TWI731278B

TWI731278B - 潛弧銲方法

Info

Publication number: TWI731278B
Application number: TW107141228A
Authority: TW
Inventors: 施凱元; 施奕伶; 施春雄
Original assignee: 施凱元; 施奕伶; 施春雄
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2021-06-21
Also published as: TW202019597A

Abstract

一種潛弧銲方法，包含一預備步驟、一定位步驟、一襯背步驟，及一接合步驟。在該預備步驟中預備二銲材，每一銲材包括一上表面、一相反於該上表面的下表面，及一銜接該上表面與該下表面的斜面，每一斜面朝向另一銲材的斜面，且該等斜面間形成一個10度至30度的夾角。在該定位步驟中，將該等銲材以一個2毫米至5毫米的水平間距間隔設置。在該襯背步驟中將一陶瓷襯墊單元可分離地連接於該等下表面，最後在該接合步驟中以銲料連接該等斜面，並移除該陶瓷襯墊單元，完成該等銲材的銲接。

Description

潛弧銲方法

本發明是有關於一種銲接方法，特別是指一種潛弧銲方法。

參閱圖1與圖2，為一種現有的雙面潛弧銲方法，適用於將二片鋼板4銲接成型，並包含一預備步驟S51、一定位步驟S52、一個第一接合步驟S53、一翻面步驟S54，及一個第二接合步驟S55。在該預備步驟S51中準備二片鋼板4，接著在該定位步驟S52中，將該等鋼板4以欲進行銲接的一側朝向彼此並相互併攏，此時該等鋼板4的上表面41間形成一個50度的夾角α。接著進行該第一接合步驟S53，自該等鋼板4的上表面41間以電流為1000安培的電弧加熱銲料5來銲接該等鋼板4，由於該第一接合步驟S53僅能連接該等鋼板4的上表面41，須再進行該翻面步驟S54將該等鋼板4上下翻轉，最後再以該第二接合步驟S55銲接該等鋼板4的下表面42。

由於該等鋼板4間並未留有間隙，若僅以該第一接合步驟S53進行銲接，銲料5將難以完全滲透到該等鋼板4的下表面42，需要以較大的該夾角α及電流加強銲料5滲透的深度，並將該等鋼板4翻面進行該第二接合步驟S55才可成型，較為耗時費力。另外，還需要使用較大量的銲料5填補該夾角α，該等鋼板4受到熱影響的範圍及程度也較大，因而導致銲接處較不美觀，且容易產生裂痕。

另外，還有一種如圖3所示的單面潛弧銲方法，是在該等鋼板4定位後，將一背襯6連接於該等鋼板4的下表面42，並自該等鋼板4的上表面41間以電弧加熱銲料5來銲接該等鋼板4，接著再移除該背襯6，即完成銲接作業。由於在現有的單面潛弧銲方法中，多使用以銅製成的金屬襯墊作為該背襯6，為避免因電弧直接接觸而損害該背襯6，故須將該等鋼板4併攏排列，反而容易讓銲料5無法滲透到該等下表面42，而導致銲接失敗，故需要加以改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種僅需要於單面進行焊接即可成型的潛弧銲方法。

於是，本發明潛弧銲方法包含一預備步驟、一定位步驟、一襯背步驟，及一接合步驟。在該預備步驟中預備二個銲材，每一個銲材包括一上表面、一相反於該上表面的下表面，及一銜接該上表面與該下表面的斜面，每一個斜面朝向另一個銲材的斜面，且該等斜面間形成一個10度至30度的夾角。在該定位步驟中，將該等銲材以一個2毫米至5毫米的水平間距間隔設置。在該襯背步驟中將一陶瓷襯墊單元可分離地連接於該等下表面，最後在該接合步驟中以銲料連接該等斜面，並移除該陶瓷襯墊單元，完成該等銲材的銲接。

本發明之功效在於：以不易被電弧破壞的該陶瓷襯墊單元連接該等銲材，使該等銲材能以該水平間距間隔設置而提供銲料流動的空間，可提升銲料滲透的深度，僅需要由單側進行一次接合步驟即可完成該等銲材的銲接，較為省時省力，並可縮小該夾角的角度以節省銲料的用量。此外，由於省去自該等銲材的上表面再銲接一次的步驟，且不需要以高電流的電弧來提高銲料滲透的深度，故能以較低電流的電弧進行銲接，可縮小該等銲材受熱影響的程度，使銲接完的成品更為美觀、耐用。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖4與圖5，本發明潛弧銲方法的一個第一實施例，包含一預備步驟S1、一定位步驟S2、一襯背步驟S3，及一接合步驟S4。

首先，在該預備步驟S1中預備二個銲材1，在本第一實施例中，該等銲材1是以厚度為15毫米至25毫米的鋼板為例作為說明，然而實際應用上並不以此為限。每一個銲材1包括一上表面11、一相反於該上表面11的下表面12，及一銜接該上表面11與該下表面12的斜面13，每一個斜面13朝向另一個銲材1的斜面13，且該等斜面13間形成一個10度至30度的夾角θ。

為提高單位時間內銲料所消耗的重量（以下簡稱為熔填率），在本實施例中，該等銲材1的厚度越厚，該夾角θ的角度則越小。例如，銲接厚度為15毫米至16毫米的鋼板時，該夾角θ較佳為30度，銲接厚度為25毫米的鋼板時，該夾角θ則以25度為較佳，然而，也可以將該夾角θ維持在30度，並在該接合步驟S4中添加鐵粉輔助銲接，一樣可以提高熔填率。

在該定位步驟S2中，將該等銲材1以一個2毫米至5毫米的水平間距D間隔設置，使該等斜面13不彼此接觸。當該水平間距D較大時，一樣可在該接合步驟S4中添加鐵粉輔助銲接，以提高熔填率。

在該襯背步驟S3中，將一陶瓷襯墊單元2可分離地連接於該等銲材1的下表面12，在本第一實施例中，該陶瓷襯墊單元2包括一用以貼附於該等銲材1的鋁箔層，及一覆於該鋁箔層的陶瓷層（圖未示），可快速地定位該等銲材1。將該陶瓷襯墊單元2以該鋁箔層貼附於該等下表面12，使該等銲材1被該陶瓷襯墊單元2暫時連接。

最後，在該接合步驟S4中於該等斜面13間加熱銲料3來連接該等銲材1，並移除該陶瓷襯墊單元2，即可完成該等銲材1的銲接。在本第一實施例中，是以電壓31伏特至32伏特，及電流920安培至960安培的電弧，以每分鐘24公分至26公分的速度來進行銲接，該陶瓷襯墊單元2可承接在加熱的過程中向下流動的銲料3，避免因銲料3流失而造成銲接失敗。另外，可依據該夾角θ的角度，或該水平間距D的寬度等變因來添加鐵粉輔助銲接，藉由提高熔填率來提升銲接的成功率及成品的美觀程度。

由於該陶瓷襯墊單元2承受電弧的能力較現有的金屬襯墊高，即使直接接觸電弧也不容易被破壞，即能將該等銲材1以該水平間距D間隔設置，可提供銲料3流動的空間，確保銲料3能滲透到該等斜面13的最底端，使該等斜面13能完全被銲料3連接，並可將該夾角θ縮小為10度至30度，降低銲料3的使用量。因此，本第一實施例僅需要以該接合步驟S4進行一次銲接，即可使該等銲材1被銲接成型，不需要再翻面進行第二次接合，可降低銲接材料及人力成本。而該夾角θ同時可減少向外飛濺的銲料3，可提高銲接效率，並可避免該等銲材1的上表面11受到飛濺的銲料3影響而損壞。

另外，由於該水平間距D提升了銲料3滲透的深度，故僅需要以較低電流的電弧進行銲接即可達到良好的銲接效果，除可減少銲接所需的能源消耗，並可降低該等銲材1所受到的熱影響及熱應力，使銲接成品較不容易因過度受熱而變質、變形，或是在內部產生裂痕。因此，以本第一實施例進行銲接，除了能節省銲接作業所需要的時間及人力，並可縮小該等銲材1受到熱影響的範圍，使銲接完的成品更為美觀、耐用。

參閱圖4至圖6，本發明潛弧銲方法的一個第二實施例，與該第一實施例不同處僅在於該陶瓷襯墊單元2的態樣。在本第二實施例中，該陶瓷襯墊單元2則包括一開口朝上的金屬殼體21、一沿該金屬殼體21的內壁面圍繞設置的耐高溫彈性件22、多個位於該金屬殼體21內部的熱固型樹脂複合材料23，及一覆於該等熱固型樹脂複合材料23上方的銲布24。其中，每一個熱固型樹脂複合材料23具有一樹脂顆粒，及一包覆該樹脂顆粒的陶瓷表層（圖未示）。

參閱圖4、圖6與圖7，在該襯背步驟S3中，將該陶瓷襯墊單元2連接於該等銲材1的下表面12時，該耐高溫彈性件22將頂抵於該等下表面12，能使該陶瓷襯墊單元2更緊密地貼合於該等下表面12，銲接成品即可更加美觀。而在該接合步驟S4中，該等熱固型樹脂複合材料23將因受熱而固化，可如圖7所示地承接在加熱的過程中朝該陶瓷襯墊單元2流動的銲料3。在本第二實施例中，該耐高溫彈性件22的為矽膠環，但並不以此為限，只要是能承受銲接溫度，並能夠被壓縮的彈性體即可。另外，該等熱固型樹脂複合材料23可承受1500℃至2000℃，不易因直接接觸電弧而損壞，而該銲布24可防止該等熱固型樹脂複合材料23混合銲料3固化，在該接合步驟S4中便可很容易地移除該陶瓷襯墊單元2。

參閱圖8，並重新參閱圖5，本發明潛弧銲方法的一個第三實施例，與該第二實施例不同處在於，該陶瓷襯墊單元2僅包括該等熱固型樹脂複合材料23、該銲布24，及一用以貼合該等銲材1及該等熱固型樹脂複合材料23的鋁箔膠帶25。在本第三實施例中，是直接先以100℃至200℃的溫度加熱該等熱固型樹脂複合材料23，使該等熱固型樹脂複合材料23直接如圖8所示地固化成型，並在固化後的該等熱固型樹脂複合材料23上墊上該銲布24，再以該鋁箔膠帶25將該等熱固型樹脂複合材料23貼覆於該等銲材1的下表面12，該等熱固型樹脂複合材料23即能承接在加熱的過程中朝該陶瓷襯墊單元2流動的銲料3。在實際應用時，可根據需求選擇不同態樣的該陶瓷襯墊單元2，而採用該第一實施例、該第二實施例，或本第三實施例進行銲接。

綜上所述，本發明潛弧銲方法在該襯背步驟S3中，以該陶瓷襯墊單元2連接該等銲材1並承接銲料3，使得該等銲材1能以該水平間距D間隔設置，以加強銲接的滲透深度，因此，僅需要以該接合步驟S4進行一次銲接即可完成該等銲材1的銲接，較現有的銲接技術省時省力。另外，能將該等斜面13間所形成的該夾角θ縮小為10度至30度，降低銲料3向外飛濺的量及使用量，並能以較低電流的電弧進行銲接，可縮小該等銲材1受熱影響的程度，使銲接完的成品更為美觀、耐用，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:銲材11:上表面12:下表面13:斜面2:陶瓷襯墊單元21:金屬殼體22:耐高溫彈性件23:熱固型樹脂複合材料24:銲布25:鋁箔膠帶3:銲料D:水平間距S1:預備步驟S2:定位步驟S3:襯背步驟S4:接合步驟θ:夾角

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方法流程圖，說明一種現有的雙面潛弧銲方法；圖2是一示意圖，配合圖1說明現有的雙面潛弧銲方法的執行流程；圖3是一示意圖，說明一種現有的單面潛弧銲方法的執行流程；圖4是一方法流程圖，說明本發明潛弧銲方法的一個第一實施例、一個第二實施例，及一個第三實施例；圖5是一示意圖，配合圖4說明該第一實施例、該第二實施例，及該第三實施例的執行流程；圖6是一剖視圖，說明該第二實施例的一陶瓷襯墊單元；圖7是一示意圖，說明以該第二實施例的該陶瓷襯墊單元承接銲料的情況；及圖8是一示意圖，說明該第三實施例的該陶瓷襯墊單元。

S1:預備步驟

S2:定位步驟

S3:襯背步驟

S4:接合步驟

Claims

一種潛弧銲方法，包含下列步驟：一預備步驟，預備二銲材，每一銲材包括一上表面、一相反於該上表面的下表面，及一銜接該上表面與該下表面的斜面，每一斜面朝向另一銲材的斜面，且該等斜面間形成一個10度至30度的夾角；一定位步驟，將該等銲材以一個2毫米至5毫米的水平間距間隔設置；一襯背步驟，將一陶瓷襯墊單元可分離地連接於該等下表面，該陶瓷襯墊單元包括一開口朝上的金屬殼體、一沿該金屬殼體的內壁面圍繞設置的耐高溫彈性件、複數位於該金屬殼體內部的熱固型樹脂複合材料，及一覆於該等熱固型樹脂複合材料上方的銲布；及一接合步驟，以銲料連接該等斜面，並移除該陶瓷襯墊單元，完成該等銲材的銲接。
一種潛弧銲方法，包含下列步驟：一預備步驟，預備二銲材，每一銲材包括一上表面、一相反於該上表面的下表面，及一銜接該上表面與該下表面的斜面，每一斜面朝向另一銲材的斜面，且該等斜面間形成一個10度至30度的夾角；一定位步驟，將該等銲材以一個2毫米至5毫米的水平間距間隔設置；一襯背步驟，將一陶瓷襯墊單元可分離地連接於該等下表面，該陶瓷襯墊單元包括一墊於該等銲材的下表面的銲布、複數墊於該銲布下方的熱固型樹脂複合材料，及一用以貼合該等銲材及該等熱固型樹脂複合材料的鋁箔膠帶；及一接合步驟，以銲料連接該等斜面，並移除該陶瓷襯墊單元，完成該等銲材的銲接。
如請求項1或2所述的潛弧銲方法，其中，在該襯背步驟中，每一熱固型樹脂複合材料具有一樹脂顆粒，及一包覆該樹脂顆粒的陶瓷表層。