TWI531428B - 金屬接頭及其製造方法 - Google Patents

金屬接頭及其製造方法 Download PDF

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金屬接頭及其製造方法
本發明是關於一種金屬接頭之製造方法，特別是一種能有效避免金屬接頭產生介金屬化合物之製造方法。
請參閱第7A及7B圖，其為習知金屬接頭300之示意圖，該金屬接頭300包含有一鋼板310及一位於該鋼板310下方之鋁板320，該鋼板310具有一上表面311及複數個通孔312，該鋁板320具有一頂面321，該些通孔312連通該鋼板310之該上表面311及該鋁板320之該頂面321，該金屬接頭300以一銲料S同時銲合該鋼板310之該上表面312與該鋁板320之該頂面321，且該銲料S可填充於該鋼板310之該些通孔312，惟，由於該鋼板310與該鋁板320為相異材質，當該鋼板310與該鋁板320進行銲合時，該鋼板310與該鋁板320之間的接合處將形成易脆裂之介金屬化合物(Intermetallic Compound)，因此該金屬接頭300之該鋼板310與該鋁板320之間的接合強度將大幅下降。
本發明之主要目的在於提供一種金屬接頭之製造方法，其藉由第二金屬層之第二狹縫顯露第一金屬層之第一狹縫，能有效預防第一金屬層於銲接時同時銲合第二金屬層，因此可避免第一金屬層與第二金屬層之間產生介金屬化合物之現象。
本發明之一種金屬接頭之製造方法，其包含提供一複合材料，該複合材料包含一第一金屬層及一與該第一金屬層結合之第二金屬層，該第一金屬層具有一第一接合邊及一相對於該第一接合邊之第二接合邊，該第二金屬層具有一第一側邊及一相對於該第一側邊之第二側邊，之後，以一縱軸方向彎曲該複合材料，使該第一金屬層包覆該第二金屬層，且使得該第一金屬層之該第一接合邊與該第一金屬層之該第二接合邊之間形成有一第一狹縫，該第二金屬層之該第一側邊與該第二金屬層之該第二側邊之間形成有一第二狹縫，該第二狹縫顯露該第一狹縫，本發明藉由該第二金屬層之該第二狹縫顯露該第一金屬層之該第一狹縫，使得該第一金屬層之該第一接合邊與該第二金屬層之該第一側邊之間形成有一間隔，且該第一金屬層之該第二接合邊與該第二金屬層之該第二側邊之間亦形成有一間隔，其能避免該第一金屬層銲合該第二金屬層而導致該第一金屬層與該第二金屬層之間的接合處因兩者材質不同而產生介金屬化合物(Intermetallic Compound)，且在製造完成該金屬接頭後，該第一金屬層及該第二金屬層可分別銲接其他金屬管件。
請參閱第1A至1D圖，其為本發明之第一實施例，一種金屬接頭之製造方法，其包含下列步驟，首先，請參閱第1A圖，提供一複合材料110，該複合材料110包含一第一金屬層110A及一與該第一金屬層110A結合之第二金屬層110B，該複合材料110之第一金屬層110A及第二金屬層110B的複合方式可選自於滾軋技術、粉末冶金與爆炸銲接等複合技術，在本實施例中，該第一金屬層110A具有一第一接合邊111、一相對於該第一接合邊111之第二接合邊112、一連接該第一接合邊111與該第二接合邊112之第一端邊113、一相對於該第一端邊113之第二端邊114、一內表面115及一相對於該內表面115之外表面116，該第二金屬層110B具有一第一側邊117及一相對於該第一側邊117之第二側邊118，在本實施例中，該第一金屬層110A為鋼材，該第二金屬層110B可為鋁材、鋁合金、鎂合金或鈦合金，接著，請參閱第1B圖，以一縱軸方向D1彎曲該複合材料110，使該複合材料110形成為一管狀金屬接頭100，且使該第一金屬層110A包覆該第二金屬層110B，其中該第一金屬層110A形成一外管體，該第二金屬層110B形成一內管體，在本實施例中，該外管體及該內管體可為一圓形管體，或者，請參閱第2圖，在第二實施例中，該外管體及該內管體可為一矩形管體。
請參閱第1B及1C圖，該管狀金屬接頭100之該第一金屬層110A之該第一接合邊111與該第一金屬層110A之該第二接合邊112之間形成有一第一狹縫S1，該第二金屬層110B之該第一側邊117與該第二金屬層110B之該第二側邊118形成有一第二狹縫S2，且該第二狹縫S2顯露該第一狹縫S1，較佳地，該第二狹縫S2同時顯露該第一狹縫S1及該內表面115，該第一接合邊111與該第一側邊117之間具有一第一間距G1，該第二接合邊112與該第二側邊118之間具有一第二間距G2，該第一接合邊111凸出於該第一側邊117，該第二接合邊112凸出於該第二側邊118，最後，請參閱第1D圖，銲合該第一金屬層110A之該第一接合邊111及該第二接合邊112，該第一接合邊111與該第二接合邊112可藉由一銲接手段進行銲合，在本實施例中，銲合該第一接合邊111與該第二接合邊112可選自於微電弧、微電漿、雷射銲接、電子束銲接或冷金屬傳輸(Cold Metal Transfer, CMT)等銲接方式進行銲合，由於該第二狹縫S2顯露該第一狹縫S1及該內表面115，因此該第一金屬層110A之該第一接合邊111與該第二金屬層110B之該第一側邊117之間形成有一間隔，且該第一金屬層110A之該第二接合邊112與該第二金屬層110B之該第二側邊118之間亦形成有一間隔，因此在銲合該第一金屬層110A之該第一接合邊111及該第二接合邊112時，能避免銲合該第二金屬層110B，而導致該第一金屬層110A與該第二金屬層110B因兩者材質不同而產生介金屬化合物(Intermetallic Compound)，且在製造完成該管狀金屬接頭100後，該第一金屬層110A及該第二金屬層110B可依據需求分別搭接其他金屬管件。
請參閱第3A至3C圖，其為本發明之第三實施例，一種金屬接頭之製造方法，其包含下列步驟，首先，請參閱第3A圖，提供一複合材料110，該複合材料110包含一第一金屬層110A及一第二金屬層110B，在提供該複合材料110之步驟中，第三實施例與第一實施例之主要差異在於該第二金屬層110B係錯位地結合於該第一金屬層110A，該第一金屬層110A具有一第一接合部119a，該第二金屬層110B具有一連接該第一側邊117及該第二側邊118之第三側邊120，該第一接合部119a凸出於該第二金屬層110B之該第三側邊120，該第二金屬層110B具有一第二接合部119b，該第二接合部119b凸出於該第一金屬層110A之該第一端邊113，接著，請參閱第3B圖，以一縱軸方向D1彎曲該複合材料110，使該第一金屬層110A包覆該第二金屬層110B，並使該第一金屬層110A形成一外管體，該第二金屬層110B形成一內管體，在本實施例中，該外管體及該內管體為一圓形管體，或者，請參閱第4圖，在第四實施例中，該外管體及該內管體為一矩形管體，在以該縱軸方向D1彎曲該複合材料110之步驟中，第三實施例與第一實施例之主要差異在於該第一金屬層110A之該第一接合部119a凸出於該第二金屬層110B，該第二金屬層110B之該第二接合部119b凸出於該第一金屬層110A，最後，請參閱第3C圖，銲合該第一金屬層110A之該第一接合邊111與該第一金屬層110A之該第二接合邊112以形成一管狀金屬接頭100，該第一金屬層110A之該第一接合部119a可與一個和該第一金屬層110A相同材質之連接件(例如管，圖未繪出)進行接合，該第二金屬層110B之該第二接合部119b可與一個和該第二金屬層110B相同材質之連接件(例如管，圖未繪出)進行接合，在本實施例中，由於該第一金屬層110A與該第二金屬層110B係分別與相接合之該連接件同材質，因此兩者在進行銲合時能有效避免介金屬化合物之生成，故能提升該第一金屬層110A和該第二金屬層110B與相對應之連接件之間的接合強度，此外，當該金屬接頭100應用於車體結構時，該第一金屬層110A可選自於鋼材，該第二金屬層110B及該連接件可選自於鋁材，因此可藉由鋼材加強車體結構強度，亦可藉由鋁合金材質使車輛達到輕量化效果。
請參閱第5A圖，其係本發明之第五實施例，一種管狀金屬接頭200，該管狀金屬接頭200包含一第一金屬層210及一與該第一金屬層210結合之第二金屬層220，該第一金屬層210包覆該第二金屬層220，在本實施例中，該管狀金屬接頭200包含一第一管部A及一第二管部B，該第一管部A具有一第一金屬層210A及一與該第一金屬層210A結合之第二金屬層220A，該第二管部B具有一第一金屬層210B及一與該第一金屬層210B結合之第二金屬層220B，該第一管部A及該第二管部B預先彎曲成為U字型體，並堆疊接合該第一管部A及一第二管部B，以形成該管狀金屬接頭200。
請參閱第5B圖，該第一管部A的該第一金屬層210A具有一第一接合邊211A及一相對於該第一接合邊211A之第二接合邊212A，該第一管部A的該第二金屬層220A具有一第一側邊221A及一相對於該第一側邊221A之第二側邊222A，請參閱第5C圖，該第二管部B的該第一金屬層210B具有一第一接合邊211B及一相對於該第一接合邊211B之第二接合邊212B，該第二管部B的該第二金屬層220B具有一第一側邊221B及一相對於該第一側邊221B之第二側邊222B，請再參閱第5A圖，以該第一管部A的該第一金屬層210A的該第一接合邊211A堆疊於該第二管部B的該第一金屬層210B的該第二接合邊212B，以及以該第一管部A的該第一金屬層210A的第二接合邊212A堆疊於該第二管部B的該第一金屬層210B的該第一接合邊211B，以形成該管狀金屬接頭200，其中該管狀金屬接頭200之該第一金屬層210是由該第一管部A的該第一金屬層210A及該第二管部B的該第一金屬層210B所組成，該第二金屬層220是由該第一管部A的該第二金屬層220A及該第二管部B的該第二金屬層220B所組成。
請再參閱第5A圖，該第一接合邊211A與該第二接合邊212B之間形成有一第一狹縫S1，該第一側邊221A與該第二側邊222B之間形成有一第二狹縫S2，該第二狹縫S2顯露該第一狹縫S1。
請參閱第5B及5C圖，該第一接合邊211A與該第一側邊221A之間具有一第一間距G1，該第二接合邊212B與該第二側邊222B之間具有一第二間距G2，該第一接合邊211A凸設於該第一側邊221A，該第二接合邊212B凸設於該第二側邊222B。
請參閱第5D圖，該第一管部A之該第一金屬層210A與該第二管部B之該第一金屬層210B之間可經由銲合而組成該第一金屬層210。
請參閱第6圖，其係本發明之第六實施例，一種管狀金屬接頭200，該管狀金屬接頭200包含一第一金屬層210及一第二金屬層220，該第一金屬層210包覆該第二金屬層220，第六實施例與第五實施例之主要差異在於該第二金屬層220另具有一接合部223，該接合部223凸設於該第一金屬層210，該第二金屬層220之該接合部223可依據需求而與其他相同材質之連接件進行銲合。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧管狀金屬接頭
110‧‧‧複合材料
110A‧‧‧第一金屬層
111‧‧‧第一接合邊
112‧‧‧第二接合邊
113‧‧‧第一端邊
114‧‧‧第二端邊
115‧‧‧內表面
116‧‧‧外表面
110B‧‧‧第二金屬層
117‧‧‧第一側邊
118‧‧‧第二側邊
119a‧‧‧第一接合部
119b‧‧‧第二接合部
120‧‧‧第三側邊
200‧‧‧管狀金屬接頭
210‧‧‧第一金屬層
220‧‧‧第二金屬層
210A‧‧‧第一金屬層
211A‧‧‧第一接合邊
212A‧‧‧第二接合邊
220A‧‧‧第二金屬層
221A‧‧‧第一側邊
222A‧‧‧第二側邊
210B‧‧‧第一金屬層
211B‧‧‧第一接合邊
212B‧‧‧第二接合邊
220B‧‧‧第二金屬層
221B‧‧‧第一側邊
222B‧‧‧第二側邊
223‧‧‧接合部
300‧‧‧金屬接頭
310‧‧‧鋼板
311‧‧‧上表面
312‧‧‧通孔
320‧‧‧鋁板
321‧‧‧頂面
S1‧‧‧第一狹縫
S2‧‧‧第二狹縫
G1‧‧‧第一間距
G2‧‧‧第二間距
D1‧‧‧縱軸方向
S‧‧‧銲料
A‧‧‧第一管部
B‧‧‧第二管部
第1A至1D圖：依據本發明之第一實施例，一種金屬接頭之製造方法之製造流程圖。 第2圖：依據本發明之第二實施例，一種管狀金屬接頭之立體圖。 第3A至3C圖：依據本發明之第三實施例，一種金屬接頭之製造方法之製造流程圖。 第4圖：依據本發明之第四實施例，一種管狀金屬接頭之立體圖。 第5A圖：依據本發明之第五實施例，一種管狀金屬接頭之立體圖。 第5B圖：依據本發明之第五實施例，該管狀金屬接頭之正視圖。 第5C圖：依據本發明之第五實施例，該管狀金屬接頭之正視圖。 第5D圖：依據本發明之第五實施例，該管狀金屬接頭經過銲合後之立體圖。 第6圖：依據本發明之第六實施例，一種管狀金屬接頭之立體圖。 第7A圖：習知金屬接頭之上視圖。 第7B圖：習知金屬接頭之側面剖視圖。
100‧‧‧管狀金屬接頭
110A‧‧‧第一金屬層
111‧‧‧第一接合邊
112‧‧‧第二接合邊
115‧‧‧內表面
110B‧‧‧第二金屬層
117‧‧‧第一側邊
118‧‧‧第二側邊
S1‧‧‧第一狹縫
S2‧‧‧第二狹縫
D1‧‧‧縱軸方向

Claims (10)

  1. 一種金屬接頭之製造方法，其包含： 　　提供一複合材料，該複合材料包含一第一金屬層及一與該第一金屬層結合之第二金屬層，該第一金屬層具有一第一接合邊及一相對於該第一接合邊之第二接合邊，該第二金屬層具有一第一側邊及一相對於該第一側邊之第二側邊；以及 　　以一縱軸方向彎曲該複合材料，使該第一金屬層包覆該第二金屬層，且使得該第一金屬層之該第一接合邊與該第一金屬層之該第二接合邊之間形成有一第一狹縫，該第二金屬層之該第一側邊與該第二金屬層之該第二側邊之間形成有一第二狹縫，該第二狹縫顯露該第一狹縫。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬接頭之製造方法，其另包含有一銲合該第一金屬層之該第一接合邊及該第一金屬層之該第二接合邊之步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬接頭之製造方法，其中在以該縱軸方向彎曲該複合材料之步驟中，該複合材料可經由彎曲而使該第一金屬層形成一外管體，該第二金屬層形成一內管體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬接頭之製造方法，其中該第一金屬層具有一內表面及一相對於該內表面之外表面，該第二狹縫顯露該第一金屬層之該內表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬接頭之製造方法，其中在提供該複合材料之步驟中，該第一金屬層具有一第一端邊，該第一端邊連接該第一接合邊及該第二接合邊，該第二金屬層具有一接合部，該接合部凸設於該第一金屬層之該第一端邊，且在以該縱軸方向彎曲該複合材料之步驟中，該第二金屬層之該接合部凸設於該第一金屬層。
  6. 一種金屬接頭，其包含一第一金屬層及一與該第一金屬層結合之第二金屬層，該第一金屬層包覆該第二金屬層，該第一金屬層具有一第一接合邊及一相對於該第一接合邊之第二接合邊，該第一接合邊與該第二接合邊之間具有一第一狹縫，該第二金屬層具有一第一側邊及一相對於該第一側邊之第二側邊，該第一側邊與該第二側邊之間具有一第二狹縫，該第二狹縫顯露該第一狹縫。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之金屬接頭，其中該第一金屬層具有一內表面及一相對於該內表面之外表面，該第二狹縫顯露該第一金屬層之該內表面。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之金屬接頭，其中該第二金屬層具有一接合部，該接合部凸設於該第一金屬層。
  9. 一種金屬接頭，其包含一第一金屬層及一與該第一金屬層結合之第二金屬層，該第一金屬層包覆該第二金屬層，該第一金屬層具有一第一接合邊及一相對於該第一接合邊之第二接合邊，該第二金屬層具有一第一側邊及一相對於該第一側邊之第二側邊，該第一接合邊與該第一側邊之間具有一第一間距，該第二接合邊與該第二側邊之間具有一第二間距，該第一接合邊凸設於該第一側邊，該第二接合邊凸設於該第二側邊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之金屬接頭，其中該第二金屬層具有一接合部，該接合部凸設於該第一金屬層。
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