[發明專利]銅焊構件以及在銅焊構件中形成銅焊連結的方法

有效

• 申請號: 201310190419.3
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN103372727A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: J·W·萊姆克;I·W·唐納德森;J·D·S·古羅西克
• 申請（專利權）人: GKN燒結金屬有限公司
• 主分類號: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00;B23K1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英

本申請是名稱為“銅焊構件以及在銅焊構件中形成銅焊連結的方法”、申請日為2010年10月11日、進入中國的申請號為200980113410.4、國際申請日為2009年2月20日、國際申請號為PCT/US2009/034697的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求提交于2008年2月22日的、題為“Locating?Joint?and?Method?of?Locating”的美國臨時專利申請序列號第61/066,804號的權益，以及提交于2008年9月30日的、題為“Braze?Flow?Control”的美國臨時專利申請序列號第60/101,457號的權益。在此以參見方式整體引入這些申請的內容。

聯邦資助研究或研發的聲明

無

技術領域

本發明涉及對于兩個或更多個構件的銅焊。具體地說，本發明涉及用于控制銅焊材料在構件之間流動的構件結構以及與形成并使用所述結構以在構件之間提供更強的銅焊接相關的方法。

背景技術

銅焊是這樣一種工藝：兩個或更多個金屬構件可通過銅焊彼此連結。銅焊工藝通常這樣開始：將固體銅焊材料放置在與待連結的構件的表面之間的容積流體連通的容器中。銅焊材料具有低熔融溫度，從而當加熱銅焊材料時，銅焊材料形成液相，液相銅焊材料充填兩個構件之間的容積。通常使用重力作用和毛細作用將液相銅焊材料從容器輸送到兩個構件之間的容積。

液相銅焊材料接觸并潤濕各個構件的表面。液相銅焊材料以及待連結的金屬表面之間的接觸使各個金屬表面的薄層溶解。液相銅焊材料以及溶解的構件金屬形成液態合金。在固化作用下，液態合金在構件之間形成粘結，因此使構件連結。

如果銅焊表面未由銅焊材料充分潤濕，則銅焊連結的強度可受損。如果在待銅焊的表面之間的距離不規則或如果沒有足夠的銅焊材料用以充填構件之間的間隙，則會發生不充分的潤濕。如果銅焊材料未完全充填構件之間的間隙，則該缺點會削弱銅焊連結并使其對于機械損壞更敏感。

在裝配時而未銅焊時，在銅焊前通常用手操作構件，因而構件的一定程度的不對準是常有的。這樣的不對準會改變構件的間隔的均一性和一致性，反過來會影響在銅焊過程中表面的潤濕并產生由于溢流而喪失部分銅焊材料的可能。

此外，如果誤操作使構件嚴重不對準，則會無法滿足最終銅焊部件的整個尺寸要求，這意味著部件需要被廢棄或經受昂貴的銅焊后二次操作。

因此，存在這樣一種需要：改進銅焊處理過程從而提供在機械上強的銅焊連結。具體地說，存在這樣一種需要：在銅焊連結的形成過程中更好地控制銅焊材料。

發明內容

披露了一種銅焊部件，該銅焊部件包括第一構件和第二構件。這些構件通過銅焊材料沿構件間間隙銅焊在一起，該構件間間隙在構件的相應的銅焊表面之間。銅焊部件包括多個定位連結件，這些定位連結件限定銅焊表面之間的構件間間隙。每個定位連結件包括突部和對應的凹槽，突部具有弧形凸面，該弧形凸面位于其中一個構件上，凹槽具有互成角度的相對壁，這些壁位于另一個構件上。在每個定位連結件中，突部定位在對應的凹槽中，并且由弧形凸面和至少一個互成角度的壁之間的接觸所支承。在銅焊過程中，將銅焊材料加熱到形成液態，該液態銅焊材料流動通過構件間間隙以潤濕銅焊表面，并且在固化作用下連結這些銅焊表面。

在一個形式中，銅焊部件還包括流控制件，該流控制件形成在第一構件和第二構件中的至少一個構件上。流控制件在構件間間隙的周緣的附近形成。流控制件可以是唇部，該唇部增加第一構件和第二構件之間的構件間間隙的距離。在銅焊處理過程中，唇部抑制銅焊材料越過構件間間隙的周緣的毛細作用。流控制件還可以是堰，堰從第一構件和第二構件中的至少一個構件的銅焊表面垂直升起。堰抑制銅焊材料越過堰的流動，從而使銅焊材料基本保持在構件間間隙內。

在另一形式中，銅焊部件還包括形成在構件間間隙的第一部分和第二部分之間的流控制件，第一部分和第二部分不在同一平面中。流控制件可以是唇部，在銅焊處理過程中，唇部減小銅焊材料在唇部附近的毛細作用力，從而抑制銅焊材料從構件間間隙的第一部分到第二部分的流動。這樣，當銅焊部件經受繞軸線的、在第一構件和第二構件之間產生剪切應力的旋轉應力時，第一部分和第二部分中的至少一個部分沿基本軸向方向延伸，以增加在其上施加有剪切應力的面積。