可焊接鋁基材的製作方法
2023-12-05 05:47:01
專利名稱：可焊接鋁基材的製作方法
技術領域：
本發明是有關一種焊接基材的技術，特別是關於一種可供錫或其它金屬 材料直接焊接於表面的可焊接鋁基材的製作方法。
背景技術：
自湯姆森發明電阻焊接技術迄今，已逾百年，其技術與焊機的改良，曰 新月異，且應用甚廣，例如造船工業、石化工業、高溫、高壓管線、水力供 給系統、高層建築物的鋼架工程、汽車工業、金屬加工及製造業等，都有賴 於優良的焊接技術。
一般常見的焊接用基材為銅、錫、銀、金、鋁或其合金等，銀和金基材
雖具有良好導電性，但其價格卻極為昂貴，無法大量使用；銅基材雖然價格 便宜，但其易氧化且相當笨重，應用有限；錫基材則因其材料特性通常作為 鍍層使用；至於鋁基材的導電效果不錯，且材質輕、價格又相當便宜，是一 種可廣為應用的基材。但是，鋁基材表面暴露在空氣中會形成一層非常穩定 的氧化鋁層(A1203)，使鋁焊接難度較高，這是阻礙焊接的最大因素。為解決 此問題，必須要將氧化鋁層去除或是採用化學方法將其去除後並電鍍一層鎳、 鋅或其它容易焊接的金屬，使鋁基材可供順利焊接。
然而，先在鋁基材上電鍍上一層鎳或鋅，易導致焊接後的接著力差且導 電性也會大受影響。除了電鍍之外，現有4支術也採用特種電焊來克月良，例如， 氬焊，又稱為非消耗性電極焊接，焊接時是用鴒棒為電極，以氬氣(Ar)來 代替焊藥保護焊填金屬，當電弧產生後，填料必須依賴手工技術將其熔入焊 縫上，以達到焊接的目的，此種焊接可供鋁及鋁合金；另一種氣護金屬電焊， 此為消耗性電極焊接法，焊接保護氣體為氬或80%以上氬與20%以下的其它 氣體混合使用，焊線是以馬達自動連續送線將填料熔入焊縫上，此種焊接方 法是專供焊接較厚的不鏽鋼、鋁及鋁合金。但是，使用特種電焊在處理過程中會產生高溫，且其所耗費的成本^M目對較高，不符合經濟成本。
發明內容
本發明是提供一種可焊接鋁基材的製作方法，以解決現有技術中鋁基材 表面的氧化鋁層使鋁焊接難度變高、使用特種電焊耗費的成本相對較高等問 題。
本發明的主要目的是提供一種可焊接鋁基材的製作方法，其是利用電子供
與者(electrondonor)的作用，即可在製作後的鋁基材表面輕易焊接錫或其它 金屬材質。
本發明的另一目的是提供一種可焊接鋁基材的製作方法，使獲致的鋁基材 兼具有價格便宜、材質輕、導電性佳、導熱性佳且易於焊接及整面焊接、雙
面焊接的優點，極具經濟價值，且可採用一般焊接技術即可完成，操作簡單
方^f更，成本低。
為達到上述目的，本發明提出一種可焊接鋁基材的製作方法，首先，去 除一鋁基材表面的氧化物；之後再在供應有電子供應者的環境中，使鋁基材 表面的未鍵結鋁原子與該等電子供與者結合，以形成一保護膜。於是在經過 處理的鋁基材上即可輕易焊接錫層或其它金屬層。
與現有技術相比，本發明具有以下優點使用本發明的鋁基材兼具有價 格便宜、材質輕、導電性佳、導熱性佳且易於焊接及整面焊接、雙面焊接的 優點，極具經#值。
圖l是本發明製作的可焊接鋁基材的結構示意i; 圖2是本發明製作的可焊接鋁基材的流程圖； 圖3是本發明的鋁基材表面形成有錫層的示意圖。 主要元件符號說明如下
10可焊接鋁基材 12鋁基材
14 電子供與者 16錫層
具體實施例方式
由於鋁基材表面暴露在空氣中會形成一層非常穩定的氧化鋁層(A1203), 使鋁或其合金焊接難度較高，因此，本發明在利用電子供與者與鋁基材表面 的鋁鍵結，保護鋁基材表面的鋁免於與氧作用，所以可以有效防止鋁表面生 成氧化鋁層。
圖1為本發明製作出的鋁基材結構示意圖，如圖1所示，本發明的可焊 接鋁基材10包括有一鋁基材12，其材質可為鋁、鋁合金、鋁鎂合金或鎂鋁合 金，在鋁基材12表面具有未鍵結的鋁原子，每一未鍵結的鋁原子處分別結合 有一電子供與者14，以作為保護膜。其中，圖1電子供與者是以雙原子說明 鍵結關係，但除此之外，該電子供與者也可為單原子或三原子。本發明在鋁 基材12表面形成保護膜之後，即可輕易在其上焊上錫，包含純錫、鉛錫、無 鉛錫、錫合金。當然添加助焊劑也有助於鋪錫性。
在說明完本發明的結構之後，接續同時參考圖2的流程圖來詳細說明可 焊接鋁基材的製作方法，首先，如步驟S10所示，先提供至少一鋁基材；再 如步驟S12所示，去除此鋁基材表面已發生氧化的氧化物；最後如步驟S14 所示，在供應有電子供應者的環境中，其中，該步驟S12與步驟S14也可同 時進行。此電子供與者是在化學溶液、氣體或電漿態的環境中提供產生，使 鋁基材表面的未鍵結原子與該些電子供與者結合，以形成一保護膜而將鋁基 材表面保護住。 一但形成保護膜之後，可以保護鋁基材一段相當長的時間。 因此，後續使用時，可以使用任何型式的加工方式，例如加熱焊接錫或錫合 金，之後即可輕易與其它金屬連接，例如鋁、銅、金、銀、錫等。
其中，上述的電子供與者是含V族的電子供與者，例如氮、磷、砷、 銻、鉍；或是含VI族的電子供與者，例如硫、硒、碲、補；或是含VII族 的電子供與者，例如氟、氯、溴、碘；或是含雙鍵或三鍵的電子供與者， 例如婦屬烴(A.lkene )、炔屬烴(alkyne)、苯(benzene)或芳香族(aromatic); 抑或是含氣基(carboxy)的電子供與者，例如醛類或酮類；或是含氫氧基 (OH)的電子供與者。另外，此電子供與者也包含有機錯合物，例如乙二胺四乙酸(EDTA)。甚至是以上混合比例的電子供與者。
完成可焊接鋁基材的說明之後，如圖3所示，在鋁基材12表面經鍵結有 電子供與者14之後，因為此保護膜的作用，可直接在可焊接鋁基材10表面 上大面積的形成有一錫層16，而不會有不易附著的問題，並可達到整面焊接 或雙面焊接的作用。
本發明主要是利用電子供與者(electrondonor)的作用，即可於鋁表面輕 易焊接錫或其它金屬材質，且可釆用一般焊接技術即可完成(即加熱方式)， 操作方便，成本低。並且，因本發明改良了鋁基材的材料特性，使其可同時 兼具有價格便宜、材質輕、導電性佳、導熱性佳且易於焊接的優點，相當具 有經濟價值，應用更為廣泛。
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是，本發明並非局限於此， 任何本領域的技術人員能思的的變化都應落入本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，包括下列步驟a)去除鋁基材表面的氧化物；以及b)在供應有電子供應者的環境中，使該鋁基材表面的未鍵結鋁原子與該等電子供與者結合，以形成一保護膜。
2、 如權利要求l所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該電子供 與者是在化學溶液、氣體或電漿態的環境中提供產生。
3、 如權利要求1所可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，在該鋁基材 上可形成至少一錫層。
4、 如權利要求3所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該錫層的 材質是純錫、鉛錫、無鉛錫或錫合金。
5、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該鋁基材 的材料可以是鋁、鋁合金、鋁鎂合金或鎂鋁合金。
6、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該電子供 與者是含V族的電子供與者。
7、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該電子供 與者是含VI族的電子供與者。
8、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該電子供 與者是含VII族的電子供與者。
9、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該電子供 與者是含單原子、雙原子、三原子，或是雙鍵或三鍵的電子供與者。
10、 如權利要求1所述可焊接鋁基材的製作方法，其特徵在於，該步驟a) 及該步驟b)還可同時進行。
全文摘要
本發明公開一種可焊接鋁基材的製作方法，其是將一鋁基材表面的氧化物去除後，在提供有電子供與者的環境中，使鋁基材的未鍵結鋁原子處都結合有電子供與者，利用電子供與者與鋁基材表面的鋁鍵結，保護鋁基材表面的鋁免於與氧作用，並作為一保護膜，所以可有效防止鋁表面生成氧化鋁層。因此，本發明是改良鋁基材本身的材料特性，使其可同時兼具有價格便宜、材質輕盈、導電性佳導熱性佳且易於焊接及整面焊接、雙面焊接的優點，極具經濟價值，且可採用一般焊接技術即可完成。
文檔編號C23F15/00GK101463480SQ20071030195
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者王中林 申請人:王中林