KR20040033027A - 진동에 의해 금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법 및 장치 - Google Patents

진동에 의해 금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 구조체(23), 특히 벌집형상체에 납땜 재료를 적용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 금속 구조체(23)는, 납땜 재료(6)가 적어도 부분적으로 고착된 상태로 남아있는 방식으로 분말형 납땜 재료(6)와 접촉하게 된다. 금속 구조체(23) 및/또는 납땜 재료(6)는 적어도 이들이 접촉해 있을 때 진동에 의해 변위된다.

Description

진동에 의해 금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR APPLYING A SOLDER MATERIAL TO A METALLIC STRUCTURE BY MEANS OF VIBRATION}
금속성 벌집형상체는 예컨대 시이트 금속층을 적층 및/또는 와인딩함으로써 제조되며, 이들 시이트 금속층의 일부는 구조화된 시이트 금속층이다. 예컨대 EP-A1 0245738에는 이러한 유형의 여러 구성이 공지되어 있다. 적층 및/또는 와인딩된 시이트 금속층은 서로에 대해 적어도 부분적으로 납땜되어, 단일체형 벌집형상체를 형성한다. 이러한 벌집형상체는 관형 케이싱에 적어도 부분적으로 납땜되어 그 내부에 배열되는 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 납땜은 관형 케이싱과 시이트 금속층의 납땜 영역 안으로 도입된다. 예컨대, WO 89/11938, WO 94/06594, WO 93/25339, WO 99/37432 및 DE-A1 2924592에는 벌집형상체 및 관형 케이싱을 포함하는 이러한 유형의 금속성 배열체에 접합제와 납땜을 적용하기 위한 공지된 방법이개시되어 있다.
WO 99/37432에 따르면, 먼저 시이트 금속층을 적층 및/또는 와인딩함으로써 벌집형상체를 형성하며, 이들 시이트 금속층의 적어도 일부는 유동이 관류할 수 있는 통로를 벌집형상체가 구비하는 방식으로 구조화되어 있다. 이러한 벌집형상체는 관형 케이싱 안으로 부분적으로 삽입된다. 관형 케이싱으로부터 돌출하는 벌집형상체의 일부 섹션은 그 단부면에서 접합액과 접촉하게 된다. 이후, 벌집형상체는 관형 케이싱 안으로 도입되며, 그 다음 벌집형상체가 납땜 재료와 접촉하게 된다.
이러한 유형의 벌집형상체는 통상 내연 기관의 배기 시스템에서 상당히 높이 요동하는 열적 그리고 동역학적 부하에 노출되어 있다. 배기 시스템에서는 온도가 상당히 크게 변화하기 때문에, 시이트 금속층을 둘러싸는 관형 케이싱과 벌집형상체를 형성하는 시이트 금속층이 상이하게 팽창된다. 벌집형상체의 구조적 완성도에 위험을 주는 열응력을 방지하기 위해, 그리고 관형 케이싱 내에 시이트 금속층을 영구적으로 고정시키는 것을 보장하기 위해, 시이트 금속층의 부분적인 영역만 서로 납땜되며, 그리고 시이트 금속층의 부분적인 영역만 납땜된다. 본 명세서에서, 서로 납땜되는 이들 부분적인 영역이, 자유 열팽창을 경험할 수 있는 벌집형상체의 부분적인 영역과 뚜렷하게 경계가 나뉘어진다는 것이 특히 중요하다.
벌집형상체의 내부의 통로 벽에 촉매 활성 또는 표면적-증가 코팅이 궁극적으로 제공된다는 점과, 현재의 기술적 경향이 높은 통로 밀도를 가지는 상당히 얇은 시이트 금속 포일쪽으로 간다는 사실로 인해, 통로 단면은 납땜 재료의 과잉 축적물에 의해 감소되지 않는 것이 바람직하다. 특히, 통로는, 한편으로는, 서로 납땜되어 영구적으로 결합되는 인접하는 시이트 금속층을 위해, 다른 한편으로는, 납땜 재료가 없어서 다른 코팅을 도포하기에 적합한 충분하게 넓은 영역의 통로 벽을 제공하기에 충분한 납땜 재료를 흡수해야만 한다.
본 발명은 금속 구조체에 분말형 납땜 재료를 적용하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 유형의 금속 구조체의 실례는 벌집형상체를 포함하는데, 이러한 벌집형상체는 특히 자동차 내연 기관으로부터의 배기 가스를 정화시키기 위한 촉매 지지체, 저장 재료 지지체 또는 필터 요소로서 사용된다.
도 1은 납땜-적용 프로세스가 실행되는 동안 납땜 재료와 벌집형상체의 배열체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 진동하는 벌집형상체에 의한 납땜-적용 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 진동하는 납땜 재료에 의한 납땜-적용 프로세스의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 벌집형상체의 상세도이다.
도 5는 납땜 재료가 제공된 벌집형상체의 통로의 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 실시예의 개략적인 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 벌집형상체 2 : 통로 벽
3 : 통로 4 : 단부면
5 : 축선 6 : 납땜 재료
7 : 플랭크 8 : 용기
9 : 진폭 10 : 침지 방향
11 : 접착제 12 : 매끄러운 층
14 : 주름진 층 15 : 포켓
16 : 진동 방향 17 : 관형 케이싱
18 : 공기 흐름 19 : 두께
20 : 그리퍼 21 : 조종기 아암
22 : 펄스 방출기 23 : 금속 구조체
24 : 진동기
이러한 논거에서 보아, 본 발명의 목적은, 뚜렷하게 경계가 나뉘어진 납땜 영역을 형성시키고, 필요한 납땜 재료의 양을 줄이며, 그리고 벌집형상체가 높은 열적 및 동역학적 부하를 받게 될 때조차 통로 벽의 영구적인 접합을 보장할 수 있는, 금속 구조체, 특히 벌집형상체에 납땜을 적용하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 또한, 이러한 방법은 실행하기가 특히 단순하며, 이러한 유형의 금속 구조체의 대량-시리즈 제조에 적합하다. 게다가, 여러 방법으로 작동될 수 있으며, 금속 구조체 내부에 납땜 재료의 균일한 분포를 보장하는, 특히 단순한 구조체인 납땜-적용 장치를 제공하고자 함이다.
이들 목적은 청구의 범위 제1항의 특징부를 갖는 방법과, 제14항의 특징부를 갖는 장치에 의해 달성된다. 방법 및 장치의 추가의 유리한 구성은 대응하는 종속항에 기재되어 있으며, 특히 유리한 구성은 서로 병합될 수도 있다.
금속 구조체 특히 벌집형상체에 납땜을 적용하기 위한 본 발명에 따른 방법에 있어서, 금속 구조체는 분말형 납땜 재료가 적어도 부분적으로 고착되는 방식으로 납땜 재료와 접촉하게 된다. 이러한 방법은 금속 구조체 및/또는 납땜 재료가 적어도 이들이 접촉해 있을 때 진동하게 된다는 사실을 특징으로 한다. 이것은 예컨대, 적어도 접촉하는 동안 금속 구조체가 그리퍼(gripper) 및/또는 조종기 아암(manipulator arm)에 의해 유지되며, 그리퍼 및/또는 조종기 아암을 통해 진동이 전달됨으로써 달성될 수 있다. 대안으로, 납땜 재료가 용기 내부에 있고, 진동이 용기를 통해 전달되는 것도 가능하다. 펄스 방출기에 의한 납땜 재료의 외부 자극은 일정한 환경하에서 사용될 수 있다. 금속 구조체라는 용어는 특히, 납땜 작업에 의해 서로 결합되는 다수의 개별의 부재(케이싱, 금속 시이트, 포일, 직물, 메쉬, 섬유, 와이어 등)를 구비하며, 유체가 관류할 수 있는 통로 및/또는 개구를 갖춘 구조체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 경우에, 개별의 부재들은 구조체를 통해 유체가 관류할 수 있는 것을 보장하는 통로 또는 개구를 한정하거나 형성한다.
금속 구조체 및/또는 납땜 재료의 진동은 또한, 납땜 재료가 바람직하게로는 결합되는 인접하는 벽의 접촉의 영역에 축적되며, 이들 영역 안으로 강제 도입되며, 그리고 제 위치에서 고정된다는 것을 의미한다. 이들 접촉 영역은 통상 포켓, 엣지, 갭 등을 형성하며, 납땜 재료는 거기서 축적되 때, 바람직하게로는 2개의 인접하는 통로 벽과 동시에 접촉한다. 납땜 재료는 이러한 방식으로 영구적으로 고정되며, 접합에 의한 연결부의 계속적인 형성 동안, 금속 구조체의 고온 처리가 진행 중일 때, 납땜 재료가 서로 연결되는 벽에 정확하게 배치된다.
금속 구조체가 통로 벽 및 통로를 갖춘 금속성 벌집형상체라면, 통로는 벌집형상체의 하나 이상의 단부면과 인접하고, 적어도 이러한 단부면과 근접해서 축선에 대해 평행하게 뻗어있다. 납땜을 적용하는 방법은 주로, 납땜 재료가 적어도부분적으로 통로 벽에서 통로 내에 고착되는 방식으로, 벌집형상체가 특히 분말 형태의 납땜 재료와 접촉하게 하는 역할을 한다. 본 명세서에서의 제안에 따르면, 벌집형상체 및/또는 납땜 재료는 적어도 이들이 서로 접촉해 있는 동안 진동한다. 진동은 예컨대, 발진(oscillation), 회전, 병진 상대 이동 등을 포함하며, 납땜 재료는 간단히 금속 구조체에 대한 통로 벽의 방향으로 가속도 또는 속도에 구속된다.
이러한 진동은 또한, 개략적으로 상술한 바와 같이 재밍(jamming)되지 않았으며 특히 하나의 통로 벽과 단지 접촉해 있는 납땜 재료가, 통로 내부에서 자유로이 이동할 수 있는 납땜 입자의 펄스형 모멘텀으로 인해 다시 멀리 던져지거나 해제된다는 장점을 가진다. 이러한 납땜 재료의 입자들은 바람직하게로 20㎛ 내지 120㎛, 특히 25㎛ 내지 100㎛의 평균 입자 크기를 가진다. 이것은 접합 기술에 의해 인접하는 통로 벽과 연결하기에 적합하지 않은 위치에 배열되는 납땜 재료의 축적의 결과로 통로 단면이 감소되는 것을 방지한다. 이것은 특히, 유체가 관류할 때 이러한 유형의 벌집형상체 내에서의 압력 손실과 관련하여 긍정적인 효과를 가진다.
이러한 방법의 다른 구성에 따르면, 벌집형상체 및 납땜 재료는 서로에 대해 회전가능하게 진동하며, 바람직하게로 벌집형상체의 전체 단부면은 납땜 재료에 대한 이동을 실행시킨다. 이것은 용기 내에 배열된 납땜 재료 및/또는 벌집형상체의 순수한 회전(rotation or rotary) 진동에 추가로, 추가의 상대 이동이 중첩될 수 있음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이것은 특히, 바람직하게로는 연속적으로, 그리고 벌집형상체의 단부면의 각각의 부분적인 영역 내의 통로 벽과 납땜 재료 사이의 상대 이동을 가져오는 이동 경로를 발생시킨다. 상술한 기재는 특히, 용기 또는 벌집형상체의 회전의 축선과 밀접하게 배열되어 있는 벌집형상체의 부분적인 영역에 대해 적용된다. 회전 발진과 같은 진동의 형성은 이러한 성질의 회전 발진을 실행하는데 사용되는 설치가 특히 컴팩트한 구성일 수 있어서, 본 발명의 방법이 벌집형상체의 대량 생산 또는 대량-시리즈 생산에 특히 적합하다는 장점을 가진다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 진동은 일정한 진폭으로 발생된다. 본 명세서에서, 진동 방향으로의 통로 벽의 최대 이동이 진동에 의해 야기되었음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 진동 작동은, 바람직하게로는 예컨대 공기에 의해 존재할 수도 있는 금속 구조체 및 납땜 재료의 유체화(fluidizing)가 미리 스위치 오프되면서, 금속 구조체 및 납땜 재료가 접촉하기 전에도 개시된다. 바람직하게로는 금속 구조체의 진동에 의해 발생되는 이러한 진동 작동은 금속 구조체가 납땜 재료로부터 제거된 후에만 바람직하게 종료된다. 결국, 진동 작동은 바람직하게로는 단지 5초 미만으로 지속되며, 특히 3초 또는 2초 미만으로 지속되고, 일정한 환경에서는 1초 미만으로도 지속된다. 이러한 경우에, 진폭은 0.1mm 내지 3mm, 바람직하게로는 0.2mm 내지 1.0mm의 범위에 있다.
또한, 진동하는 동안 주파수가 변화된다는 것을 제안한다. 이러한 사실로 인해, 특히 분말 형태의 납땜 재료의 경우, 상이한 크기의 납땜 입자가 조우하게 되며, 주파수를 변화시킴으로써, 인접하는 통로 벽의 접촉 영역의 납땜 입자들의특히 양호한 축적을 가능하게 한다. 이러한 경우에, 주파수는 바람직하게로는 20Hz 내지 100Hz, 특히 바람직하게로는 25Hz 내지 50Hz이다.
다른 구성에 따르면, 납땜 재료 및/또는 금속 구조체는 진동하는 동안 축방향으로의 침지 이동을 추가로 실행한다. 이것은 특히 인접하는 통로 벽과 납땜 물질 사이의 강도높은 접촉을 가능하게 한다.
납땜 재료가 고착되어, 납땜 작동에 앞서 원하는 영역의 납땜 재료의 영구적인 고정을 보장하는 금속 구조체의 영역에는 접합제가 적어도 부분적으로 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 접합제는 편의상 금속 구조체의 납땜 영역의 모든 통로 벽에 배열되어 있다.
또 다른 구성에 따르면, 납땜은 금속 구조체의 단부면으로부터 시작하는 소정의 높이까지만 적용된다. 이것은 단부면 납땜 영역을 형성하며, 다른 내부에 놓이는 금속 구조물의 부분적인 영역이 궁극적으로 접합에 의해 서로 연결되지 않으며, 결국 거기서는 상이한 열 팽창이 발생될 수 있다.
바람직하게 금속 구조체의 양 단부에 납땜이 적용된다면, 금속 구조체는 이들이 서로 접촉하게 된 후 납땜 재료에 대해 이동되며, 납땜을 적용하는 작업은 금속 구조체의 다른 단부면으로부터 반복된다. 이것은 단부면과 근접한 영역을 납땜하게 하는 한편, 금속 구조체의 내부의 부분적인 영역은 예컨대 열 부하를 발진하게 함으로써 자유로이 팽창되거나 또는 축소될 수 있다.
또한, 금속 구조체가 납땜 재료와 접촉하게 된 후 소정의 시간 동안 계속해서 진동하는 것이 제안된다. 이러한 경우, 종국에는 특히 통로를 통해 유동하는유체에 의해 통로 벽의 적어도 부분적인 클리닝을 실행할 수도 있다. 통로를 통해 유동하는 유체의 유동 뿐만 아니라 후속하는 진동은 납땜 재료가 인접하는 통로 벽 사이의 접촉 영역에만 또는 통로 벽을 둘러싸는 관형 케이싱과 통로 벽 사이의 접촉 영역에만 배열되는 것을 보장한다.
예컨대 벌집형상체로서 구성되어 있는 금속 구조체가 적어도 부분적으로 구조화된 시이트 금속 포일을 구비하여, 포켓 및 플랭크를 갖춘 통로가 형성되어 있다면, 이러한 성질의 진동은 납땜 재료가 거의 포켓 내에만 축적되는 방식으로 발생된다. 이러한 경우에 포켓은 인접하는, 적어도 부분적으로 구조화된 시이트 금속 포일 사이의 접촉 영역을 형성한다. 이 경우, 진동의 성질 및 그 진폭 및/또는 주파수는 사용되는 납땜 재료(입자 크기, 첨가제 등)와 부합될 수 있다. 따라서, 특히 촉매 활성 또는 표면적-증가 코팅의 축적을 위한 역할을 하는 플랭크에는 납땜 재료가 남아있지 않다.
본 발명의 다른 양상은, 금속 구조체에 분말형 납땜 재료를 적용하기 위한 장치를 제안한다. 이러한 장치는 분말형 납땜 재료를 담고 있는 용기와, 분말형 납땜 재료 및/또는 금속 구조체 내에 진동을 발생시키기 위한 수단이 제공된, 금속 구조체를 고정시키기 위한 조종기 아암을 포함한다. 따라서, 이러한 장치는 특히 상술한 방법을 실행하기에 적합하다. 이러한 장치는 상당히 단순한 구조체이며, 진동 특성으로 인해 금속 구조체의 대응하는 영역에 분말의 납땜의 상당히 양호한 접합을 보장하는데, 이후 이들 대응하는 영역은 납땜 작업동안, 심지어 대량 시리즈 제조 동안에도 서로 연결된다.
진동을 발생시키기 위한 수단이 배열될 수 있으며, 이러한 수단은 매우 다양한 방법으로 구성된다. 아래에 제시되는 실시예들은 단지 몇 가지 일반적이고, 이론적인 대안예를 보여주고 있으며, 본 발명에 어떠한 제한을 부여하는 것으로서 고려되어서는 안된다. 본 장치의 여러 부품들은 예컨대, 직접 또는 전달 부품에 의해 여기될 수 있다. 예컨대, 그중에서도 특히, 용기에 연결되어 있는 진동기가 제안된다. 대안으로 또는 이러한 방책과 병합해서, 진동기가 직접 또는 간접적으로 금속 구조체에 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 진동기는 특히 조종기 아암 또는 연관된 그리퍼 자체의 부품이다. 납땜 용기 및/또는 조종기 아암의 이동이 방지되어, 목표로 하는 진동을 발생시키는데 감소된 힘과 에너지가 요구된다면, 적어도 부분적으로 분말형 납땜 재료를 진동시키는 역할을 하는 펄스 방출기를 제공할 수 있다. 이러한 유형의 펄스 방출기는 예컨대 상이하며 조절가능한 압력파 및/또는 펄스를 방출하여, 목표로 하는 진동을 보장한다.
첨부된 도면을 참조하여 아래에 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이들 도면은 특히 바람직하지만 본 발명을 제한하려는 의도는 없는 장치 및 배열체 또는 방법 단계를 도시하고 있다.
도 1은 분말형 납땜 재료(6)가 담겨있는 용기(8)의 개략적인 사시도이다.벌집형상체(1)에 적용되는 납땜에 대해서, 벌집형상체(1)는, 납땜 재료(6)가 벌집형상체(1)의 통로 벽(2)과 접촉하게 되는 방식으로 침지 방향(10)으로 납땜 재료(6)에 대해 이동된다. 이러한 경우, 납땜 재료(6)는 2개의 단부면(end faces; 4)을 통해 벌집형상체(1) 내의 통로(3)(도시 안됨) 안으로 도입된다. 납땜 재료(6)가 접촉하는 동안, 벌집형상체(1)는 진동 방향(16)으로 진동하며, 이 경우, 축선(5)을 중심으로 회전하는 것으로 나타내어 진다.
도 2는 진동하는 벌집형상체(1)를 사용하여 납땜을 적용하는 작동을 개략적으로 도시한다. 벌집형상체(1)는 벌집형상체의 축선(5)과 거의 평행하게 배열된 통로(3)를 형성하는 통로 벽(2)을 포함한다. 또한, 벌집형상체(1)는 관형 케이싱(17)을 포함하는데, 이러한 관형 케이싱(17)은 벌집형상체(1)의 실시예에서 2개의 단부면(4)을 넘어 돌출한다. 분말형 납땜 재료(6)로 채워진 용기(8) 안으로 벌집형상체(1)가 침지되는 동안, 이 벌집형상체(1)는 (화살표(16)로 도시된 바와 같이) 소정의 진폭(9)과 주파수로 수평으로 및/또는 수직으로 진동하는데, 이러한 주파수는 특히 사용되는 납땜 재료(6)의 기능으로 선택된다. 이러한 경우에 납땜을 적용하는 작동은, 납땜이 벌집형상체(1)의 통로 벽(2)으로 높이(12)까지 적용되는 것을 보장되는 방식으로 실행된다. 납땜-적용 작동을 돕기 위해 납땜 파우더 안으로 공기 흐름(18)이 추가로 도입되어, 통로(3)의 내부 안으로 납땜 재료(6)가 통과되는 것을 돕는다.
도 3은 납땜을 적용하는 작동을 개략적으로 도시한다. 이 경우에, 내부의 납땜 재료(6)와 함께 용기(8)는 진동하게 된다. 진동 방향(16)은 화살표로 도시되어 있다. 납땜 재료(6)가 벌집형상체(1) 내부의 통로 벽과 접촉하게 될 때까지, 벌집형상체(1)가 단부면(4)에 의해 침지 방향(10)으로 이동한다. 단부면(4)이 납땜 재료(6)와 접촉하게 되자 마자, 용기(8) 및/또는 납땜 재료(6)의 진동이 개시된다. 이러한 경우에도 역시, 분말형 납땜 재료(6)가 통로(3) 안으로 통과하는 것을 공기 유동(18)이 돕는다.
도 4는 벌집형상체(1)의 단부면(4)을 도시하는 도면이다. 벌집형상체(1)는 적어도 부분적으로 구조화된 다수의 시이트 금속층을 포함한다. 이러한 시이트 금속층은 함께 와인딩 및 적층되거나, 또는 와인딩되거나 적층되어 있으며, 관형 케이싱(17) 내에 배열된다. 접합에 의해 연결하기 위해, 벌집형상체 및/또는 관형 케이싱의 소정의 부분적인 영역에 납땜 재료(6)가 제공되며, 후속되는 고온 열처리 동안, 납땜 재료(6)가 액화되고, 관형 케이싱(17)과 시이트 금속층 사이에, 및/또는 개별의 시이트 금속층 사이에 대응하는 연결을 보장한다. 이러한 열처리는 감소된 대기 하에서, 특히 진공 하에서 실행되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 벌집형상체(1) 내의 통로(3)는 매끄러운 층(13)과 주름진 층(14)에 의해 형성되는데, 이들 층들은 서로 감기거나 또는 뒤틀려서 단일체형 벌집형상체(1)를 형성한다. 이것은 바람직하게로는 600cpsi(cells per square inch) 이상, 특히 1000cpsi 이상인 벌집형상체(1)내의 통로 밀도(passage density)를 생성시킨다.
도 5는 벌집형상체(1)의 통로(3)의 상세도를 개략적으로 도시한다. 이러한 통로(3)는 매끄러운 층(13) 및 주름진 층(14)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 주름진 층(14)과 거의 매끄러운 층(13)의 교대로의 적층의 결과(시이트 금속층이함께 와인딩되기 전에), 포켓(pockets 15) 및 플랭크(flanks; 7)가 형성된다. 이 경우에 포켓(15)은 인접하는 매끄러운 층(13) 및 주름진 층(14)에 의해 형성되며, 이들 접촉 영역들이 현저하게 사용되어 접합을 형성한다.
따라서, 납땜을 적용하는 프로세스 동안의 진동은 납땜 재료(6)가 통로(3)의 포켓(15) 내에 우선적으로 그리고 사실상 배타적으로 배열됨을 의미한다. 통로(3)의 플랭크(7)에는 납땜 재료(6)가 거의 남아 있지 않다. 통로(3) 전체에 접합제(11)가 제공되어 있지만, 플랭크(7)에 형성되었던 납땜 재료의 축적물은 비교적 작은 접촉면 또는 접합면만을 가지므로, 이들 축적물은 진동 작동의 결과로 통로(3) 배후로 배출된다. 이것이 의미하는 바는, 접합에 의한 벌집형상체(1) 내에서의 연결을 형성하는데 상당히 작은 양의 납땜 재료(6)만이 필요하다는 것이다. 이것은 또한, 특히 매끄러운 층(13) 및/또는 주름진 층(14)이 0.03mm 미만의 두께(19), 특히 0.025mm 미만의 두께(19)를 가진다면, 어떤 환경하에서 납땜 재료의 과잉 축적물이 이들 시이트 금속층(13, 14)을 부식되기 쉽게 만들 수 있기 때문에, 시이트 금속층의 재료 특성과 관련하여 특히 유리하다.
이러한 두께 범위는 자동차의 배기 시스템내에 사용되는 벌집형상체(1)의 표준형을 나타낸다. 이러한 경우의 벌집형상체(1)의 표면적-비열 용량(surface area-specific heat capacity)은 비교적 낮게 유지되며, 이 결과로 향상된 냉간 시동 성능 즉, 정의된 가동 온도까지의 신속한 가열이 관찰된다. 예컨대 촉매 활성 코팅을 위한 지지체로서 벌집형상체가 사용된다면, 이러한 촉매 활성 코팅은 배기 가스(즉, 탄화수소, 일산화탄소, 질소 산화물) 내에 함유된 오염물의 촉매 변환을시작하기 전에 대략 230℃의 온도에 신속하게 도달해야 한다. 벌집형상체가 특히 질소 산화물의 흡착에 대해 저장이 가능한 코팅을 가진다면, 일부 경우에 있어서 이러한 코팅은 비교적 높은 온도에서 그 저장 또는 흡착 특성을 상실하기 때문에, 이러한 경우에 0.03mm 내지 0.1mm의 시이트 금속 포일(foil)의 두께가 사용되어야 한다. 결국, 이러한 적용에 대해 유동하는 배기 가스에 의한 벌집형상체(1)의 지연된 가열이 유리하다. 이러한 유형의 벌집형상체가 개방 또는 폐쇄된 필터로서 사용된다면, 0.08mm 내지 0.02mm의 시이트 금속 두께가 바람직하다.
납땜 적용 프로세스 이후의 고온 진동 프로세스 동안, 포켓(15) 내에 축적되었던 납땜 재료(6)는 액화되며, 바람직하게로는 인접하는 시이트 금속층(13, 14) 사이를 관통한다. 통로 벽(3) 상에 여전히 존재하는 접합제(11)는 이러한 고온 프로세스 동안 증발된다. 이후, 통로(3)의 자유로운 플랭크(7)는 예컨대 와시코트(washcoat)와 같은 촉매 활성 또는 표면적-증가 코팅을 집중시키는 역할을 한다.
제안된 납땜-적용 프로세스는 필요한 납땜 재료의 양이 상당히 단순한 방식으로 감소될 수 있는 것을 보장하며, 이러한 납땜 재료의 양의 감소에도 불구하고, 벌집형상체의 인접하는 통로 벽의 영구적인 접합이 보장된다. 진동은 인접하는 통로 벽들 사이의 접촉 영역에서만 납땜 재료가 축적되게 하는 한편, 통로 벽 그 자체에는 납땜 재료가 거의 남아있지 않다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도시된 장치는 금속 구조체(23)에 납땜을 적용하기 위한 프로세스를 실행하기에 적합하며,금속 구조체(23)는 분말형 납땜 재료(6)가 적어도 부분적으로 금속 구조체(23)에 고착되는 방식으로 납땜 재료(6)와 접촉하게 되고, 금속 구조체(23) 및/또는 납땜 재료(6)는 이들이 적어도 서로 접촉해 있는 동안 진동하게 된다. 이를 위해, 금속 구조체(23)는, 적어도 납땜 재료와 접촉해 있는 동안, 그리퍼(20)를 구비하는 조종기 아암(21)에 의해 유지되며, 이러한 조종기 아암(21)은 진동기(24)에 연결되어 있어서, 그리퍼(20) 및/또는 조종기 아암(21)을 통해 금속 구조체(23)로 진동이 전달된다. 또한, 진동은 용기(8)에 연결된 진동기(24)를 통해 전달될 수 있다. 또한, 도시된 장치는 펄스 방출기(22)는 구비하는데, 이러한 펄스 방출기(22)는 분말형 납땜 재료(6)가 진동하게 한다. 이 펄스 방출기(22)는 금속 구조체(23)에 직접 연결되거나 금속 구조체(23)에 접촉하지 않고 금속 구조체(23)의 부분적인 영역들 상에 하나 이상의 목표 펄스를 방출시킬 수 있다. 이러한 유형의 적합한 진동기(24) 및 펄스 방출기(22)의 실례는 피에조크리스탈, 구조체-발생 음파 발생기, 음향 압력 발생기, 기계 발진기 등을 포함한다.

Claims (17)

  1. 금속 구조체(23), 특히 벌집형상체(1)에 납땜을 적용하기 위한 방법으로서,
    상기 금속 구조체(23)는 분말형 납땜 재료(6)가 적어도 부분적으로 상기 금속 구조체(23)에 고착되는 방식으로 상기 납땜 재료(6)와 접촉하게 되는, 금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법에 있어서,
    상기 금속 구조체(23) 및/또는 상기 납땜 재료(6)는 적어도 상기 금속 구조체(23)와 상기 납땜 재료(6)가 서로 접촉해 있는 동안 진동하도록 되어 있는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는 적어도 접촉하는 동안 그리퍼(20) 및/또는 조종기 아암(21)에 의해 유지되며, 상기 그리퍼(20) 및/또는 상기 조종기 아암(21)을 통해 상기 진동이 전달되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 납땜 재료는 용기(8) 내부에 담겨있으며, 상기 진동이 상기 용기(8)을 통해 전달되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는 통로 벽(2) 및 통로(3)를 구비하는 벌집형상체(1)이며, 상기 통로(3)는 상기 벌집형상체의 단부면(4)과 인접하며 축선(5)과 평행하게 뻗어 있고, 상기 벌집형상체(1) 및 상기 납땜 재료(6)는 서로에 대해 회전가능하게 진동되며, 바람직하게로는 상기 벌집형상체(1)의 상기 단부면(4) 전체가 상기 납땜 재료(6)에 대한 운동을 실행하는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동은 일정한 진폭(9)으로 실행되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동의 주파수는 진동하는 동안 변화하는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 납땜 재료(6) 및/또는 상기 금속 구조체(23)는 축방향(5)으로의 침지 운동을 추가로 실행하는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 납땜 재료(6)가 고착되는 상기 금속 구조체(23)의 적어도 부분적인 영역에는 상기 납땜을 적용하기 전에 접합제(11)가 제공되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)의 단부면(4)으로부터 시작해서 소정의 높이(12)까지만 납땜이 적용되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는 상기 금속 구조체(23)와 상기 납땜 재료(6)가 서로 접촉하게 된 후 상기 납땜 재료(6)에 관해 이동되며, 납땜을 적용하는 작동은 상기 금속 구조체(23)의 다른 단부면(4)으로부터 반복되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는 상기 납땜 재료와 접촉하게 된 후에도 소정의 시간동안 진동을 계속하는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는 종국에 적어도 부분적으로 클리닝되며, 상기 납땜 재료(6)의 과잉 부분은 특히, 상기 금속 구조체(23)를 통해 유동하는 유체에 의해 상기 금속 구조체(23)로부터 제거되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)는, 특히 적어도 부분적으로 구조화된 시이트 금속 포일(13, 14)을 구비하는 벌집형상체(1)로서 구성되며, 상기 통로(3)가 포켓(15)을 형성하고, 상기 납땜 재료(6)가 상기 진동의 결과로 상기 포켓(15) 내에 실질적으로 축적되는,
    금속 구조체에 납땜을 적용하는 방법.
  14. 분말형 납땜 재료(6)를 담기 위한 용기(8) 및 금속 구조체(23)를 고정시키기 위한 조종기 아암(21)을 포함하는, 상기 금속 구조체(23)에 상기 분말형 납땜 재료(6)를 적용하기 위한 장치에 있어서,
    상기 금속 구조체(23) 및/또는 상기 분말형 납땜 재료(6)에 진동을 발생시키기 위한 수단(22, 24)을 포함하는,
    금속 구조체에 납땜 재료를 적용하기 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 용기(8)에 진동기(24)가 연결되어 있는,
    금속 구조체에 납땜 재료를 적용하기 위한 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 금속 구조체(23)에 진동기(24)가 연결되어 있으며, 특히 상기 진동기(24)는 상기 조종기 아암(21)의 일부분을 형성하는,
    금속 구조체에 납땜 재료를 적용하기 위한 장치.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말형 납땜 재료(6)를 진동시키는 역할을 하는 펄스 방출기(22)를 포함하는,
    금속 구조체에 납땜 재료를 적용하기 위한 장치.
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