[發明專利]通過反應冶金的蓄電池接頭的接合

有效

• 申請號: 201110158896.2
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102310287A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: D.R.西勒;J.G.施羅特
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B23K28/00
• 分類號: B23K28/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

1.一種在第一金屬或金屬合金工件與第二金屬或金屬合金工件之間形成固態焊接的方法，所述第一金屬或金屬合金為鋁或銅，所述第二金屬或金屬合金為鋁或銅，所滿足的條件是當所述第一金屬或金屬合金或者所述第二金屬或金屬合金中的一個是鋁時，所述第一金屬或金屬合金或者所述第二金屬或金屬合金中的另一個為銅，所述方法包括：

選擇反應材料，所述反應材料為金屬元素、或者兩種或更多元素的合金、或兩種或更多不同元素或合金的混合物，采用的形式為被放置在所述第一金屬合金工件的第一接合表面與所述第二金屬合金工件的第一接合表面之間，并且與所述第一金屬合金工件的第一接合表面和所述第二金屬合金工件的第一接合表面接觸，所述金屬元素或合金選擇成在被加熱至低于所述第一金屬合金的固相線溫度的溫度時至少與所述第一金屬合金工件的第一接合表面反應，以形成包括所述金屬元素和所述第一金屬合金元素的含液反應產物；

制備所述第一金屬合金工件和所述第二金屬合金工件的組件，其中所述第一金屬合金工件和所述第二金屬合金工件的相應的面對面的第一接合表面由所述反應材料分開，所述反應材料的量被預定，以便在形成反應產物中消耗所述工件中的一個或兩者的指定量；

以第一壓力水平擠壓所述組件，使得所述對向的第一接合表面接合所述反應材料，并加熱所述反應材料達預定時間以形成所述反應產物，并消耗所述對向的工件的一部分；

將基本上所有形成的反應產物從所述剩余的接合表面之間擠出；以及

在將基本上所有形成的反應產物從所述剩余的接合表面之間擠出之后，保持所述第一接合表面彼此抵靠，直到在所述第一接合表面之間形成固態焊接接合部為止。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一金屬或金屬合金和所述第二金屬或金屬合金為銅。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述反應材料包括鋁、硅或鋅中的至少一種金屬元素，或者包括它們的合金。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述第一金屬或金屬合金、或者所述第二金屬或金屬合金、或者所述兩者具有鎳涂層。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，反應材料為鋁或其合金。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一金屬或金屬合金為鋁。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述反應材料包括鋁或其合金。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，存在至少兩個第一金屬或金屬合金工件，其中所述第一金屬或金屬合金工件在與所述第一接合表面相對的側面上具有第二接合表面，其中所述第二第一金屬或金屬合金工件具有第一接合表面，并且還包括：

選擇第二反應材料，所述第二反應材料為金屬元素、或者兩種或更多元素的合金、或者兩種或更多不同元素或合金的混合物，其形式為被放置在所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面與所述第二第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面之間，并與所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面和所述第二第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面接觸，所述金屬元素或合金選擇成在被加熱至低于所述第一金屬或金屬合金的固相線溫度的溫度時，至少與所述第二第一金屬或金屬合金工件的所述第一接合表面反應，以形成包括所述金屬元素和所述第一金屬或金屬合金元素的第二含液反應產物；以及

制備所述組件，其中所述第二第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面與面對面的所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面由所述第二反應材料分開。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第二反應材料包括銅、硅、鋅或鎂中的至少一種金屬元素或它們的合金。

10.一種在至少兩個第一金屬或金屬合金工件與第二金屬或金屬合金工件之間形成固態焊接的方法，所述第一金屬或金屬合金為鋁或銅，所述第二金屬或金屬合金為鋁或銅，所滿足的條件是當所述第一金屬或金屬合金或者所述第二金屬或金屬合金中的一個是鋁時，所述第一金屬或金屬合金或者所述第二金屬或金屬合金中的另一個為銅，所述方法包括：

選擇第一反應材料，所述第一反應材料為金屬元素、或者兩種或更多元素的合金、或者兩種或更多不同元素或合金的混合物，其形式為被放置在所述第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面與所述第二金屬或金屬合金工件的第一接合表面之間，并與所述第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面和所述第二金屬或金屬合金工件的第一接合表面接觸，所述金屬元素或合金選擇成在被加熱至低于所述第一金屬或金屬合金的固相線溫度的溫度時，至少與所述第一金屬或金屬合金工件的所述第一接合表面反應，以形成包括所述金屬元素和所述第一金屬或金屬合金元素的第一含液反應產物；

選擇第二反應材料，所述第二反應材料為金屬元素、或者兩種或更多元素的合金、或者兩種或更多不同元素或合金的混合物，其形式為被放置在所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面與所述第二第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面之間，并與所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面和所述第二金屬或金屬合金工件的第一接合表面接觸，其中所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面在與所述第一接合表面相對的側面上，所述金屬元素或合金選擇成在被加熱至低于所述第一金屬或金屬合金的固相線溫度的溫度時，至少與所述第二金屬或金屬合金工件的所述第一接合表面反應，以形成包括所述金屬元素和所述第一金屬或金屬合金元素的第二含液反應產物；

制備所述至少兩個第一金屬或金屬合金工件和所述第二金屬或金屬合金工件的組件，其中一個第一金屬或金屬合金工件的所述第一接合表面與面對面的所述第二金屬或金屬合金工件的第一接合表面由所述第一反應材料分開，并且所述第二第一金屬或金屬合金工件的第一接合表面與面對面的所述第一金屬或金屬合金工件的第二接合表面由所述第二反應材料分開，所述第一反應材料的量被預定，以便在形成反應產物中消耗所述第一金屬或金屬合金工件或者所述第二金屬或金屬合金工件或者所述兩者的指定量，所述第二反應材料的量被預定，以便在形成反應產物中消耗所述第一金屬或金屬合金工件的指定量；

以第一壓力水平擠壓所述組件，使得所述對向的接合表面接合所述第一反應材料和所述第二反應材料，并加熱所述第一反應材料和所述第二反應材料達預定時間，以便形成所述第一反應產物和所述第二反應產物，并消耗所述對向工件的一部分；

將所述組件上的壓力提高至較高的壓力水平，以在將所述接合表面的位移限制到預定值的同時，將基本上所有形成的第一反應產物和第二反應產物從所述剩余的接合表面之間擠出；以及

在將基本上所有形成的反應產物從所述剩余的接合表面之間擠出之后，保持所述第一接合表面彼此抵靠，直到在所述第一接合表面之間形成固態焊接的接合部為止。