專利名稱：焊接銅的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接銅例如銅導體段的端部的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：
一種技術(shù)已在傳統(tǒng)上用于焊接如由JIS(日本工業(yè)標準)規(guī)定的氧含量為IOppm 以上的銅氧化物(韌銅)。在該技術(shù)中，將如氬氣的惰性氣體噴射到待焊接的銅氧化物部分以用噴射物覆蓋該部分，因而噴射物為該部分提供針對氧的屏蔽。利用該屏蔽，防止銅被伴隨焊接的熱所氧化。如J PA-A2001-054263所披露的那樣，例如應用這種類型的焊接技術(shù)來焊接用于旋轉(zhuǎn)電機的定子的銅導體段的端部。在焊接銅的以上傳統(tǒng)技術(shù)中，待焊接的銅氧化物部分覆有如上所述的惰性氣體噴射物以進行焊接，正如應用于J PA-A2001-054263所披露的方法中那樣。然而，采用該焊接銅的技術(shù)，水分(如果包含于惰性氣體中)被焊接的熱(焊接熱)分解并且分成氫和氧。這兩種元素中，如果氫(H)擴散進入熔融銅中，則其易于與銅氧化物(Cu2O)中的氧(0)通過這些元素的性質(zhì)結(jié)合，從而產(chǎn)生水(H2O),所產(chǎn)生的水進而蒸發(fā)生成濕氣。如果在熔融銅凝固之前不排出濕氣，則濕氣形成氣孔，即空隙。此外，如果如油之類的有機物質(zhì)附著在銅氧化物的待焊接部分上，則由氫、氧和碳構(gòu)成的有機物質(zhì)會熱分解產(chǎn)生碳。然后放出的碳(C)與熔融銅中的氧(0)結(jié)合并且以二氧化碳(CO2)的形式蒸發(fā)， 再次導致氣孔的形成。銅氧化物的使用在待焊接部分形成大量氣孔可能引起焊接強度劣化的問題。參照圖9A-9F的示意圖，在下文中說明氣孔在銅氧化物中形成的機制。首先，如圖9A所示，讓我們假定在由例如鎢制成的非消耗電極1和熔融銅池4之間產(chǎn)生電弧3。電極1具有產(chǎn)生電弧3的電弧產(chǎn)生部分。電弧產(chǎn)生部分通過由電極1沿著其周邊釋放的保護氣體2如氬氣與空氣屏蔽。保護氣體2含有少量水分，同時空氣中水分不知不覺地混入保護氣體2的屏蔽空間內(nèi)。來自保護氣體2和來自空氣的水分被電弧3分解，產(chǎn)生了被吸入熔融銅池4中的 Mi 5。如圖9B所示，氫5在熔融銅池4中形成氣泡fe。然后，如圖9C所示，在熔融銅池 4的底部的熔融銅如附圖標記6所示那樣開始凝固。氫5在固相銅中的溶解度比在液相銅中的小。相應地，如圖9D所示，氫氣泡fe通過凝固邊界6a被排入液相銅中，通過熔融銅池 4向上漂浮并被排放到外部。然后，如圖9E所示，熔融銅池4中的凝固6進行。同時，不能足夠快速排放到外部的氫氣泡fe保持在熔融銅池4內(nèi)，形成如圖9F所示的氣孔7。
圖9F示出熔融銅池4中的凝固6已經(jīng)完全實現(xiàn)同時其內(nèi)形成有氣孔7的狀態(tài)。 圖10是說明如鋁(Al)和銅(Cu)的各種金屬原子的摩爾分數(shù)與溫度⑷之間的關(guān)系的圖。如圖中線L3所示，當鋁(或鋁合金)凝固時，氫溶解度大幅下降。已知的是，由這種凝固產(chǎn)生的氫氣形成氣孔。另一方面，如圖中線L4所示，銅在凝固時具有低的氫溶解度，因此如果氣孔隨著氫氣的放出而形成，則不會導致任何問題。然而，在銅含有氧(銅氧化物(Cu2O))的情況下，熔進熔融銅中的氫(H)或碳(C) 與上述銅氧化物(Cu2O)中的氧(0)結(jié)合，產(chǎn)生濕氣(H2O)或二氧化碳(CO2),這最終形成氣孔并且成問題地降低焊接強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)上述形勢進行的，其目的是提供焊接銅的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備能夠在焊接銅時抑制在銅的待焊接部分中形成氣孔以提高焊接強度。在根據(jù)第一方面的焊接銅的方法中，所述焊接銅的方法包括將惰性氣體噴射到作為焊接對象的銅上以用惰性氣體覆蓋銅上的待焊接部分，以及進行放電以焊接待焊接的部分的步驟。覆蓋待焊接部分的惰性氣體進行去除惰性氣體中所含水分的除濕過程。采用該方法，惰性氣體被除濕，隨后從氣體噴射裝置噴射到銅的待焊接部分(下文中也稱作“焊接部分”)。因而，如果除濕后存在殘余水分，則當殘余水分由焊接熱分解成氫和氧時，氫的量將減少。水分量也將相應地減少，所述水是由焊接部分處銅氧化物中所含的氧與所分解的
氫結(jié)合產(chǎn)生的。因此，當焊接熱使該減少量的水蒸發(fā)時，所形成的氣孔的數(shù)目也將減少。結(jié)果是，在焊接銅時抑制了氣孔在銅的焊接部分中形成，從而提高焊接強度。在根據(jù)第二方面的焊接銅的方法中，除濕過程對惰性氣體除濕。在根據(jù)第三方面的焊接銅的方法中，所述方法還包括水分含量檢測過程，其檢測已經(jīng)歷除濕過程的惰性氣體中所含的水分含量。在根據(jù)第四方面的焊接銅的方法中，其中已進行除濕過程的惰性氣體含有200mg/ m3以下的水分含量。在根據(jù)第五方面的焊接銅的方法中，其中已進行除濕過程的惰性氣體含有 22. 2mg/m3以下的氫含量。在根據(jù)第六方面的焊接銅的方法中，其中惰性氣體為氬氣、氦氣和氮氣中的任一種或其任選組合。在根據(jù)第七方面的焊接銅的方法中，所述方法還包括去除附著在作為待焊接對象的銅的表面上的有機物質(zhì)的去除過程。在根據(jù)第八方面的焊接銅的方法中，所述去除附著在作為待焊接對象的銅的表面上的有機物質(zhì)去除過程是通過加熱待焊接部分并且達到其本身不會導致銅的焊接的溫度而進行的。
在根據(jù)第九方面的焊接銅的方法中，通過電源向電極供應電力使得氫濃度落在特定范圍內(nèi)來進行焊接，該范圍確定為實現(xiàn)將焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。在根據(jù)第十方面的焊接銅的方法中，其中所述銅的氧含量為IOppm以上。
在根據(jù)第一方面的焊接銅的設(shè)備中，該焊接銅的設(shè)備包括充裝惰性氣體的氣體儲存裝置、將經(jīng)由管取自氣體儲存裝置的惰性氣體噴射到作為待焊接對象的銅上以用惰性氣體覆蓋銅上的待焊接部分的氣體噴射裝置以及焊接裝置，該焊接裝置由進行放電以焊接待焊接的部分的電極和供應電力以使電極上發(fā)生放電的電源所構(gòu)成。在氣體儲存裝置和氣體噴射裝置之間的管中布置減濕器，該減濕器對由氣體儲存裝置輸送的惰性氣體進行除濕以使惰性氣體的水分含量被除濕并隨后將經(jīng)除濕的惰性氣體輸送到氣體噴射裝置的減濕器。在根據(jù)第二方面的焊接銅的設(shè)備中，所述管由比橡膠或鐵的親水性更低的材料制成。在根據(jù)第三方面的焊接銅的設(shè)備中，其中，當由氣體噴射裝置噴射惰性氣體時，控制焊接裝置，將由電源提供的電力供給到電極以實現(xiàn)一定的熱量，在該熱量下在銅上不進行焊接，并且在預定時間段終止之后，控制電力以實現(xiàn)焊接銅所用的熱量。在根據(jù)第四方面的焊接銅的設(shè)備中，所述設(shè)備還包括密封地封閉布置在氣體噴射裝置端部的惰性氣體出口的封閉裝置、完全促動所述封閉裝置的促動器(actuator)，以及第一控制裝置，該第一控制裝置控制促動器以在電源停止向電極供應電力時使封閉裝置密封地封閉惰性氣體出口，并且控制促動器以在電源向電極供應電力用于焊接時使封閉裝置才在惰性氣體出口處的開口縮回。在根據(jù)第五方面的焊接銅的設(shè)備中，所述設(shè)備還包括感測由惰性氣體出口所噴射的惰性氣體中的氫的傳感器、測量由該傳感器感測的氫濃度的測量裝置以及第二控制裝置，該第二控制裝置控制電源以在由測量裝置所測的氫濃度變得等于或小于預定參比值時使電力供向電極，并且在氫濃度超過參比值時使電力停止。預先確定氫濃度的參比值以使惰性氣體中的氫含量在焊接銅時產(chǎn)生使焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。


在附圖中圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的銅焊設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖2是說明氣孔百分數(shù)和水分含量之間關(guān)系的圖；圖3是說明氣孔百分數(shù)和氫含量之間關(guān)系的圖；圖4是示出氣孔百分數(shù)和水分含量之間關(guān)系以及氣孔百分數(shù)和氫含量之間關(guān)系的數(shù)值表；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的銅焊設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖6是說明在根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的銅焊設(shè)備中，噴槍的惰性氣體出口已被帽密封地封閉的狀態(tài)的圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的銅焊設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖8是說明水分含量與焊接強度之間關(guān)系的圖9A-9F是說明氣孔形成機制的解釋圖；以及圖10是說明各種金屬原子的摩爾分數(shù)與溫度之間關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下參照

本發(fā)明的某些實施方案。在整個實施方案中，為了省略解釋，彼此相同或相似的組件給出相同的附圖標記。(第一實施方案)圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的銅焊設(shè)備10的構(gòu)造的示意圖。銅焊設(shè)備 10包括惰性氣體瓶(氣體儲存裝置)11、減濕器(除濕裝置)12、焊接電源(電源)13和噴槍14。惰性氣體瓶11充裝惰性氣體，該惰性氣體為氬氣、氦氣和氮氣中的任一種或其任選組合。噴槍14具有細長的圓柱形，其中形成氣體噴嘴(氣體噴射裝置)Ha。氣體噴嘴 14a具有中空部分，其中長棒電極14b沿著中空部分的縱軸布置。應該理解的是，在該實施方案中，有待于用銅焊設(shè)備10焊接的對象是用于電機的定子21的銅氧化物導體段的端部21a。還應該理解的是，焊接裝置由焊接電源13和電極 14b構(gòu)成。惰性氣體瓶11具有通過氟化樹脂管16與噴槍14的氣體噴嘴14a的氣體入口連接的氣體出口，在氟化樹脂管16中設(shè)置減濕器12。同時，焊接電源13與噴槍14的電極14b的端部通過電纜17相連。換言之，從惰性氣體瓶11的氣體出口至氣體噴嘴Ha尖端處的氣體出口(用于噴射氣體的開口)是氣密性的氣體通路，其間設(shè)置減濕器12。減濕器12在其內(nèi)包含吸濕性材料如硅膠。吸濕性材料吸收從惰性氣體瓶11經(jīng)由管16輸送的惰性氣體中所含的定量的水分。已去除定量水分的惰性氣體(下文中稱作“經(jīng)除濕的惰性氣體”)經(jīng)由管16被輸送到噴槍14的氣體噴嘴14a的氣體入口。如圖1中的虛線箭頭18所示，以此方式輸送的經(jīng)除濕的惰性氣體通過氣體噴嘴 14a，從其尖端噴射以覆蓋定子21的導體段的端部21a，即待焊接部分(下文中也稱作“焊接部分”)。這種用經(jīng)除濕的惰性氣體的覆蓋為焊接部分提供了針對氧的屏蔽。焊接電源13經(jīng)由電纜17向噴槍14的電極14b供應電力。供應電力以便在電極 14b和端部21a之間發(fā)生適于焊接定子21的導體段端部21a的放電。具體而言，定子21的導體段端部21a或焊接部分以端部21a覆有從氣體噴嘴1 尖端噴射的經(jīng)除濕的惰性氣體的狀態(tài)利用來自電極14b的放電進行焊接。覆蓋焊接部分的經(jīng)除濕的惰性氣體在焊接過程中含有殘余水分。該殘余水分被焊接熱分離成氫和氧。所分離的氫與焊接部分處的銅氧化物中的氧結(jié)合，從而生成水。焊接熱使以此方式生成的水蒸發(fā)，所得的濕氣形成氣孔。圖2是說明形成該氣孔的百分數(shù)(％)(氣孔百分數(shù))和覆蓋焊接部分的惰性氣體中所含的水分量(mg/m3)(水分含量)之間關(guān)系的圖。圖3是說明氣孔百分數(shù)和從濕氣中分離的氫的量(mg/m3)(氫含量)之間關(guān)系的圖。
圖2的線Ll示出相對于水分含量的氣孔百分數(shù)。圖3的線L2示出相對于氫含量的氣孔百分數(shù)。圖4是示出氣孔百分數(shù)和水分含量之間關(guān)系以及氣孔百分數(shù)和氫含量之間關(guān)系的數(shù)值表。
0073]當如傳統(tǒng)焊接那樣形成大量氣孔時，二氧化銅的焊接部分的強度(焊接強度)減弱。同時，約15%或更小的氣孔百分數(shù)會使焊接強度維持在待焊接對象(在本實施方案中為定子21的導體段端部21a)所需的水平。如圖4中所示，當氣孔百分數(shù)為14%時，水分含量為200mg/m3，氫含量為22. 2mg/ m3。因而，為了達到約15%或更小的氣孔百分數(shù)，覆蓋焊接部分的惰性氣體的水分含量可能須是200mg/m3以下，氫含量可能須是22. 2mg/m3以下。因此，減濕器12對從惰性氣體瓶11輸送的惰性氣體除濕，使得惰性氣體的水分含量將為200mg/m3以下，其氫含量將為22. 2mg/m3以下，然后將經(jīng)除濕的惰性氣體輸送到噴槍 14的氣體噴嘴14a。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方案的銅焊設(shè)備10配置為包括充裝惰性氣體的惰性氣體瓶11、具有氣體噴嘴14a和電極14b的噴槍14、以及焊接電源13。在噴槍14中，氣體噴嘴14a將取自惰性氣體瓶11的惰性氣體經(jīng)由管16噴射到定子21的導體段端部21a或待焊接對象上，以用惰性氣體覆蓋端部21a的焊接部分。電極14b同時進行放電以在焊接電源13供應電力以便可以進行放電時焊接焊接部分。在該實施方案的這種結(jié)構(gòu)中，減濕器12置于布置在惰性氣體瓶11和氣體噴嘴14a 之間的管16中。減濕器12起到吸收從惰性氣體瓶11輸送的惰性氣體中所含水分并且在吸收水分后將惰性氣體輸送到氣體噴嘴14a的作用。因而，從惰性氣體瓶11輸送的惰性氣體中的水分由減濕器12進行吸收(S卩，惰性氣體被除濕)并減少。然后，經(jīng)除濕的惰性氣體從氣體噴嘴14a噴射到定子21的導體段端部21a處的焊接部分。由于惰性氣體中所含的水分已經(jīng)減少，所以在減少量的水分被焊接熱分離成氫和氧時氫的量也將減少。水分量也將相應地減少，所述水是由分離的氫與定子21的導體段端部21a處焊接部分中所含的氧結(jié)合產(chǎn)生的。結(jié)果，氣孔數(shù)目也將減少，所述氣孔在焊接熱使水蒸發(fā)時形成。因而，由于在焊接定子21的導體段端部21a時在焊接部分中所形成的氣孔數(shù)目減少，所以提高了焊接強度。另外，在該實施方案中，從惰性氣體瓶11輸送的惰性氣體通過減濕器12除濕，以使除濕后惰性氣體中所含的水分量將為200mg/m3以下。相應地，從氣體噴嘴14a噴射到定子21的導體段端部21a處的焊接部分的惰性氣體中，水分量減少至200mg/m3以下。在200mg/m3以下的水分量情況下，在進行焊接時于焊接部分中形成氣孔的氣孔百分數(shù)減少至14%以下。如上所述，由于約15%以下的氣孔百分數(shù)使焊接強度維持在待焊接對象所需的水平，所以14%以下的氣孔百分數(shù)能夠使焊接強度維持在所需水平。
現(xiàn)在參照圖8，描述焊接強度與水分含量之間的關(guān)系。圖8是示出縱軸表示的焊接強度(％ )與橫軸表示的水分含量(mg/m3)之間關(guān)系的圖。應該理解的是，縱軸的焊接強度是參照由100%表示的適當焊接強度來表示的。如圖8所示，在焊接氧含量為IOppm以上的銅時，當惰性氣體中的水分超過200mg/ m3時，焊接強度大幅下降，如垂直虛線LlO所示那樣。因此，確保惰性氣體中所含水分被減濕器12吸收和去除。或者，可以確保減濕器12來吸收從惰性氣體瓶11中輸送的惰性氣體中所含的水分，以使吸收后惰性氣體中所含氫的量將為22. 2mg/m3以下。因而，確保從氣體噴嘴14a噴射到定子21的導體段端部21a處的焊接部分的惰性氣體中的氫含量為22. 2mg/m3以下。在22. 2mg/m3以下的氫含量情況下，確保在進行焊接時在焊接部分中形成氣孔的氣孔百分數(shù)為14%以下，從而可以使焊接強度維持在所需水平。另外，在該實施方案中的惰性氣體為氬氣、氦氣和氮氣中的任一種或其任意組合。具體而言，氬氣、氦氣和氮氣在進行焊接時都不會結(jié)合由銅制成的端部21a或待焊接對象中的元素，并且不會產(chǎn)生氣孔。因此，惰性氣體本身不會是氣孔形成的原因。在該實施方案中，由氟化樹脂制成的管16用于在惰性氣體瓶11和氣體噴嘴Ha 之間連接，在其間設(shè)置減濕器12。替代氟化樹脂，管16可以由親水性比基于不銹或基于銅的橡膠或鐵更低的不同材料制成。使用這類材料確保不使?jié)駳飧街诠?6的內(nèi)壁。相應地，將產(chǎn)生氣孔的水分不會混入通過管16的惰性氣體中。由噴槍14進行的對于定子21的導體段端部21a的焊接可以是電弧焊接、激光焊接和電子焊接(電子束焊接)中的任一種。電弧焊接利用放電現(xiàn)象(電弧放電)使相同的金屬材料相互連結(jié)。激光焊接利用光投射其上誘導受激發(fā)射現(xiàn)象(光學激發(fā))的激光元件，該受激發(fā)射現(xiàn)象導致用于焊接的光發(fā)射。電子焊接(電子束焊接)利用在真空中應用高壓進行加速、會集和控制的極高功率密度的電子束來進行熔融和焊接。采用這些焊接方法中的任一種可以減少氣孔的數(shù)目。當由氣體噴射裝置噴射惰性氣體時，可以控制由焊接電源13向電極14b供應的電力。具體而言，在供應電力的初期，可以控制電力以實現(xiàn)一定的熱量，在該熱量下不會對定子21的銅導體段端部21a或待焊接對象進行焊接。然后，在預定時間段終止后，可以控制電力以實現(xiàn)焊接銅所用的熱量。因而，將電力供向電極14b，以便在供應電力的初期實現(xiàn)由其本身不會導致銅或待焊接對象進行焊接的溫度。因此，任何有機物質(zhì)如油(如果已附著在焊接部分上)，則通過熱分解并去除。待去除的有機物質(zhì)由氫、氧和碳構(gòu)成。因此，如果在具有附著于焊接部分的有機物質(zhì)時進行焊接，則有機物質(zhì)將熱分解為氫、氧和碳，從而放出碳。
所放出的碳然后將與熔融銅中的氧結(jié)合，并以二氧化碳的形式蒸發(fā)，產(chǎn)生氣孔。但是在該實施方案中，如上所述從焊接部分去除了有機物質(zhì)。因 此，當預定時間段結(jié)束之后通過隨后供應電力進行焊接時，氣孔基本上不會形成，否則該氣孔將隨著二氧化碳的放出而形成。在進行焊接前，可以進行去除過程以去除含有涂層碎片和油組分以及已附著在銅或待焊接對象表面上的有機物質(zhì)。因而，如果諸如油之類的有機物質(zhì)附著于焊接部分，則有機物質(zhì)通過熱分解并去除，從而基本上不會形成氣孔。在上述去除過程中，附著于銅或待焊接對象表面的涂層碎片、油組分等可以通過加熱焊接部分且實現(xiàn)由其本身不會導致銅焊接的溫度來去除。因而，由于向焊接部分供應的熱量具有不允許銅的焊接部分進行焊接的水平，所以諸如油之類的有機物質(zhì)(如果已附著于焊接部分)將通過熱分解并去除。因而，基本上不會形成氣孔?？梢酝ㄟ^電源向電極14b供應電力使得氫濃度落在特定范圍內(nèi)來進行焊接，該范圍確定為實現(xiàn)使得焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。以此方式，將電力供向電極14b，使得氫濃度落在一定的范圍內(nèi)，在該范圍下實現(xiàn)一定的氣孔百分數(shù)以使焊接強度維持在所需水平。因而，不再形成不希望的氣孔。銅的端部21a或待焊接對象可具有IOppm以上的氧含量。在氧含量為IOppm以上的銅即韌銅中，特別是銅氧化物(Cu2O)中的氧(ο)易于通過這些元素的性質(zhì)與氫(H)結(jié)合生成水(H2O)。因而，在這種銅中，氣孔易于隨著水的蒸發(fā)而形成。然而，根據(jù)該實施方案，即使在這種韌銅中，如上所述，也會基本上防止氣孔形成。(第二實施方案)參照圖5，以下描述本發(fā)明的第二實施方案。圖5是說明根據(jù)第二實施方案的銅焊設(shè)備30的構(gòu)造的示意圖。根據(jù)第二實施方案的銅焊設(shè)備30與根據(jù)第一實施方案的銅焊設(shè)備10的不同之處在于，前者除了后者的組件之外，還包括帽(封閉裝置)32、完全促動所述帽32的促動器33 以及控制器(第一控制裝置)34。當焊接電源13向電極14b供應焊接用電力(也稱作“焊接電力”)時，控制器34 控制促動器33，使得帽32在噴槍14的氣體噴嘴14a的尖端(即惰性氣體出口)縮回以形成開口。然后，當焊接電源13停止焊接電力的供應時，控制器34控制促動器33，使得帽32 密封地封閉噴槍14的惰性氣體出口。圖6是說明在銅焊設(shè)備30中，噴槍14的惰性氣體出口已被帽32密封地封閉的狀態(tài)圖。然后，當重新開始供應焊接電力時，控制器34控制促動器33，以使帽32從噴槍14 的惰性氣體出口縮回。在這種控制下，噴槍14的惰性氣體出口在噴槍14停止時被密封地封閉。相應地， 由氣體噴嘴14a和從氣體噴嘴14a延伸到惰性氣體瓶11的管16所形成的惰性氣體通路與外部空氣斷絕，同時在管16中設(shè)置減濕器12。以此方式，防止含有會產(chǎn)生氣孔的水分的外部空氣進入惰性氣體通路中。結(jié)果是， 當惰性氣體通路尖端處的惰性氣體出口再次開啟并且噴射惰性氣體用于重新開始焊接時， 氣孔形成將得到抑制。(第三實施方案)參照圖7，說明本發(fā)明的第三實施方案。圖7是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的銅焊設(shè)備40的構(gòu)造的示意圖。根據(jù)第三實施方案的銅焊設(shè)備40與根據(jù)第一實施方案的銅焊設(shè)備10的區(qū)別之處在于，除了后者的組件之外，還包括傳感器42、測量部分(測量裝置)43和控制器(第二控制裝置)44。傳感器42感測由氣體噴嘴1 噴射的惰性氣體中的氫。測量部分43測量由傳感器42所感測的氫的濃度?？刂破?4控制焊接電源13，使得當由測量部分43所測的氫濃度已變得等于或小于預定參比值時向電極14b供應焊接電力，而當氫濃度超過參比值時使焊接電力停止。然而，氫濃度的參比值是預先確定的，以使由氣體噴嘴Ha所噴射的惰性氣體中的氫含量在焊接定子21的導體段端部21a或待焊接對象時產(chǎn)生使焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。使焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)為約15%以下。因此，例如可以將氫濃度的參比值設(shè)定為對應于氫含量為22. 2mg/m3以下的值，這將產(chǎn)生14%以下的氣孔百分數(shù)。根據(jù)第三實施方案的銅焊設(shè)備40，僅在氫濃度等于或小于參比值時，使待焊接的對象進行焊接。相應地，使焊接部分的氣孔百分數(shù)為約15%以下，以將焊接強度維持在所需水平。具有傳感器42的測量部分43和控制器44可以應用于圖5所示的第二實施方案的銅焊設(shè)備30中。
權(quán)利要求
1.一種焊接銅的方法，包括將惰性氣體噴射到作為待焊接對象的銅上以用所述惰性氣體覆蓋所述銅上待焊接的部分；以及進行放電以焊接所述待焊接的部分，其中使覆蓋所述待焊接的部分的所述惰性氣體進行去除所述惰性氣體中所含水分的除濕過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的焊接銅的方法，其中 所述除濕過程對所述惰性氣體進行除濕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的焊接銅的方法，其中所述方法還包括檢測已進行所述除濕過程的所述惰性氣體中包含的水分含量的水分含量檢測過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的焊接銅的方法，其中已進行所述除濕過程的所述惰性氣體含有200mg/m3以下的水分含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的焊接銅的方法，其中已進行所述除濕過程的所述惰性氣體含有22. 2mg/m3以下的氫含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的焊接銅的方法，其中 所述惰性氣體是氬氣、氦氣和氮氣中的任一種或其任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的焊接銅的方法，其中所述方法還包括去除附著于作為待焊接對象的銅的表面的有機物質(zhì)的去除過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中去除附著于作為待焊接對象的銅的表面的有機物質(zhì)的所述去除過程是通過加熱待焊接的部分并且達到其本身不會導致銅焊接的溫度而進行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的焊接銅的方法，其中通過電源向電極供應電力使得氫濃度落在特定范圍內(nèi)來進行焊接，所述范圍確定為實現(xiàn)使焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的焊接銅的方法，其中 所述銅的氧含量為IOppm以上。
11.一種焊接銅的設(shè)備，包括 充裝惰性氣體的氣體儲存裝置，氣體噴射裝置，其將經(jīng)由管取自所述氣體儲存裝置的惰性氣體噴射到作為待焊接對象的銅上以用所述惰性氣體覆蓋銅上的待焊接部分，以及焊接裝置，其由進行放電以焊接所述待焊接部分的電極和供應電力以使所述電極上發(fā)生放電的電源所構(gòu)成，其中在所述氣體儲存裝置和所述氣體噴射裝置之間設(shè)置的所述管中布置的減濕器，所述減濕器對由所述氣體儲存裝置輸送的惰性氣體進行除濕以使所述惰性氣體的水分含量被除濕并隨后將經(jīng)除濕的惰性氣體輸送到所述氣體噴射裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的焊接銅的設(shè)備，其中 所述管由親水性比橡膠或鐵更低的材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的焊接銅的設(shè)備，其中當由所述氣體噴射裝置噴射所述惰性氣體時，控制所述焊接裝置，將由電源提供的電力供給到電極以實現(xiàn)一定的熱量，在該熱量下在銅上不進行焊接，并且在預定時間段經(jīng)過之后，控制電力以實現(xiàn)焊接銅所需的熱量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13的焊接銅的設(shè)備，所述設(shè)備還包括密封地封閉布置在所述氣體噴射裝置端部的惰性氣體出口的封閉裝置，完全促動所述封閉裝置的促動器，以及第一控制裝置，所述第一控制裝置控制所述促動器以在所述電源停止向所述電極供應電力時使所述封閉裝置密封地封閉所述惰性氣體出口，并且控制所述促動器以在所述電源向所述電極供應電力用于焊接時使所述封閉裝置從在所述惰性氣體出口處的開口縮回。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項的焊接銅的設(shè)備，所述設(shè)備還包括感測由所述惰性氣體出口所噴射的惰性氣體中的氫的傳感器，測量由所述傳感器感測的氫的濃度的測量裝置，以及第二控制裝置，所述第二控制裝置控制電源使得在由所述測量裝置所測的氫濃度變得等于或小于預定參比值時向所述電極提供電力，并且在所述氫濃度超過預定值時使電力停止，其中預先確定氫濃度的所述參比值，以使所述惰性氣體中的氫含量在焊接銅時產(chǎn)生使焊接強度維持在所需水平的氣孔百分數(shù)。
全文摘要
公開了一種焊接銅的方法，包括將惰性氣體噴射到作為焊接對象的銅上以用所述惰性氣體覆蓋銅上待焊接的部分，以及進行放電以焊接待焊接部分的步驟。覆蓋待焊接部分的惰性氣體經(jīng)歷去除惰性氣體中所含水分的除濕過程。
文檔編號B23K26/20GK102151950SQ20111002120
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者森口啟吾, 武田洋明, 西尾成功 申請人:株式會社電裝