RU2234399C2 - Соединение листов металлической фольги и сотовый элемент из листов металлической фольги - Google Patents
Соединение листов металлической фольги и сотовый элемент из листов металлической фольги Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234399C2 RU2234399C2 RU2001122103/02A RU2001122103A RU2234399C2 RU 2234399 C2 RU2234399 C2 RU 2234399C2 RU 2001122103/02 A RU2001122103/02 A RU 2001122103/02A RU 2001122103 A RU2001122103 A RU 2001122103A RU 2234399 C2 RU2234399 C2 RU 2234399C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- thickness
- sheets
- metal foil
- foil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0014—Brazing of honeycomb sandwich structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/923—Physical dimension
- Y10S428/924—Composite
- Y10S428/925—Relative dimension specified
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
- Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
- Y10T428/12063—Nonparticulate metal component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
- Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
- Y10T428/12063—Nonparticulate metal component
- Y10T428/12069—Plural nonparticulate metal components
- Y10T428/12076—Next to each other
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/1234—Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12347—Plural layers discontinuously bonded [e.g., spot-weld, mechanical fastener, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12375—All metal or with adjacent metals having member which crosses the plane of another member [e.g., T or X cross section, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении сотовых элементов из листов металлической фольги. Первый и второй листы по меньшей мере частично структурированной металлической фольги толщиной менее 0,04 мм собраны с клиновидным промежутком, заполненным припоем в месте их соединения, и спаяны между собой. Отношение массы ML припоя, размещенного в указанном клиновидном промежутке, к толщине DF листа металлической фольги составляет от 8 до 16 г/м. Сотовый элемент выполнен в соответствии с приведенным выше соединением листов, являющимся прочным и надежным. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к соединению первого и второго листов металлической фольги. Эти первый и второй листы имеют толщину менее 0,05 мм и соединены между собой пайкой в месте соединения. В этом месте соединения имеется клиновидный промежуток, в основном заполненный припоем. Изобретение относится также к сотовому элементу, состоящему из слоев металлических листов. Эти слои металлических листов образованы листами по меньшей мере частично структурированной (профилированной) металлической фольги, причем толщина металлической фольги составляет менее 0,05 мм. Слои металлических листов по меньшей мере частично соединены между собой пайкой. В местах паяного соединения эти листы фольги имеют по одному или два клиновидных промежутка, в основном заполненных припоем.
Из уровня техники известны способы пайки, а также паяные соединения слоев металлических листов, например металлического сотового элемента. Из DE 4219145 С1 известен способ пайки сотового элемента путем его погружения в псевдоожиженный слой порошкового припоя. При этом на соответствующих участках предварительно обработанного сотового элемента оседает зернистый припой. Крупность зерен этого припоя должна составлять от 1 до 200 мкм, предпочтительно от 38 до 125 мкм, при этом более целесообразно наличие зерен с крупностью, лежащей в нижней части указанного диапазона, нежели зерен, крупность которых лежит в его верхней части. В указанной публикации представлены и другие методы нанесения припоя. Известные из уровня техники методы нанесения припоя успешно используют для пайки сотовых элементов, слои которых выполнены из металлических листов толщиной по меньшей мере 50 мкм и более. При этом сотовый элемент состоит из слоев металлических листов, где такие слои металлических листов образованы листами по меньшей мере частично структурированной металлической фольги, а также по меньшей мере частично соединены между собой пайкой и имеют в местах паяного соединения по клиновидному промежутку, в основном заполненному припоем.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать прочное и надежное соединение листов металлической фольги и сотовый элемент из листов металлической фольги с улучшенным соединением.
Указанная задача решается с помощью соединения первого и второго листов металлической фольги, где первый и второй листы этой фольги соединены между собой пайкой в месте соединения, в котором имеется клиновидный промежуток, заполненный припоем. Согласно изобретению листы фольги имеют толщину менее 0,04 мм, а отношение ML/DF Maces ML припоя, находящегося в указанном клиновидном промежутке, к толщине DF листа металлической фольги составляет от 16 до 8 г/м.
Предпочтительно, чтобы отношение ML/DF массы ML припоя в клиновидном промежутке к толщине DF листа фольги составляло 11 г/м с отклонением в пределах от +15% до -10%.
При толщине DF листа металлической фольги от менее 0,04 мм до 0,03 мм верхний предел массы ML припоя предпочтительно должен уменьшаться в линейной зависимости от толщины DF листа металлической фольги.
При этом верхний предел массы ML припоя по отношению ML/DF к толщине DF листа фольги должен составлять 14,6 г/м с отклонением ±5%.
В то же время нижний предел массы ML припоя должен уменьшаться в линейной зависимости от толщины DF листа металлической фольги.
Предпочтительно, чтобы в этом случае нижний предел массы ML припоя по отношению ML/DF к толщине DF листа фольги составлял 8,7 г/м с отклонением ±5%.
Следует отметить, что начиная с толщины DF листа фольги 0,03 мм и менее кривая зависимости верхнего предела массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит предпочтительно через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (14,6 г/м; 0,03 мм), (14,8 г/м, 0,025 мм), (16 г/м; 0,02 мм), кривая зависимости нижнего предела массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (8,6 г/м; 0,03 мм), (9 г/м, 0,025 мм), (9,2 г/м; 0,02 мм), (16 г/м; 0,01 мм), а кривая зависимости массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (11 г/м; 0,03 мм), (11,2 г/м, 0,025 мм), (12 г/м; 0,02 мм).
Задача решается также с помощью сотового элемента, в котором согласно изобретению толщина металлической фольги составляет менее 0,04 мм, а листы металлической фольги соединены соединением в соответствии с любым из указанных выше условий.
При создании настоящего изобретения было установлено, что при попытке соединить пайкой более тонкие листы фольги толщиной менее 50 мкм, прежде всего при изготовлении сотового элемента, стенки, ограничивающие ячейки сотовой структуры, при доведении его температуры до температуры нанесения припоя полностью расплавляются. При этом был установлен также факт деформации стенок, ограничивающих ячейки сотового элемента. Лишь при нанесении припоя в каждом месте соединения в количестве, которое в отличие от металлических листов применявшейся до сих пор толщины определяли в соответствии с описанным выше правилом подбора припоя, это определенное с помощью указанного правила количество внесенного в клиновидный промежуток между листами припоя позволило, во-первых, устранить расслаивание листов металлической фольги и предотвратить образование щелей и трещин по краю и, во-вторых, получить долговечное соединение этих листов в местах пайки.
Неожиданно было установлено, что при соединении листов металлической фольги толщиной DF от менее 0,05 мм до 0,03 мм массу используемого для получения такого соединения припоя ML можно задавать приблизительно в линейной зависимости от толщины DF листа металлической фольги. Чем меньше толщина DF металлической фольги, тем меньше масса наносимого припоя ML. Таким образом, верхний, а также нижний пределы той массы припоя ML, применение которой еще остается допустимым, можно определять для некоторых значений толщины DF металлической фольги и интерполировать или экстраполировать эти данные на металлическую фольгу другой толщины. При соотнесении массы припоя ML к толщине DF металлической фольги оптимальным для величины отношения ML/DF оказался верхний предел, равный 14,6 г/м, с отклонением ±5%. В качестве нижнего предела еще допускающего его применение соотношения ML/DF между массой припоя ML и толщиной DF металлической фольги оптимальным оказалось отношение, равное 8,7 г/м, с отклонением ±5%. Оба этих указанных для верхнего, соответственно нижнего пределов соотношения позволяют очень точно определять диапазон, используемый для металлической фольги толщиной DF от менее 0,05 мм до примерно 0,03 мм. Наилучшие результаты в отношении прочности и надежности соединения листов металлической фольги были получены в тех случаях, когда отношение ML/DF массы припоя ML в клиновидном промежутке к толщине DF листа фольги составляет примерно 11 г/м с отклонением в пределах от +15% до -10%.
Для получения удовлетворительных результатов при соединении листов металлической фольги толщиной DF примерно 0,03 мм и менее также можно использовать упоминавшуюся выше линейную зависимость. Вместе с тем неожиданно было установлено, что у металлической фольги толщиной DF менее 0,03 мм наблюдается не только наличие линейной зависимости между используемым количеством припоя и толщиной DF металлической фольги. Более того, изменяется и угол наклона характеристики, описывающей подобную линейную зависимость, по сравнению с диапазоном значений толщины DF от менее 0,05 мм до примерно 0,03 мм. При этом указанное изменение угла наклона проявляется в том, что кривая такой зависимости становится несколько более пологой. Для металлической фольги толщиной DF от примерно 0,03 мм и менее верхний предел массы припоя ML подбирают в зависимости от конкретной толщины DF металлической фольги по кривой, проходящей через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (14,6 г/м; 0,03 мм), (14,8 г/м, 0,025 мм), (16 г/м; 0,02 мм), (27 г/м; 0,01 мм). Нижний предел используемой массы припоя ML для металлической фольги толщиной DF примерно 0,03 мм и менее предпочтительно подбирают в зависимости от конкретной толщины DF металлической фольги по кривой, проходящей через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (8,6 г/м; 0,03 мм), (9 г/м, 0,025 мм), (9,2 г/м; 0,02 мм), (16 г/м; 0,01 мм). Исключительно прочное и надежное соединение листов металлической фольги при ее толщине DF примерно 0,03 мм и менее было получены в случае, когда массу припоя ML подбирали в зависимости от толщины DF металлической фольги по кривой, проходящей через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (11 г/м; 0,03 мм), (11,2 г/м, 0,025 мм), (12 г/м; 0,02 мм), (20 г/м; 0,01 мм). Отклонение от значений, задаваемых этими кривыми, также составляет ±5%.
Предпочтительной областью применения рассмотренных выше соединений листов металлической фольги являются сотовые элементы, состоящие из слоев металлических листов. В подобном сотовом элементе слои металлических листов образованы листами по меньшей мере частично структурированной (профилированной) металлической фольги. Толщина подобной металлической фольги составляет менее 0,05 мм, при этом слои металлических листов по меньшей мере частично соединены между собой пайкой и имеют в местах паяного соединения по одному и два клиновидных промежутка, в основном заполненных припоем. При использовании приведенных выше правил подбора количества припоя для соединения листов металлической фольги было установлено, что стойкость сотового элемента к механическим нагрузкам была гораздо выше, чем при использовании обычно применявшихся до сих пор количеств припоя. Кроме того, использование подобного правила, устанавливающего зависимость между массой припоя ML и толщиной DF металлической фольги, позволяет быстрым и простым путем подбирать наиболее оптимальное количество припоя при применении листов металлической фольги самой различной толщины. Помимо этого, соблюдение таких правил подбора припоя для соединения листов металлической фольги не только обеспечивает получение прочных и надежных соединений, но и позволяет избежать таких проблем, как прогорание и деформация стенок, ограничивающих ячейки сотовой структуры, расслоение и образование щелей и трещин по краям.
Другие предпочтительные варианты выполнения изобретения и его отличительные особенности рассмотрены в последующем описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - клиновидный промежуток, образуемый между двумя листами металлической фольги,
на фиг.2 - график зависимости количества припоя, приходящегося на каждую точку соединения листов металлической фольги, от толщины используемой фольги,
на фиг.3 - клиновидный промежуток между листами фольги, заполненный стандартным зернистым припоем,
на фиг.4 - клиновидный промежуток между листами фольги, заполненный видоизмененным зернистым припоем,
на фиг.5 - график зависимости крупности зерен используемого зернистого припоя от толщины используемой металлической фольги,
на фиг.6 - график зависимости используемого количества припоя от толщины металлической фольги,
на фиг.7 - график зависимости крупности зерен используемого зернистого припоя от толщины используемой металлической фольги,
на фиг.8 - представленная в табличном виде зависимость для максимальных и минимальных значений соотношения между используемой массой ML припоя и толщиной DF металлической фольги,
на фиг.9 - схематичное изображение гауссова распределения диаметров зерен используемого зернистого припоя и
на фиг.10 - еще один график зависимости используемого количества припоя от толщины металлической фольги.
На фиг.1 показано соединение 1 первого 2 и второго 3 листов металлической фольги. Листы 2, 3 металлической фольги спаяны в месте 4 их соединения. Местом 4 соединения является клиновидный промежуток (пазуха) 5, образующийся в месте наложения первого 2 листа фольги на второй 3 лист фольги. Этот клиновидный промежуток 5 заполнен припоем 6, который нанесен в виде зернистого припоя на первый участок 7 и на второй участок 8 первого 2, соответственно второго 3 листов металлической фольги. Для подобного нанесения припоя можно использовать, например, описанный в заявке DE 4219145 С1 способ, который ниже обозначается общим понятием "нанесение клея" и описание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки. Однако припой 6 можно наносить и иными, описанными в указанной заявке DE 4219145 С1 способами, описания которых также включены в настоящее описание в качестве ссылки. Толщина DF первого 2 и второго 3 листов фольги составляет менее 0,05 мм. Для улучшения адгезии припоя 6 к обоим листам 2, 3 металлической фольги их соответствующие поверхности могут быть предварительно обработаны или же иметь микроструктуры (микропрофильные элементы). Массу ML находящегося в клиновидном промежутке 5 припоя 6 подбирают с таким расчетом, чтобы соотношение между массой ML припоя и массой MF первого участка 7 и второго участка 8 соответственно первого 2 и второго 3 листов металлической фольги было приблизительно постоянным вне зависимости от выбранной толщины DF фольги. Масса MF участков 7, 8 рассчитывается при этом сложением отдельных масс первого 7 и второго 8 участков. Массы этих участков в свою очередь определяются на основании соответствующей толщины DF металлической фольги, а также длины LA ее контактирующего с припоем участка. В эту длину входит также длина фактического наложения обоих листов 2, 3 фольги. Это приблизительно постоянное соотношение по существу сохраняется и в том случае, когда первый 2 и второй 3 листы фольги имеют различную толщину DF.
На фиг.2 показана зависимость массы ML припоя в месте соединения от выбранной толщины DF металлической фольги. При этом для фольги толщиной менее 0,05 мм указанная зависимость принимает упоминавшийся выше примерно линейный вид. При этом не только имеет место постоянное отношение MF/ML, но и отношение AML/ADF для получения прочного и стойкого соединения листов металлической фольги также возрастает примерно в линейной зависимости. Благодаря этому при выборе металлической фольги различной толщины создается возможность сразу же интерполировать или экстраполировать ее значение на соответствующую массу припоя ML. Как следует из показанного на фиг.2 графика, наиболее прочные и надежные соединения листов металлической фольги были получены у сотовых элементов для следующих пар значений (DF [мкм]; ML [10-4 г]): (50; 5,5), (40; 4,4), (30; 3,3), (25; 2,8). Если масса припоя ML для указанных значений толщины DF листов фольги находится среди этих значений при допустимом отклонении от них вверх или вниз в пределах ±10%, что зависит от свойств материала и метода пайки, то в соединении отсутствуют такие дефекты, как прогорание и проплавление стенок ячеек сотовой структуры, а также их деформация, появляющиеся в противном случае при использовании обычного метода нанесения припоя.
На фиг.3 показано еще одно соединение 9 листов металлической фольги. При этом клиновидный промежуток 5 между листами заполнен стандартным зернистым припоем 10, известным из уровня техники. Клиновидный промежуток 5 в результате использования этого стандартного припоя 10 полностью закрыт им по своему краю. Это означает, что припой 6 образует между первым 2 и вторым 3 листами фольги сплошное, плотное, полностью взаимосвязанное скопление, принимающее форму клина между этими листами 2, 3 фольги. От подобного соединения отличается другое соединение листов металлической фольги, показанных перед соединением пайкой на фиг.4.
На фиг.4 показан другой вариант выполнения соединения 12 первого 2 и второго 3 листов металлической фольги. Припой 6 нанесен на оба этих листа 2, 3 фольги в виде нанесенного на первый лист 2 первого слоя 13 и нанесенного на второй лист 3 второго слоя 14. Нанести припой подобным образом удается за счет использования видоизмененного по сравнению со стандартным зернистого припоя. При этом благодаря по меньшей мере меньшему количеству припоя, используемого в соединении 12 листов металлической фольги, по сравнению с его количеством в соединении 9 по фиг.3 при небольшой толщине DF этих листов, составляющей, в частности, 0,03 мм и менее, исключается опасность диффузии припоя сквозь эти листы 2, 3 фольги, соответственно опасность образования щелей или трещин по краю прежде всего при пайке деталей, геометрическая форма которых сходна с геометрической формой сотового элемента.
На фиг.5 показан график зависимости соответствующей крупности зернистого припоя, показанной по оси Y, от выбранной толщины DF металлической фольги, показанной по оси X. Для металлической фольги толщиной DF 50 мкм используют зернистый припой, наименьший диаметр зерен которого составляет более 25 мкм, а наибольший диаметр составляет менее 106 мкм. С уменьшением толщины DF фольги зернистый припой подбирают в этом случае такой крупности, чтобы наибольший диаметр его зерен уменьшался, а их минимально возможный диаметр, напротив, увеличивался. В результате при подобном подходе в припое начиная с определенной толщины DF фольги присутствуют только зерна, диаметр которых больше собственной толщины DF фольги. Таким образом, гауссово распределение с его максимальным значением при уменьшении толщины DF фольги не проявляет склонности к непрерывному смещению вниз в сторону постоянного уменьшения диаметра зерен припоя. Более того, форма его колоколообразной кривой остается неизменной и лишь сужается на краевых участках, смещаясь в сторону расположенного посередине максимального значения. Подобная зависимость в несколько ином виде показана на фиг.5. Взаимосвязь между значениями крупности зерен припоя описывается уравнением прямой, проходящей по максимальным значениям диаметра зерен отдельных припоев. Кроме того, подобное правило подбора крупности зернистого припоя следует также из рассмотренных ниже чертежей.
Показанный на фиг.6 график позволяет пояснить правило подбора припоя для надежного соединения листов металлической фольги толщиной менее 50 мкм, прежде всего для соединения листов металлической фольги в сотовых элементах для каталитических нейтрализаторов отработавших газов (ОГ), подверженных действию не только термических, но и механических нагрузок. По оси Y указана масса припоя ML в граммах для одного соединения листов металлической фольги. Иными словами, речь при этом идет о массе, которая должна находиться в заполняемом припоем клиновидном промежутке между листами. По оси Х отложены значения толщины DF металлической фольги. На графике показаны также кривые для верхнего предела В и нижнего предела Н этой массы ML. Соединение листов металлической фольги наибольшей прочности получают в том случае, когда массу припоя ML для соответствующей толщины DF металлической фольги подбирали в соответствии с кривой О (оптимальное значение). На представленной диаграмме особо следует обратить внимание на то, что между значениями толщины DF фольги в 20 мкм и 30 мкм дополнительно указано также значение толщины DF, равное 25 мкм. В результате кривая прежде всего на том ее участке, который соответствует толщине менее 30 мкм, кажется более спрямленной, т.е. в большей степени приближается к линейной зависимости, в отличие от вида, который такая зависимость имела бы фактически без частичного изменения масштаба по оси Х (т.е. без "растяжения" оси X). Тем не менее на графике видно, что на участке между 30 и 50 мкм зависимость между массой ML и толщиной DF фольги имеет примерно линейный вид. Ниже значения в 30 мкм кривая приобретает несколько более пологий вид. Кроме того, на графике наглядно видно, что кривые для верхнего и нижнего пределов значений выбираемой массы воронкообразно сходятся в сторону начала координат с уменьшением толщины DF фольги. При этом кривая О для практически оптимального значения выбранной массы ML проходит несколько ближе к кривой Н для нижнего предела, чем к кривой В для верхнего предела. Поэтому припой для его нанесения на подвергаемый пайке элемент сложной конфигурации, такой, например, как сотовый элемент, следует по возможности подбирать в соответствии с кривой О оптимальных значений, не выходя при этом за нижний предел, чему необходимо уделять особое внимание. Связано это с тем, что вероятность выхода за нижний предел выше в сравнении с вероятностью превысить верхний предел В из-за более близкого расположения кривой О оптимальных значений к кривой Н наименьших значений.
На фиг.7 показаны кривые, характеризующие допустимый разброс значений крупности зерен, отложенной по оси Y в микрометрах, в зависимости от выбираемой толщины DF металлической фольги, отложенной по оси X. На этой диаграмме в качестве примера показаны те пределы крупности зерен, которые были установлены для нанесения припоя на сотовый элемент. Первая кривая 15 со сплошными треугольниками является нижней границей и относится к минимальным значениям выбираемой крупности зерен припоя. Вторая кривая 16 является верхней границей и относится к максимальной крупности зерен, выбираемой в зависимости от толщины DF фольги. Наиболее качественные соединения листов металлической фольги сотового элемента были получены в тех случаях, когда наименьшие значения диаметра зерен зернистого припоя соответствовали третьей кривой 17, а наибольшие значения диаметра зерен зернистого припоя соответствовали четвертой кривой 18. Кроме того, на приведенной диаграмме наглядно видно, что кривые для верхних и нижних предельных значений крупности зерен зернистого припоя воронкообразно сходятся в сторону начала координат с уменьшением толщины DF фольги. При этом абсолютное значение угла наклона второй 16 и четвертой 18 кривых больше той же величины у первой 15 и третьей 17 кривых. Так, в частности, начиная с толщины DF фольги в 30 мкм и менее абсолютное значение угла наклона первой 15 и третьей 17 кривых приближается к нулю.
На фиг.8 в табличном виде показана взаимосвязь между величинами, графическая зависимость между которыми изображена на фиг.6, при этом в данном случае масса припоя ML для соответствующих значений толщины DF фольги представлена в виде частного отделения на эту толщину DF фольги. Как следует из приведенных в таблице данных, указанное частное остается примерно постоянным до толщины DF фольги в 30 мкм, а при значениях 30 мкм и менее частное от деления ML на DF постоянно увеличивается.
На фиг.9 схематично показано гауссово распределение диаметров зерен припоя в зависимости от толщины DF фольги. При этом по оси Y отложена относительная величина, равная отношению диаметра зерен припоя к их максимальному диаметру. По оси Х отложено процентное распределение. Из представленной на чертеже диаграммы следует, что, во-первых, максимум гауссова распределения диаметров зерен припоя приходится примерно на середину диапазона, в пределах которого возможен разброс значений крупности зерен зернистого припоя. Кроме того, из диаграммы следует, что форма колоколообразной кривой распределения с уменьшением толщины DF металлической фольги в принципе не меняется, равно как и само по себе процентное распределение зерен по крупности в зернистом припое.
На фиг.10 еще раз показана взаимосвязь между используемым количеством припоя и толщиной фольги, которая соответствует изображенной на фиг.6 зависимости. Однако на фиг.10 отсутствует частичное изменение масштаба по оси X, на которой в данном случае значения отложены с равномерным шагом. При этом наглядно видно, что при указанных измеренных значениях кривые для нижнего предела Н, верхнего предела В и оптимальных значений О примерно до 20 мкм имеют линейный вид, а затем несколько изгибаются вверх.
В целом наиболее прочные и надежные соединения листов металлической фольги, прежде всего в сотовых элементах, были получены при использовании описанных выше зернистого припоя для металлической фольги и/или способа выполнения такого соединения.
Claims (10)
1. Соединение (1; 12) первого (2) и второго (3) листов металлической фольги, при этом первый (2) и второй (3) листы этой фольги соединены между собой пайкой в месте (4) соединения, в котором имеется клиновидный промежуток (5), заполненный припоем (6), отличающееся тем, что листы имеют толщину менее 0,04 мм, а отношение ML/DF массы ML припоя, находящегося в указанном клиновидном промежутке (5), к толщине DF листа металлической фольги составляет 16-8 г/м.
2. Соединение (1; 12) по п.1, отличающееся тем, что отношение ML/DF массы ML припоя в клиновидном промежутке (5) к толщине DF листа фольги составляет 11 г/м с отклонением в пределах от +15% до -10%.
3. Соединение (1; 12) по п.1 или 2, отличающееся тем, что при толщине DF листа металлической фольги от менее 0,04 мм до 0,03 мм верхний предел (В) массы ML припоя уменьшается в линейной зависимости от толщины DF листа металлической фольги.
4. Соединение (1; 12) по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что верхний предел (В) массы ML припоя по отношению ML/DF к толщине DF листа фольги составляет 14,6 г/м с отклонением ±5%.
5. Соединение (1; 12) по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что нижний предел (Н) массы ML припоя уменьшается в линейной зависимости от толщины DF листа металлической фольги.
6. Соединение (1; 12) по п.5, отличающееся тем, что нижний предел (Н) массы ML припоя по отношению ML/DF к толщине DF листа фольги составляет 8,7 г/м с отклонением ±5%.
7. Соединение (1; 12) по любому из пп.1 и 2 или 4-6, отличающееся тем, что начиная с толщины DF листа фольги 0,03 мм и менее кривая зависимости верхнего предела (В) массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (14,6 г/м; 0,03 мм), (14,8 г/м, 0,025 мм), (16 г/м; 0,02 мм).
8. Соединение (1; 12) по любому из пп.1 и 2 или 4-6, отличающееся тем, что начиная с толщины DF листа фольги 0,03 мм и менее кривая зависимости нижнего предела (Н) массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (8,6 г/м; 0,03 мм), (9 г/м, 0,025 мм), (9,2 г/м; 0.02 мм), (16 г/м; 0,01 мм).
9. Соединение (1; 12) по любому из пп.1 и 2 или 4-6, отличающееся тем, что начиная с толщины DF листа фольги 0,03 мм и менее кривая зависимости массы ML припоя от толщины DF листа фольги проходит через точки со следующими координатами (ML/DF; DF): (11 г/м; 0,03 мм), (11,2 г/м, 0,025 мм), (12 г/м; 0,02 мм).
10. Сотовый элемент, состоящий из слоев металлических листов, при этом такие слои металлических листов образованы листами по меньшей мере частично структурированной металлической фольги, а также по меньшей мере частично соединены между собой пайкой и имеют в местах (4) паяного соединения по клиновидному промежутку (5), в основном заполненному припоем (6), отличающийся тем, что толщина металлической фольги составляет менее 0,04 мм, а листы металлической фольги соединены соединением (1; 12) в соответствии с любым из пп.1-9.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19903184A DE19903184A1 (de) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Metallfolienverbindung und Metallfolien-Lotkornfraktion für Metallfolien |
DE19903184.3 | 1999-01-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001122103A RU2001122103A (ru) | 2003-06-20 |
RU2234399C2 true RU2234399C2 (ru) | 2004-08-20 |
Family
ID=7895539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001122103/02A RU2234399C2 (ru) | 1999-01-27 | 2000-01-11 | Соединение листов металлической фольги и сотовый элемент из листов металлической фольги |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US20020022145A1 (ru) |
EP (1) | EP1146985B1 (ru) |
JP (1) | JP2002535150A (ru) |
KR (1) | KR100632159B1 (ru) |
CN (1) | CN1224486C (ru) |
AU (1) | AU2107500A (ru) |
BR (1) | BR0007744B1 (ru) |
DE (2) | DE19903184A1 (ru) |
ES (1) | ES2275489T3 (ru) |
ID (1) | ID29975A (ru) |
PL (1) | PL191858B1 (ru) |
RU (1) | RU2234399C2 (ru) |
TW (1) | TW443953B (ru) |
WO (1) | WO2000044522A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480593C2 (ru) * | 2008-02-27 | 2013-04-27 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент с не имеющей соединений зоной |
RU2523514C2 (ru) * | 2009-04-24 | 2014-07-20 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Металлический слой с антидиффузионными структурами и металлический сотовый элемент с по меньшей мере одним таким металлическим слоем |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19903184A1 (de) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Emitec Emissionstechnologie | Metallfolienverbindung und Metallfolien-Lotkornfraktion für Metallfolien |
JP3929198B2 (ja) * | 1999-03-29 | 2007-06-13 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 薄い金属箔で構成された自動車排ガス浄化用メタル担体及びその製造方法 |
US6617045B2 (en) | 2001-03-02 | 2003-09-09 | Nippon Steel Corporation | Metallic carrier, for automobile exhaust gas purification, made of thin metal foil and method of producing the same |
DE10200069A1 (de) | 2002-01-03 | 2003-07-24 | Emitec Emissionstechnologie | Wabenstruktur und Verfahren zu deren Beleimung und Belotung |
US20050054526A1 (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-10 | Engelhard Corporation | Coated substrate and process of preparation thereof |
DE102004021037A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zur Herstellung einer hochtemperaturfesten Struktur |
US20070243116A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-18 | Klaus Mueller-Haas | Metallic substrate system |
US8274014B2 (en) | 2006-05-25 | 2012-09-25 | Bellman-Melcor Development, Llc | Filler metal with flux for brazing and soldering and method of making and using same |
CN102819934B (zh) * | 2012-07-23 | 2015-01-21 | 太原理工大学 | 一种数字泥石流传感器 |
US9731383B2 (en) | 2014-07-09 | 2017-08-15 | Bellman-Melcor Development, Llc | Filler metal with flux for brazing and soldering and method of using same |
US10744601B2 (en) | 2015-08-07 | 2020-08-18 | Bellman-Melcor Development, Llc | Bonded brazing ring system and method for adhering a brazing ring to a tube |
JP6263319B2 (ja) * | 2015-10-06 | 2018-01-17 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 触媒担持用基材及び触媒担体 |
DE102019135171A1 (de) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Rogers Germany Gmbh | Lotmaterial, Verfahren zur Herstellung eines solchen Lotmaterials und Verwendung eines solchen Lotmaterials zur Anbindung einer Metallschicht an eine Keramikschicht |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4752599A (en) * | 1986-03-31 | 1988-06-21 | Nippon Steel Corporation | Method for producing a base of a catalyst carrier for automobile exhaust gas-purification |
DE8909128U1 (de) | 1989-07-27 | 1990-11-29 | Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar | Wabenkörper mit internen Anströmkanten, insbesondere Katalysatorkörper für Kraftfahrzeuge |
US5158621A (en) * | 1991-04-29 | 1992-10-27 | Allied-Signal Inc. | Rapidly solidified aluminum-germanium base brazing alloys and method for brazing |
WO1992022398A1 (en) * | 1991-06-10 | 1992-12-23 | Allied-Signal Inc. | Rapidly solidified aluminum-magnesium base brazing alloys |
JPH05200306A (ja) * | 1992-01-27 | 1993-08-10 | Usui Internatl Ind Co Ltd | 排気ガス浄化触媒の担持用ハニカム体の製造方法 |
DE4219145C1 (de) | 1992-06-11 | 1994-03-17 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren und Vorrichtung zum Beloten eines metallischen Wabenkörpers |
DE4231338A1 (de) | 1992-09-18 | 1994-03-24 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zum Beloten einer metallischen Struktur, insbesondere von Teilbereichen eines Wabenkörpers |
JPH06238172A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-30 | Nippon Steel Corp | メタル担体用ハニカム体のろう付け方法 |
DE69420262T2 (de) | 1994-02-08 | 2000-03-16 | Nippon Steel Corp. | Metallischer wabenkörper für katalysator für autos und methode zu dessen herstellung |
JP2925453B2 (ja) * | 1994-03-22 | 1999-07-28 | 新日本製鐵株式会社 | 排ガス浄化触媒用メタル担体の製造方法 |
DE19642946A1 (de) | 1996-10-17 | 1998-04-23 | Emitec Emissionstechnologie | Metallischer Wabenkörper und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP2000158257A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-13 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | チタンハニカムの製造方法 |
DE19903184A1 (de) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Emitec Emissionstechnologie | Metallfolienverbindung und Metallfolien-Lotkornfraktion für Metallfolien |
JP3929198B2 (ja) | 1999-03-29 | 2007-06-13 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 薄い金属箔で構成された自動車排ガス浄化用メタル担体及びその製造方法 |
US6617045B2 (en) * | 2001-03-02 | 2003-09-09 | Nippon Steel Corporation | Metallic carrier, for automobile exhaust gas purification, made of thin metal foil and method of producing the same |
US6656292B1 (en) * | 2002-06-13 | 2003-12-02 | Metzlas, Inc. | Iron-chromium base brazing filler metals |
-
1999
- 1999-01-27 DE DE19903184A patent/DE19903184A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-01-11 AU AU21075/00A patent/AU2107500A/en not_active Abandoned
- 2000-01-11 KR KR1020017008434A patent/KR100632159B1/ko active IP Right Grant
- 2000-01-11 RU RU2001122103/02A patent/RU2234399C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-01-11 ID IDW00200101855A patent/ID29975A/id unknown
- 2000-01-11 BR BRPI0007744-5A patent/BR0007744B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-01-11 PL PL349737A patent/PL191858B1/pl unknown
- 2000-01-11 DE DE50013690T patent/DE50013690D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 ES ES00901087T patent/ES2275489T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 WO PCT/EP2000/000140 patent/WO2000044522A1/de active IP Right Grant
- 2000-01-11 CN CNB008028982A patent/CN1224486C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 JP JP2000595811A patent/JP2002535150A/ja active Pending
- 2000-01-11 EP EP00901087A patent/EP1146985B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-15 TW TW089100606A patent/TW443953B/zh not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-07-27 US US09/917,555 patent/US20020022145A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-11-25 US US10/303,990 patent/US6598782B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-25 US US10/304,132 patent/US6659333B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-09-22 US US10/667,568 patent/US6918531B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480593C2 (ru) * | 2008-02-27 | 2013-04-27 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент с не имеющей соединений зоной |
RU2523514C2 (ru) * | 2009-04-24 | 2014-07-20 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Металлический слой с антидиффузионными структурами и металлический сотовый элемент с по меньшей мере одним таким металлическим слоем |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020022145A1 (en) | 2002-02-21 |
US20040058183A1 (en) | 2004-03-25 |
US6598782B2 (en) | 2003-07-29 |
DE50013690D1 (de) | 2006-12-14 |
BR0007744B1 (pt) | 2012-06-26 |
EP1146985B1 (de) | 2006-11-02 |
ID29975A (id) | 2001-10-25 |
US20030116610A1 (en) | 2003-06-26 |
JP2002535150A (ja) | 2002-10-22 |
CN1224486C (zh) | 2005-10-26 |
ES2275489T3 (es) | 2007-06-16 |
DE19903184A1 (de) | 2000-08-03 |
US6659333B2 (en) | 2003-12-09 |
BR0007744A (pt) | 2001-11-27 |
US6918531B2 (en) | 2005-07-19 |
WO2000044522A1 (de) | 2000-08-03 |
US20030077475A1 (en) | 2003-04-24 |
KR100632159B1 (ko) | 2006-10-11 |
AU2107500A (en) | 2000-08-18 |
EP1146985A1 (de) | 2001-10-24 |
KR20010086409A (ko) | 2001-09-10 |
CN1336860A (zh) | 2002-02-20 |
TW443953B (en) | 2001-07-01 |
PL191858B1 (pl) | 2006-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2234399C2 (ru) | Соединение листов металлической фольги и сотовый элемент из листов металлической фольги | |
JP6681543B2 (ja) | 溶接金属部材とその溶接金属部材を有する電池 | |
JP2010036230A (ja) | 異種材料接合部の摩擦攪拌処理方法および異種材料の摩擦攪拌接合方法 | |
CN1044099C (zh) | 内部增强的焊接管的制造 | |
EP4140620A1 (en) | Method for prefabricating air hole defect by means of controlled slm process | |
RU2001122103A (ru) | Соединение листов металлической фольги и зернистый припой для металлической фольги | |
JP2007538150A (ja) | 大型電極 | |
CN104053918A (zh) | 用于制造滑动轴承的方法和滑动轴承 | |
US20050258218A1 (en) | Method for joining two metal sheets respectively consisting of an aluminum material and an iron or titanium materials by means of a braze welding joint | |
KR940007736B1 (ko) | 촉매운반체 박막 | |
JP4362446B2 (ja) | 金属層とその製造方法及び金属層から形成したハニカム体 | |
KR20040031704A (ko) | 소결된 금속으로 제조된 배기가스 미립자 필터 | |
MXPA01006631A (en) | Metal foil connection and solder grain fraction for metal foil connection | |
EP1422016A2 (en) | A method for preparing zinc-coated metal sheets to be joined by laser welding | |
CN111276558A (zh) | 焊带及焊带生产方法 | |
JP2003251457A (ja) | 鑞付け接合焼結部品 | |
US20210069835A1 (en) | Braze foil quantity control method | |
JP7356064B2 (ja) | T継手、建築構造、及びt継手の製造方法 | |
CN218016551U (zh) | 一种三明治复合钎料 | |
Daoud et al. | Preform-based diffusion soldering for use under conventional soldering process parameters | |
FR2846905A1 (fr) | Materiau composite mince et procede pour sa fabbrication | |
KR20230090328A (ko) | 금속 스트립 및 금속 스트립의 제조 방법 | |
JP2003008165A (ja) | 半導体パッケージの実装構造及びその実装方法 | |
CN110520604A (zh) | 具有改进粘附的微观结构的金属蜂窝体 | |
US20150044495A1 (en) | Composite metal sheet, method for joining metal sheets, and device for joining metal sheets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190112 |