 호일 (2, 3) 에 가해지는데, 제 1 금속 호일 (2) 에는 제 1 층 (13) 의 형태로, 그리고 제 2 금속 호일 (3) 에는 제 2 층 (14) 의 형태로 가해진다. 이는, 일반적인 설명으로서 전술된 표준 납땜 매개물 알갱이 단편과는 다른 납땜 매개물 알갱이 단편을 사용함으로써 행해진다. 도 3 의 금속 호일 연결부 (9) 에 비하여 금속 호일 연결부 (12) 상의 납땜 매개물의 양이 더 적기 때문에, 보다 작은 특히 0.03 이하의 금속 호일 두께 DF 로 인하여 납땜 중에 납땜 매개물이 금속 호일 (2, 3) 을 통해 확산하여 에지의 쪼개짐으로 연결되는 위험은 없으며, 특히 벌집체의 기하형태에 있어서는 더욱 그러하다.
도 5 는 Y 축에 표시된 적합한 납땜 매개물 알갱이 단편의 선택과 X 축에 표시된 선택된 금속 호일 두께 DF 사이의 관계를 도시한다. 50 마이크로미터의 금속 호일 두께 DF 에 대하여는, 최소 납땜 매개물 알갱이의 직경이 25 마이크로미터보다 크고, 최대 납땜 매개물 알갱이의 직경은 106 마이크로미터보다 작은 납땜매개물 알갱이 단편이 사용된다. 금속 호일 두께 DF 가 감소함에 따라, 최대 납땜 매개물 알갱이 직경이 연속적으로 감소하고 이와는 대조적으로 최소 납땜 매개물 알갱이 직경은 연속적으로 증가하도록, 상기 납땜 매개물 알갱이 단편이 조정된다. 이 결과, 어떤 금속 호일 두께 DF 로부터는, 실제의 금속 호일 두께 DF 보다 큰 납땜 매개물 알갱이 직경만이 존재하게 된다. 가우시안 분포의 최대값은, 금속 호일 두께가 감소함에 따라서, 보다 작은 납땜 매개물 직경을 향하여 하향하는 경향을 가지지 않는다. 그보다는, 종모양 그대로 남고, 에지 영역에서만은 중앙부에 위치한 최대값을 향하여 보다 좁게 진행한다. 이 관계는 도 5 에 다소 다른 방식으로 도시되어 있다. 상기 납땜 매개물 알갱이 단편은, 개별적인 납땜 매개물 알갱이 단편의 납땜 매개물 알갱이 직경의 최대값을 따르는 선형방정식에 따라서 결합된다. 납땜 매개물 알갱이 단편에 대한 이 규칙은 다음의 도면을 참조하여 후술한다.
도 6 은 조정 규칙을 도시하는데, 이것은 50 마이크로미터보다 작은 두께의 금속 호일과의 내구적인 금속 호일 연결부를 제조할 수 있기 위한 것이며, 특히 열적, 기계적 응력을 받는 배출 가스 촉매 변환장치용의 벌집체의 금속 호일 연결부를 제조하기 위한 것이다. Y 축에는 금속 호일 연결부에 대한 납땜 매개물 질량 ML 이 그램단위로 표시된다. 이는, 각도부에서 발견되는 질량을 의미한다. 한편, X 축에는 금속 호일 두께 DF 가 표시되어 있다.
질량 ML 의 상한 O 및 하한 U 는 선도에 도시된다. 각각의 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 이 선 I 를 따라서 선택될 때, 특히 내구성이좋은 금속 호일 연결부가 얻어진다. 이 선도에 있어서는, 상기 금속 호일 두께 DF 가 20 마이크로미터와 30 마이크로미터인 사이에, 25 마이크로미터의 다른 금속 호일 두께 DF 가 도입되었다. 이 때문에, 특히 30 마이크로미터 미만의 범위에서는, 상기 커브는 X 축의 왜곡이 없는 경우보다 더 선형인 것으로 나타난다. 그럼에도 불구하고, 30 마이크로미터와 50 마이크로미터 사이에서, 질량 ML 및 금속 호일 두께 DF 간의 관계가 거의 선형이라는 것을 이 선도에서 알 수 있다. 30 마이크로미터 이하에서는, 상기 커브의 구배가 다소 편평해진다. 선택할 수 있는 질량 범위의 폭이, 작은 금속 호일 두께 DF 로 향함에 따라서 깔대기의 형태로 더 하향하면서 좁아진다. 따라서, 상기 커브 I 를 따르는 선택된 질량 ML 의 대략적인 이상적인 값은 상한 O 보다 하한 U 에 더 가까이 있게 된다. 따라서, 예를 들어 벌집체와 같은 복잡한 형태가 납땜될 경우에는, 본 납땜 매개물 적용 방법용의 조정 규칙은 커브 I 를 따르는 이상적인 값을 따라서 가능한 멀리 나아간다. 그러나, 하한은 아래로 가지 않았다는 것에 유의해야 한다. 상기 하한 U 에 근접한 커브 I 때문에, 이런 위험은 상한 O 을 초과하는 것보다 더 크다.
도 7 은 X 축에 표시된 선택된 금속 호일 두께 DF 에 의존하는, Y 축에 마이크로미터로 표시된 알갱이 크기의 폭을 도시한다. 이 선도는 납땜 매개물을 벌집체에 적용하기 위한 것으로 발견된 폭을 예시적으로 도시한다. 삼각형 내부가 채워진 제 1 커브 (15) 는 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 선택될 최대 알갱이 크기를 도시한다. 제 2 커브 (16) 는 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 선택되는최대 알갱이 크기를 도시한다. 납땜 매개물 알갱이 단편의 최소 직경이 제 3 커브 (17) 를 따라 진행하고 납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경이 제 4 커브 (18) 을 따라 진행할 때, 특히 좋은 금속 호일 연결부가 벌집체의 용도로 선택된다.
또한, 금속 호일 두께 DF 가 감소함에 따라서, 알갱이 크기에 대한 납땜 매개물 알갱이 단편의 상한 및 하한은 튜브모양으로 서로 접근한다는 것을 선도로부터 알 수 있다. 따라서, 상기 제 2 커브 (16) 및 제 4 커브 (18) 의 구배의 절대값은 제 1 커브 (15) 및 제 3 커브 (17) 의 구배보다 크다. 특히, 30 마이크로미터 이하의 금속 호일 두께 DF 로부터는, 제 1 커브 (15) 및 제 3 커브 (17) 의 절대 구배는 0 으로 향하는 경향이 있다.
도 8 은 도 6 의 관계를 도시하는데, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 은 금속 호일 두께 DF 에 대한 몫으로서 표시된다. 30 마이크로미터 이하에서 ML/DF 는 계속 증가하는 반면에, 30 마이크로미터 두께의 금속 호일 두께에 이르기까지는 거의 일정하게 유지되는 것은 명백하다.
도 9 는 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 알갱이 직경의 가우시안 분포의 개략적 도해이다. Y 축에는 납땜 매개물 알갱이 직경이 최대 납땜 매개물 알갱이 직경까지 표시되어 있다. X 축에는 퍼센트 분포가 도시되어 있다. 한편으로는, 납땜 매개물 알갱이 직경의 최대값은 납땜 매개물 알갱이 단편의 폭의 대략적인 중앙에 있는 것이 명백하다. 또한, 종모양은, 금속 호일 두께 DF 가 조금씩 적게 됨에 따라서, 납땜 매개물 알갱이 단편의 퍼센트 분포가본질적으로 그러하듯이, 원칙적으로 변화하지 않는다.
도 10 은, 도 6 에 이미 도시된 것과 같이, 금속 호일 두께에 의존하는 사용된 납땜 매개물의 양의 관계를 도시한다. 그러나, 도 10 에서는 분포가 규칙적이기 때문에 X 축의 왜곡은 제거된다. 하한 U, 상한 O, 및 대략 20 마이크로미터까지의 이상적 전개 I 의 선형성, 그리고 어느정도의 휨은 이들 측정된 값들로부터 명백하다.
결국, 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편을 구비하는 금속 호일 연결부 및/또는 전술된 방법이 사용되는 때에, 매우 좋은 내구적인 금속 호일 연결부, 특히 벌집체의 금속 호일 연결부가 생산된다.
표시목록
1 금속 호일 연결부
2 제 1 금속 호일
3 제 2 금속 호일
4 연결점
5 각도부
6 납땜 매개물
7 제 1 부분
8 제 2 부분
9 다른 금속 호일 연결부
10 표준 납땜 매개물 알갱이 단편
11 에지
12 금속 호일 연결부
13 제 1 납땜 매개물 층
14 제 2 납땜 매개물 층
15 제 1 커브
16 제 2 커브
17 제 3 커브
18 제 4 커브
DF 금속 호일 두께
LA 부분 길이
ML 납땜 매개물 질량
MF 호일 부분 질량
U 납땜 매개물 질량의 하한
O 납땜 매개물 질량의 상한
I 납땜 매개물 질량의 이상값
Claims (22)
- 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1; 12) 로서, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 0.04 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점 (4) 에서 서로 납땜되며, 상기 연결점 (4) 은 납땜 매개물 (6) 로 충분히 채워진 각도부 (5) 를 형성하는 금속 호일 연결부 (1; 12) 에 있어서,납땜 매개물 질량 ML, 및 각도부 (5) 의 금속매개물 (6) 이 접촉하는 금속 호일의 부분 (7, 8) 의 질량 MF 가 소정의 비율을 이루며, 상기 MF/ML 의 비율은 대략 4 내지 8 의 범위인 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1; 12) 로서, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 0.04 mm 보다 작은 두께를 가지고, 연결점 (4) 에서 서로 납땜되며, 상기 연결점 (4) 은 납땜 매개물 (6) 로 충분히 채워진 각도부 (5) 를 형성하는 금속 호일 연결부 (1; 12) 에 있어서,상기 각도부 (5) 에서는 금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 비율, 즉 ML/DF 가 8 g/m 내지 16 g/m 의 범위인 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항에 있어서,0.04 mm 보다 작은 두께의 금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하로 됨에따라, 납땜 매개물 질량 ML 의 상한값 (O) 이 대략 선형적인 형태로 금속 호일 두께 DF 에 따라서 감소하는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 비율인 ML/DF 의 상한값 (O) 이 +5% 내지 -5% 의 오차를 가지고 대략 14.6 g/m 인 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항에 있어서,납땜 매개물 질량 ML 의 하한값 (U) 이 대략 선형적인 형태로 금속 호일 두께 DF 에 따라서 감소하는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 5 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 에 대한 납땜 매개물 질량 ML 의 비율인 ML/DF 의 하한값 (U) 이 +5% 내지 -5% 의 오차를 가지고 대략 8.7 g/m 인 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 경우에, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 의 상한값 (O) 이 다음의 점들 (ML/DF; DF): (14.6g/m; 0.03 mm), (14.8 g/m; 0.025 mm), (16 g/m; 0.02 mm), (27 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선 상에 있는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 경우에, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 의 하한값 (U) 이 다음의 점들 (ML/DF; DF): (8.6 g/m; 0.03 mm), (9 g/m; 0.025 mm), (9.2 g/m; 0.02 mm), (16 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선 상에 있는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 가 대략 0.03 mm 이하인 경우에, 금속 호일 두께 DF 에 의존하는 납땜 매개물 질량 ML 이 다음의 점들 (ML/DF; DF): (11 g/m; 0.03 mm), (11.2 g/m; 0.025 mm), (12 g/m; 0.02 mm), (20 g/m; 0.01 mm) 을 통과하는 곡선 상에 있는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 제 2 항에 있어서,금속 호일 두께 DF 에 대한 각도부 (5) 내의 납땜 매개물 질량 ML 의 비율인 ML/DF 가 +15% 내지 -10% 의 오차를 가지고 대략 11 g/m 인 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부 (1; 12).
- 시트 금속 층들로 만들어진 벌집체로서, 상기 시트 금속 층들은 적어도 부분적으로 구조화된 금속 호일들로 형성되고, 상기 금속 호일은 0.04 mm 보다 작은 두께를 가지며, 상기 시트 금속 층들은 적어도 부분적으로 서로 납땜되어 있고, 상기 납땜된 연결점 (4) 들에는 각각 납땜 매개물 (6) 로 충분히 채워진 각도부 (5) 가 있는 벌집체에 있어서,상기 벌집체는 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 의한 금속 호일 연결부 (1; 12) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 금속 층들로 만들어진 벌집체.
- 각도부 (5) 를 형성하는 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 사이의 납땜된 연결부, 특히 금속 호일로 만들어진 벌집체의 납땜된 연결부를 제조하기 위한 것이며, 0.001 mm 내지 0.2 mm 의 알갱이 크기를 갖는 납땜 매개물 알갱이 단편에 있어서,상기 납땜 매개물 알갱이 단편은:- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.135 mm 및 최소 직경 0.015 mm 의 납땜 매개물 알갱이;- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.08 mm 및 최소 직경 0.02 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경 및 최소 직경의 납땜 매개물 알갱이;와 같이 금속 호일 두께에 따라서 구성되며, 납땜 매개물 알갱이 단편의 직경 각각의 부분들에 대한 가우시안 분포의 퍼센트로서의 최대값은, 납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경 및 최소 직경 사이의 대략적인 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편.
- 제 12 항에 있어서,상기 금속 호일 두께가 0.05 mm 로부터 0.02 mm 까지 감소할 때, 상기 가우시안 분포는 대략적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,납땜 매개물 알갱이 단편의 최대 직경은:- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.125 mm, 특히 0.105 mm 의 납땜 매개물 알갱이;- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최대 직경 0.07 mm, 특히 0.063 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경의 납땜 매개물 알갱이;와 같이 얻어지는 것을 특징으로 하는 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,납땜 매개물 알갱이 단편의 최소 직경은:- 대략 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 최소 직경 0.018 mm, 특히 0.023 mm 의 납땜 매개물 알갱이;- 대략 0.02 mm 의 두께에 대하여는, 최소 직경 0.03 mm 이하, 특히 0.035 mm 의 납땜 매개물 알갱이; 및- 대략 0.02 mm 내지 0.05 mm 의 두께에 대하여는, 0.05 mm 및 0.02 mm 의 금속 호일 두께에 대응하는 값들로부터 대략적으로 선형인 결과를 낳는 최대 직경의 납땜 매개물 알갱이;와 같이 얻어지는 것을 특징으로 하는 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편.
- 제 12 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,0.03 mm 이하의 금속 호일의 두께에 대하여, 상기 납땜 매개물 알갱이의 최소 직경은 대략 0.03 mm 이하, 특히 0.035 mm 인 것을 특징으로 하는 호일 납땜 매개물 알갱이 단편.
- 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편에 의하여 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1; 12) 를 제조하는 방법으로서, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 0.05 mm 미만의 두께를 가지며, 상기 두금속 호일 (2, 3) 은 연결점 (4) 에서 함께 납땜되고 상기 연결점 (4) 이 각도부 (5) 를 형성하고, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉하기 전에 접착되는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법에 있어서,상기 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편은 제 12 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 따른 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편이 얻어지도록 조정되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법.
- 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편에 의하여 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 의 금속 호일 연결부 (1; 12) 를 제조하는 방법으로서, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 0.05 mm 미만의 두께를 가지고, 상기 두 금속 호일 (2; 3) 은 연결점 (4) 에서 함께 납땜되고 상기 연결점 (4) 이 각도부 (5) 를 형성하며, 상기 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉하기 전에 접착되는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법에 있어서,제 1 단계에서 제 1 금속 호일 (2) 및 제 2 금속 호일 (3) 은 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 접촉하고, 뒤따르는 제 2 단계에서 상기 금속 호일들은 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편과 다시 접촉하며, 상기 금속 호일들은 0.03 mm 이하의 두께인 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편은, 제 2 단계에서 사용되는 제 2 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편에 비하여, 납땜 매개물의 알갱이의 최대 직경은 더 크고 최소 직경은 더 작도록 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,제 1 단계에서, 제 12 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 따른 제 1 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편이 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법.
- 제 18 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서,제 2 단계에서, 제 2 금속 호일 납땜 매개물 알갱이 단편은, 납땜 매개물 알갱이의 최대 직경이 0.07 mm 보다 작고 0.045 mm 보다 크도록 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 호일 연결부를 제조하는 방법.
- 제 17 항 내지 제 21 항 중의 어느 한 항에 따라서 벌집체를 제조하는 방법.
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