[发明专利]硬焊接合方法

说明书

本发明提供一种硬焊接合方法，其包括以下步骤：步骤(a)：提供第一铝基母材、第二铝基母材以及一铜合金片，该第一铝基母材具有第一接合面，该第二铝基母材具有第二接合面，将该铜合金片设置于该第一铝基母材以及该第二铝基母材之间，使该铜合金片相对的两面分别与该第一接合面以及该第二接合面相接触，以形成叠层结构；以及步骤(b)：将该叠层结构置于真空环境中加热，使该第一铝基母材和该第二铝基母材进行硬焊接合；其中，加热温度为480℃至570℃。本发明的硬焊接合方法具有成本低廉、工艺简易，且保有良好接合强度的优点。

技术领域

本发明是关于一种硬焊接合方法，尤指一种铝基材料的硬焊接合方法。

背景技术

铝以及铝合金(例如编号6061铝合金)由于具有密度小、强度高与耐腐蚀等优良的特性，因而广泛应用于汽车、航太以及军事工业等领域。据此，铝以及铝合金结构件之间的接合工艺，一直是受到相当重视的研究课题及重要的关键技术。

一般来说，由铝或铝合金制成的构件之间的接合是选用硬焊接合的方法。硬焊接合泛指一种加热温度须高于450℃的接合技术，在实施时通常需要选用一填料进行加热，因该填料的熔点低于欲连接的构件，使该填料具有足够的流动性，并利用毛细作用充分的填充于欲连接的两构件之间，待其冷却凝固后即完成构件之间的接合，其中，填料的选择是为该接合工艺的关键因素之一。

现行用于铝以及铝合金进行接合的填料主要使用铝基填料，其中，含有约7％至12％的硅元素的铝硅(Al-Si)系列填料(例如编号4043、4045以及4047等铝硅合金)，因具有良好的润湿性、流动性、抗腐蚀性以及可加工性，成为最广泛应用的一种铝基填料。然而，由于Al-Si系列填料的熔点高达约580℃，而如编号6061的铝合金母材的固相线温度亦约为580℃，当填料的熔点温度与铝合金母材的固相线温度太接近时，极容易引起母材晶粒长大、熔融等问题，造成母材性质的改变，进而严重影响焊接处的力学性能。

为解决上述铝基填料与铝合金母材的熔点太接近的缺点，需再额外添加较高含量的数种元素(例如锌、镁等)至铝基填料中以降低熔点，然而，含有多元素的铝基填料虽然可以降低熔点，但易造成其脆性增大以及生成金属间的化合物，故需要仔细评估所添加的元素种类及其比例，如此一来，选用添加额外元素的铝基填料不仅增加硬焊接合程序的複杂度，亦增加了实施的成本。

发明内容

由于上述现有方法存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种硬焊接合方法，使其能在较低的加热温度下实现硬焊接合的目的，具有工艺简易、增进成本效益的优点。

本发明的另一目的在于提供一种硬焊接合方法，经由该硬焊接合方法接合而成的铝基材料组件，其接合处的介面无孔洞或裂痕，且具有良好的接合品质和结构特性。

为达成前述目的，本发明提供一种硬焊接合方法，包括以下步骤：步骤(a)：提供第一铝基母材、第二铝基母材以及一铜合金片，该第一铝基母材具有第一接合面，该第二铝基母材具有第二接合面，将该铜合金片设置于该第一铝基母材以及该第二铝基母材之间，使该铜合金片相对的两面分别与该第一接合面以及该第二接合面相接触，以形成叠层结构；以及步骤(b)：将该叠层结构置于真空环境中加热，使该第一铝基母材和该第二铝基母材进行硬焊接合；其中，加热温度为480℃至570℃。

通过选用铜合金片作为填料，不仅原料取得容易、价格便宜，整体的工艺也相当简易；此外，因铜合金与铝合金可形成结晶相，降低硬焊接合所需的加热温度，相较于现有方法可减少能源消耗，同时降低高温加热对铝基母材的影响，进而使得焊接完成的介面可具有良好的接合品质和结构特性，不会具有孔洞或裂痕。

较佳的，该步骤(b)中进行硬焊接合的加热温度是介于500℃至570℃。通过控制硬焊接合时的加热温度使铜合金与铝合金形成结晶相，能消除铜合金片与铝基母材的接触介面，使两者能够相互渗入，进而在焊接处形成一铜铝合金共存的介面，因而具有良好的接合品质与结构特性，而不会产生孔洞或裂痕。