BE512253A - - Google Patents

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BE512253A
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    • 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
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/023—Thermo-compression bonding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Description

       

  PROCEDE POUR REUNIR DES CONDUCTEURS ELECTRIQUES CONSTITUES PAR DES

METAUX NE POUVANT PAS ETRE SOUDES ENTRE EUX.

  
L'invention concerne un procédé pour réunir des conducteurs électriques constitués par des métaux ne pouvant pas être soudés entre eux, tels que le cuivre, d'une part, et, d9autre part, un métal léger tel que l'aluminium, le magnésium ou leurs alliages. On rencontre des difficultés particulières pour réunir de tels conducteurs. Les assemblages au moyen de dispositifs mécaniques n'ont pas donné de bons résultats. On a cherché, en ce qui concerne le conducteur en aluminium, à le presse'? au moyen de vis sur l'élément de jonction, mais le métal léger, 1-'aluminium par exemple, coule sous une forte pression et un rattrapage n'est pas pos-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
moyen d'éléments particuliers ne donne pas satisfaction, parce que les ressorts fatiguent en raison du coulage du métal léger. Quant à la soudure du conducteur en cuivre avec le conducteur en métal léger, elle n'est pas pos-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
Ces difficultés sont évitées suivant l'invention. Pour réunir

  
un conducteur en cuivre avec un conducteur en métal léger, on utilise, suivant l'invention, un élément de jonction constitué par un corps en cuivre et un corps en métal léger, ces deux corps étant réunis entre eux à l'aide d&#65533; une couche de métal intermédiaire constituée par un métal formant avec le métal léger un eutectique ayant un point de fusion de 600[deg.]C tout au plus.

  
A cet effet, l'argent, le zinc, etc.. sont, par exemple, des métaux appropriés.

  
Pour faire cet élément de jonction, on réunit d'abord de fagon connue, avantageusement par une brasure ou une soudure ou une soudure forte, avec l'une des surfaces du corps en cuivre, = corps qui est avantageusement prismatique ou cylindrique, - une mince couche d'argent formée par une plaquette découpée suivant la forme voulue. On applique ensuite, sur celle des surfaces de la plaquette d'argent qui doit être réunie avec le corps en métal léger, de l'argent sous une forme pulvérulente, avantageusement sous la forme d'une mince couche on pose le corps en métal léger sur cette couche pulvérulente et on l'agglomère avec la plaquette en utilisant simultanément

  
une pression et de la chaleur. On fait passer avantageusement à travers le corps ainsi composé une impulsion de courant intense capable de faire fondre la couche constituée par l'argent pulvérisé. Pendant cette opération on exerce simultanément une pression sur les corps à réunir.

  
Pour cela, la pièce de cuivre, la pièce de métal léger et la plaquette de métal intermédiaire, par exemple la plaquette d'argent et la couche de poudre sur laquelle la pièce en métal léger repose directement, sont montées en série, la plus grande résistance spécifique étant présentée dans cette série par la couche de poudre. En conséquence c'est la couche de poudre qui aura la plus haute température sous l'action de l'impulsion de courant, et elle fondra immédiatement si la densité du courant est convenablement choisie. La haute température qui règne dans cette couche et la haute pression qui est exercée en même temps ont pour effet que l'argent et la partie adjacente du corps en métal léger s'agglomèrent entre eux.

  
On décrira maintenant un exemple de réalisation du procédé qui fait l'objet de l'invention.

  
La figure unique du dessin ci-joint est une vue en perspective <EMI ID=3.1> 

  
quelle deux conducteurs plats dont l'un est en cuivre et l'autre en aluminium peuvent être réunis entre eux par soudure. La pièce inférieure A est en cuivre et elle est destinée à être reliée à un conducteur en cuivre. La pièce supérieure B est en aluminium et elle est destinée à être reliée par soudure à un conducteur en aluminium. Les deux pièces A et B sont reliées entre el-

  
 <EMI ID=4.1> 

  
couche d'argent, on fait d'abord une mince plaquette d'argent d'environ 1 à

  
 <EMI ID=5.1> 

  
gent est d'environ 96 %. Cette plaquette d'argent est reliée à la pièce de cuivre A d'une manière quelconque connue en soi, par exemple par une soudure forte ou brasure. On peut utiliser à cet effet une soudure à base d'argent et un agent empêchant l'oxydation., tel que le borax par exemple.

  
Lorsque la plaquette d'argent C a été réunie avec la pièce de cuivre A de la manière qui vient d'être indiquée, on répand un peu d&#65533;argent pulvérulent en couche uniforme sur la surface supérieure D qu'il s'agit de réunir avec la pièce en aluminium B et qui est indiquée en tirets dans la figure.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
l'invention la soudure a lieu électriquement de telle manière qu'un chauffage n'ait lieu autant que possible, pendant ce traitement, qu'à l'endroit de la jonction, c'est-à-dire autant que possible dans le voisinage immédiat de la surface D, autrement dit dans la couche de poudre d'argent seulement. Pour obtenir ce résultat, c'est-à-dire pour limiter le chauffage à la couche de poudre sur la surface D et dans son voisinage immédiat, on utilise, suivant l'invention, une. charge de courant très forte, en forme de choc, ne durant autant que possible que très peu de temps. On obtient de bons résultats avec

  
 <EMI ID=8.1> 

  
est produite en forme de choc et le courant est maintenu pendant 10 secondes environ. La durée de la charge de courant dépend aussi de la section transversale des pièces à souder entre elles. Une conséquence de la charge de courant en forme de choc consiste en ce que les petits grains de poudre, qui opposent la plus grande résistance au passage du courant,fondent aussitôt. Il

  
se produit une diffusion entre l'argent et le métal léger, et comme on utilise simultanément une pression et de la chaleur, il s'agit principalement, dans ce cas, d'une opération de concrétion ou de frittage. Les essais de fle-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
trent que la résistance des points de jonction sur le corps en argent C est  <EMI ID=10.1> 

  
me de choc sont appliquées en partie sur le corps A et en partie sur le corps B. La source de courant utilisée est avantageusement un transformateur à impulsion de courant capable de donner de fortes impulsions de courant pendant un court laps de temps. Comme on fait fréquemment dans la fabrication en grande série un grand nombre de pièces de jonction ayant les mêmes dimensions, ces pièces étant ensuite soumises aux mêmes impulsions de courant pendant des laps de temps égaux, il est avantageux d'utiliser un interrupteur chronométra que coupant le courant automatiquement au bout d'un laps de temps déterminé

  
 <EMI ID=11.1> 

  
face D de la plaquette d&#65533;argent et qu'il suffit de traiter la surface D par exemple au moyen d9une lime pour la rendre rugueuse. La poudre produite pendant le limage de la surface se dépose en partie entre les saillies microscopiques de la surface D où elle produit une résistance électrique suffisamment grande pour que la haute température nécessaire pour la concrétion ou

  
 <EMI ID=12.1> 

  
La section transversale des corps A, B et C peut être quelconque, circulaire par exemple. La section transversale des corps A et B est choisie avantageusement de telle manière qu'elle corresponde à la section transver-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
vre est relié à la pièce en cuivre A d'une manière connue quelconque, et le

  
 <EMI ID=14.1> 



  PROCESS FOR ASSEMBLING ELECTRIC CONDUCTORS CONSTITUTED BY

METALS THAT CANNOT BE WELDED TOGETHER.

  
The invention relates to a method for joining together electrical conductors made of metals which cannot be welded together, such as copper, on the one hand, and, on the other hand, a light metal such as aluminum, magnesium or their alloys. Particular difficulties are encountered in bringing together such conductors. The assemblies by means of mechanical devices have not given good results. We tried, with regard to the aluminum conductor, to press it '? by means of screws on the junction element, but the light metal, 1-'aluminum for example, flows under a strong pressure and a correction is not possible

  
 <EMI ID = 1.1>

  
using particular elements is not satisfactory, because the springs tire due to the casting of light metal. As for soldering the copper conductor with the light metal conductor, it is not possible.

  
 <EMI ID = 2.1>

  
These difficulties are avoided according to the invention. To reunite

  
a copper conductor with a light metal conductor, according to the invention, a junction element consisting of a copper body and a light metal body is used, these two bodies being joined together using d &#65533; an intermediate metal layer formed by a metal forming with the light metal a eutectic having a melting point of 600 [deg.] C at most.

  
For this purpose, silver, zinc, etc. are, for example, suitable metals.

  
To make this junction element, it is first brought together in a known manner, advantageously by a solder or a solder or a strong solder, with one of the surfaces of the copper body, = body which is advantageously prismatic or cylindrical, - a thin layer of silver formed by a plate cut in the desired shape. Then, on that of the surfaces of the silver plate which is to be joined with the light metal body, silver in powder form, advantageously in the form of a thin layer, is applied to the light metal body. on this powder layer and it is agglomerated with the wafer while simultaneously using

  
pressure and heat. An intense current pulse capable of melting the layer formed by the sprayed silver is advantageously passed through the body thus composed. During this operation, pressure is simultaneously exerted on the bodies to be reunited.

  
For this, the copper part, the light metal part and the intermediate metal plate, for example the silver plate and the powder layer on which the light metal part rests directly, are mounted in series, the larger specific resistance being presented in this series by the powder layer. Consequently it is the powder layer which will have the highest temperature under the action of the current pulse, and it will immediately melt if the current density is suitably chosen. The high temperature prevailing in this layer and the high pressure which is exerted at the same time causes the silver and the adjacent part of the light metal body to agglomerate with each other.

  
An embodiment of the method which is the subject of the invention will now be described.

  
The single figure in the attached drawing is a perspective view <EMI ID = 3.1>

  
which two flat conductors, one of which is made of copper and the other of aluminum, can be joined together by soldering. The lower part A is made of copper and it is intended to be connected to a copper conductor. The upper part B is made of aluminum and it is intended to be connected by soldering to an aluminum conductor. The two pieces A and B are connected between el-

  
 <EMI ID = 4.1>

  
layer of silver, we first make a thin plate of silver of about 1 to

  
 <EMI ID = 5.1>

  
gent is around 96%. This silver plate is connected to the copper piece A in any manner known per se, for example by a strong solder or solder. A silver-based solder and an oxidation-preventing agent, such as borax for example, can be used for this purpose.

  
When the silver plate C has been united with the copper piece A in the manner just indicated, a little powdered silver is spread in a uniform layer on the upper surface D that is to join with the aluminum part B and which is indicated by dashes in the figure.

  
 <EMI ID = 6.1>

  
 <EMI ID = 7.1>

  
the invention the welding takes place electrically in such a way that heating takes place as much as possible, during this treatment, only at the place of the junction, that is to say as much as possible in the vicinity immediate of the surface D, in other words in the layer of silver powder only. To obtain this result, that is to say to limit the heating to the powder layer on the surface D and in its immediate vicinity, according to the invention, a. very strong current load, in the form of a shock, lasting as little as possible for a short time. Good results are obtained with

  
 <EMI ID = 8.1>

  
is produced in the form of a shock and the current is maintained for about 10 seconds. The duration of the current load also depends on the cross section of the parts to be welded together. A consequence of the shock-shaped current charge is that the small grains of powder, which offer the greatest resistance to the flow of current, immediately melt. he

  
There is diffusion between the silver and the light metal, and since pressure and heat are used simultaneously, it is mainly, in this case, a concretion or sintering operation. The tests of fle-

  
 <EMI ID = 9.1>

  
trent that the resistance of the junction points on the silver body C is <EMI ID = 10.1>

  
me of shock are applied partly to the body A and partly to the body B. The current source used is advantageously a current pulse transformer capable of giving strong current pulses for a short period of time. As is frequently done in mass production a large number of junction parts having the same dimensions, these parts then being subjected to the same current pulses for equal periods of time, it is advantageous to use a stopwatch switch than cutting the current automatically after a specified period of time

  
 <EMI ID = 11.1>

  
face D of the silver plate and it suffices to treat the surface D, for example by means of a file to make it rough. The powder produced during surface filing partially settles between the microscopic protrusions of the surface D where it produces an electrical resistance large enough for the high temperature required for concretion or

  
 <EMI ID = 12.1>

  
The cross section of bodies A, B and C can be any, circular for example. The cross section of bodies A and B is advantageously chosen such that it corresponds to the cross section.

  
 <EMI ID = 13.1>

  
vre is connected to the copper part A in any known manner, and the

  
 <EMI ID = 14.1>


    

Claims (1)

RESUME <EMI ID=15.1> SUMMARY <EMI ID = 15.1> conducteurs électriques constitués par des métaux ne pouvant pas être soudés entre eux, tels que le cuivre et un métal léger, caractérisé en ce que l'on fait un corps en cuivre et un corps en métal léger, que l'on soude sur le corps en cuivre une plaquette en métal, plaquette dont le métal forme avec le métal electric conductors made of metals which cannot be welded together, such as copper and a light metal, characterized in that a body of copper and a body of light metal are made, which are welded to the body in copper a metal plate, plate of which the metal forms with the metal <EMI ID=16.1> <EMI ID = 16.1> répand, sur la surface libre de cette plaquette, de-la poudre finement divisée du métal de la plaquette que l'on pose le corps en métal léger sur cette couche de poudre, et que l'on réunit les deux entre eux par concrétion ou frittage avec une application simultanée de pression et de chaleur., spreads, on the free surface of this plate, of the finely divided powder of the metal of the plate which one places the light metal body on this layer of powder, and which one joins the two between them by concretion or sintering with simultaneous application of pressure and heat., <EMI ID=17.1> <EMI ID = 17.1> tal est en argent, avantageusement en argent à contacts, et qu'elle est brasée sur le corps en cuivre. tal is in silver, preferably in silver with contacts, and that it is soldered to the copper body. <EMI ID=18.1> <EMI ID = 18.1> répartie uniformément et ayant avantageusement une épaisseur de 0,1 à 0,05 uniformly distributed and advantageously having a thickness of 0.1 to 0.05 <EMI ID=19.1> <EMI ID = 19.1> la surface de la couche d'argent avantageusement au moyen d&#65533;une lime pour la rendre rugueuse, et qu'on laisse sur la surface de la couche d'argent au moins une partie de la poudre de métal produite par ce traitement. the surface of the silver layer advantageously by means of a file to make it rough, and that at least part of the metal powder produced by this treatment is left on the surface of the silver layer. <EMI ID=20.1> <EMI ID = 20.1> la chaleur nécessaire pour la concrétion ou le frittage au moyen d'une charge de courant électrique en forme de choc agissant sur les corps qu'il s'agit de réunir entre eux. the heat necessary for the concretion or the sintering by means of a charge of electric current in the form of shock acting on the bodies which it is a question of joining together. <EMI ID=21.1> <EMI ID = 21.1> produite dans la pièce de jonction par la charge de courant en forme de choc <EMI ID=22.1> produced in the junction piece by the shock-shaped current load <EMI ID = 22.1> pressés l'un sur l'autre, pendant l'opération de concrétion ou de frittage et respectivement pendant l'application de la charge de courant, sous une pressed together, during the concreting or sintering operation and respectively during the application of the current load, under a <EMI ID=23.1> <EMI ID = 23.1> 9. Pièce de jonction préparée suivant le procédé qui fait l'objet des alinéas 1[deg.] à 8[deg.], caractérisée en ce qu'elle est constituée par une pièce en cuivre et une pièce en métal léger, ces pièces étant reliées entre elles par l'intermédiaire d'une couche métallique constituée par un métal formant avec le métal léger un eutectique ayant un point de fusion de 600[deg.]C tout au plus, cette couche de métal étant soudée sur le corps en cuivre et réunie par concrétion ou frittage avec le corps en métal léger. 9. Junction piece prepared according to the process which is the subject of paragraphs 1 [deg.] To 8 [deg.], Characterized in that it consists of a copper part and a light metal part, these parts being interconnected by means of a metallic layer formed by a metal forming with the light metal a eutectic having a melting point of 600 [deg.] C at most, this metal layer being welded to the body in copper and joined by concretion or sintering with the light metal body. 10. Pièce de jonction suivant 9[deg.], caractérisée en ce que le corps en métal léger est un corps en aluminium et que le corps métallique inséré entre le corps en cuivre et le corps en aluminium est un corps en argent. 10. Junction piece according to 9 [deg.], Characterized in that the light metal body is an aluminum body and that the metal body inserted between the copper body and the aluminum body is a silver body.
BE512253D 1952-05-25 BE512253A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL12415A DE938694C (en) 1952-05-25 1952-05-25 Process for the production of connecting pieces made of copper and light metal bodies in order to connect two electrical conductors made of the same metals to one another

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE428218C (en) * 1923-07-04 1926-04-28 Emile Peuch Process for the production of a double metal consisting of copper and iron

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DE938694C (en) 1956-02-02
CH308945A (en) 1955-08-15

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