(57)【要約】  本発明は銅端子とアルミ導線との継手に関わる。  該継手の銅端子のコネクタとアルミ導線のコアとは遷移溶接層を介して接続され、該継手にはさらに強化溶接層が配置されてもよい。本発明はさらにプラズマアーク溶接で該継手を製造する方法を提供する。本発明はプラズマアーク溶接という方式で、銅端子とアルミ導線との接続部分に半田を充填することで、銅とアルミとの間が半田を介して接続される。溶接過程は酸化アルミニウム層を破壊し、導電率を増えて、さらに銅端子とアルミ導線を隔離し、銅とアルミとの間に電気化学反応が生じることを防止し、銅端子とアルミ導線との継手の寿命を延ばし、接続構成の機械、電気性能を保証する。
2020522872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅端子とアルミ導線との継手であって、前記銅端子がコネクタ、及び銅端子のコネクタに接続される機能部品を含み、前記アルミ導線のコアが銅端子のコネクタに接続される銅端子とアルミ導線との継手において、
少なくとも前記アルミ導線のコアが遷移溶接層を介して銅端子のコネクタに接続されることを特徴とする銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項２】
前記銅端子とアルミ導線との継手は圧着領域を有し、前記圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占めることを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項３】
前記遷移溶接層は半田から形成され、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３％〜１００％を占め、好ましくは、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３０％〜１００％を占めることを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項４】
前記遷移溶接層は半田から形成され、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの５％〜１００％を占め、好ましくは、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの３５％〜１００％を占めることを特徴とする請求項２に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項５】
前記半田の金属材質は融点がアルミの以下である金属または合金であり、好ましくは、前記半田の金属材質には亜鉛が含まれ、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の３０％以上を占め、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の６０％以上を占めることを特徴とする請求項３または４に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項６】
前記銅端子とアルミ導線との継手はさらに強化溶接層を有し、
好ましくは、前記強化溶接層はアルミ導線のコアの端面を覆い、
好ましくは、前記強化溶接層の厚さが０〜１５ｍｍであり、より好ましくは、前記強化溶接層の厚さが１.５〜５.５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項７】
前記銅端子の材質は銅または銅合金であり、
好ましくは、前記銅端子のコネクタ形状は扁平状、弧状または両端が開口された中空柱状であり、中空柱状体の側面が閉鎖されまたは閉鎖されていないことを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項８】
前記銅端子の表面にはさらにメッキ層が含まれ、
好ましくは、前記メッキ層の厚さが３μｍ〜５０００μｍであり、より好ましくは、前記メッキ層の厚さは５μｍ〜１０００μｍであり、
好ましくは、前記メッキ層は電気メッキ、電磁溶接、アーク式溶射または圧接という方式で銅端子に付着され、
好ましくは、前記メッキ層の金属材質はクロムまたはクロム合金、亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、チタンまたはチタン合金、ジルコニウムまたはジルコニウム合金、ニッケルまたはニッケル合金、銀または銀合金、金または金合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せであり、
より好ましくは、前記メッキ層の金属材質は亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、ニッケルまたはニッケル合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せであることを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項９】
前記アルミ導線のコアの材質はアルミまたはアルミ合金であり、好ましくは、前記アルミ導線は中実導線または多芯導線であることを特徴とする請求項１に記載の銅端子とアルミ導線との継手。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの１項に記載の銅端子とアルミ導線との継手を製造するプラズマ溶接方法であって、以下のステップを含み、即ち、
１）アルミ導線のコアと銅端子のコネクタを組み合わせ、 
２）アルミ導線のコアと銅端子のコネクタとを圧着によって押し付けることで、圧着領域を形成し、
３）半田を銅端子に運び、好ましくは、半田を銅端子のコネクタに運び、好ましくは、半田をアルミ導線と銅端子との圧着領域に運び、プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との接続隙間に充填させることで遷移溶接層を形成することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかの１項に記載の銅端子とアルミ導線との継手を製造するプラズマ溶接方法であって、以下のステップを含み、即ち、
１）半田がアルミ導線のコア、または少なくとも銅端子のコネクタとアルミ導線のコアとの接続部分を包み、アルミ導線のコアと銅端子のコネクタを組み合わせ、
２）アルミ導線のコア、半田、及び銅端子のコネクタを圧着によって押し付けることで、圧着領域を形成し、
３）プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を銅端子とアルミ導線との間に溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との隙間に充填させることで、遷移溶接層を形成することを特徴とする方法。
【請求項１２】
ステップ３）において、プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を溶融させ、まず強化溶接層を形成してから、溶接過程を続いて、半田を銅端子とアルミ導線との隙間に充填させることで、遷移溶接層を形成し、
好ましくは、前記強化溶接層の厚さが０〜１５ｍｍであり、より好ましくは、前記強化溶接層の厚さが１.５〜５.５ｍｍであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ２）において、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積が少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占め、
好ましくは、ステップ２）において、前記銅端子とアルミ導線との継手が圧着された後、アルミ導線のコアの圧縮率が７０％〜９０％の間にあり、より好ましくは、圧着されたアルミ導線のコアの圧縮率が７５％〜８５％の間にあり、
好ましくは、ステップ３）において、前記プラズマ溶接の電離と保護のガスは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガスまたはキセノンガスであり、より好ましくは、前記プラズマ溶接の電離と保護のガスはアルゴンガスであり、
好ましくは、ステップ３）において、前記プラズマ溶接の溶接電流は５Ａ〜１００Ａの間にあり、より好ましくは、前記プラズマ溶接の溶接電流は２０Ａ〜８０Ａの間にあり、
好ましくは、ステップ３）において、前記プラズマ溶接の電離ガスの流量は１〜５L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は３〜１２L／ｍｉｎであり、より好ましくは、電離ガスの流量は２〜３L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は５〜１０L／ｍｉｎであり、 
好ましくは、ステップ３）において、前記プラズマ溶接の溶接ガンの軸方向と銅端子の軸方向との夾角が４５°より小さく、より好ましくは２０°より小さく、
好ましくは、ステップ３）において、前記銅端子とアルミ導線との継手に対してプラズマ溶接を行った後、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３％〜１００％を占め、より好ましくは、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３０％〜１００％を占め、
好ましくは、ステップ３）において、前記銅端子とアルミ導線との継手に対してプラズマ溶接を行った後、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの５％〜１００％を占め、より好ましくは、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの３５％〜１００％を占め、
好ましくは、ステップ３）において、前記半田の金属材質は融点がアルミの以下である金属または合金であり、より好ましくは、前記半田の金属材質には亜鉛が含まれ、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の３０％以上を占め、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の６０％以上を占めることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハーネス分野に属して、銅端子とアルミ導線との継手及びプラズマ溶接によって接続される方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
銅は優れた導電性、熱伝導、可塑性を有するから大幅に適用される。ただし、銅資源が不足し、銅のコストが高い。そのため、人類は銅の代替品を探して、コストを低減させる。アルミの値段が比較的に低く、同じように優れた導電性、熱伝導及び可塑性加工性を有するため、アルミを銅に差し替えることは現在の主な発展傾向であるが、アルミのある性能は銅より劣って、多数の部材にとって、完全にアルミを銅に差し替えることができないから、アルミ部材と銅部材との間の継手を溶接するという状況がある。例えば、アルミ類材料からなる導線をケーブルとして使用し、このようなケーブルをいろんな電気装置における銅端子に接続し、または銅ケーブルとが互いに接続される場合に、銅とアルミとの接触端で溶接を介して接続される。従来技術の銅端子は、一般にはコネクタ(または接続端とも呼ばれる）、及びコネクタの後端の機能部品(または固定端とも呼ばれる）を含み、コネクタがアルミ導線に接続されるために用いられ、機能部品は電気機器の端末、例えば自動車のエンジンまたは蓄電池などに接続されるために用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アルミと銅との接続導電に対して、解決されていない二つの技術問題があり、即ち、１）アルミは活性金属であり、乾燥の空気で、アルミの表面にはすぐに緻密な酸化膜が形成され、アルミがさらに酸化されていなく、且つ耐水になるが、その同時に、アルミ導線の導電性能を大幅に低減させる。２）銅とアルミとは、異なる元素であり、銅の金属不活性がアルミより大きく、銅とアルミとの間には大きい電極電位差があり、この二つの金属が接続され通電されてから、電気化学反応が生じる恐れがあり、それによって、アルミ線がだんだんに酸化され、アルミ線の機械強度と導電性を低減させる。
【０００４】
従来のハーネスの通常の接続技術において、銅端子と導線との接続方式は主に圧着であり、即ち、導線のコアを端子のコネクタに入れて、端子圧着金型によって、機械方式で端子と導線を圧着する。ただし、銅端子とアルミ導線という組み合せに対して、伝統の圧着方法はアルミ導線と銅端子が時間の経過とともに発生した電気化学反応、及びこれによる銅端子とアルミ導線との継手の力学性能及び電気性能が低下するという問題を解決することができない。
【０００５】
従って、低コストで、銅端子とアルミ導線との接続を解決する斬新な方法を必要とする。
【０００６】
従来技術において銅とアルミとの接続による電気化学腐食が生じやすく、アルミが酸化され、継手強度が時間の経過とともに低減するという問題を克服するために、本発明は銅端子とアルミ導線との継手及びその製造方法を提供する。該継手及びその製造方法は銅とアルミの電気化学腐食を避け、銅とアルミと継手の力学性能及び電気性能を向上させ、銅とアルミとの継手の寿命を延ばす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記目的は以下の技術手段によって実現され、即ち、
本発明は銅端子とアルミ導線との継手及びその製造方法を提供し、前記銅端子がコネクタ、及び銅端子のコネクタに接続される機能部品を含み、前記アルミ導線のコアが銅端子のコネクタに接続され、少なくとも前記アルミ導線のコアが遷移溶接層を介して銅端子のコネクタに接続される。前記遷移溶接層は半田から形成される。具体的には、前記遷移溶接層は半田が溶融してから、銅端子のコネクタとアルミ導線との接続隙間に充填されることで形成される。前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３％〜１００％を占め、好ましくは、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３０％〜１００％を占める。
【０００８】
本発明において、前記銅端子とアルミ導線との継手は圧着領域を具備する。前記圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占める。前記遷移溶接層は半田から形成される。前記遷移溶接層は半田が溶融してから、銅端子とアルミ導線との接続隙間に充填されることで形成される。前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの５％〜１００％を占め、好ましくは、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの３５％〜１００％を占める。
【０００９】
本発明の継手と溶接方法において、前記半田の金属材質は融点がアルミの以下である金属または合金である。好適な実施形態として、前記半田の金属材質には亜鉛が含まれ、なぜならば、亜鉛の融点が銅とアルミより低いから、加工過程において、半田を加熱溶融する場合に、亜鉛を溶融させるが、前記銅端子とアルミ導線との継手を溶融しないように温度を制御し、これによって、前記継手の力学性能と電気性能に影響しなく、且つ亜鉛の値段が比較的に低い。より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の３０％以上を占め、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の６０％以上を占める。
【００１０】
好適な実施形態として、前記銅端子とアルミ導線との継手はさらに強化溶接層を有する。好ましくは、前記強化溶接層はアルミ導線のコアの端面を覆い、前記強化溶接層の厚さが０〜１５ｍｍであり、より好ましくは、前記強化溶接層の厚さが１.５〜５.５ｍｍである。
【００１１】
本発明の銅端子とアルミ導線との継手は遷移溶接層、または遷移溶接層及び強化溶接層を介して、銅端子とアルミ導線を切り離し、銅とアルミとの電気化学腐食を効果的に低減させる。且つ強化溶接層はアルミ導線の端面を覆うため、銅端子と導線のコアが空気と水分に接触することがなく、腐食をさらに減少させる。また、遷移溶接層と強化溶接層は銅端子とアルミ導線との継手をしっかりと固定し、継手の引抜き力を効果的に増加させる。
【００１２】
本発明において、前記銅端子の材質は銅または銅合金であり、好ましくは、前記銅端子のコネクタは扁平状、弧状または両端が開口された中空柱状であり、中空柱状体の側面が閉鎖されまたは閉鎖されていない。
【００１３】
好適な実施形態として、前記銅端子のコネクタと機能部品とが一体として形成される。前記コネクタは銅端子とアルミ導線とを接続するための部材であり、前記機能部品は銅端子と電気装置とが接続される固定領域であり、ケーブルの末端の装着固定、及び銅端子と電気装置との電気的な接続を実現するための主な領域である。
【００１４】
好適な実施形態として、前記銅端子の表面にはさらにメッキ層が含まれ、好ましくは、前記メッキ層の厚さが３μｍ〜５０００μｍであり、より好ましくは５μｍ〜１０００μｍである。前記メッキ層は電気メッキ、電磁溶接、アーク式溶射または圧接などの方式で銅端子に付着される。
【００１５】
前記間隔金属層の厚さは３μｍ〜５０００μｍである。好適な実施形態として、間隔金属層の厚さは５μｍ〜１０００μｍの間にある。間隔金属層の厚さは３μｍより小さいと、圧着しまたは溶接する場合に、間隔金属層は銅端子とアルミ導線によって破壊され、銅とアルミとが接触することで、間隔金属層が銅とアルミを間隔するという作用を果たしていない恐れがあり、間隔金属層の厚さが５０００μｍより大きいと、ほとんどの間隔金属層の材質の導電性が銅及びアルミより劣るから、間隔金属層の厚さが大きくなることによって、銅端子とアルミ導線との継手の電圧降下が高くなり、また、間隔金属層の使用量が大きくなり、コストが増えるが、銅端子とアルミ導線との継手の電気性能及び力学性能が著しく向上していない。一般的には、メッキまたはアーク式溶射という方式で間隔金属層を固定すれば、間隔金属層の厚さが３μｍ〜１０００μｍに達して、電磁溶接または圧接という方式を利用すれば、間隔金属層の厚さが１０００μｍ〜５０００μｍに達するから、本発明の間隔金属層が３μｍ〜５０００μｍという厚さの範囲内にされる。
【００１６】
前記メッキ層の金属材質はクロムまたはクロム合金、亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、チタンまたはチタン合金、ジルコニウムまたはジルコニウム合金、ニッケルまたはニッケル合金、銀または銀合金、金または金合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せであり、より好ましくは、前記メッキ層の金属材質は亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、ニッケルまたはニッケル合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せである。
【００１７】
本発明の継手及び溶接方法において、関わるアルミ導線のコアはアルミまたはアルミ合金であってもよい。前記アルミ導線は中実導線または多芯導線である。
【００１８】
本発明はさらに前記銅端子とアルミ導線との継手のプラズマ溶接方法を開示し、該溶接方法は以下のステップを含み、即ち、
１）アルミ導線のコアと銅端子のコネクタを組み合わせ、
２）アルミ導線のコアと銅端子のコネクタとを圧着によって押し付けることで、圧着領域を形成し、
３）半田を銅端子に運び、好ましくは、半田を銅端子のコネクタに運び、好ましくは、半田をアルミ導線と銅端子との圧着領域に運び、プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との接続隙間に充填することで遷移溶接層を形成する。
【００１９】
他の実施形態として、事前に半田を充填してから、接続してもよく、具体的な溶接方法は以下のステップを含み、即ち、
１）半田がアルミ導線のコア、または少なくとも銅端子のコネクタとアルミ導線のコアとの接続部分を包み、アルミ導線のコアと銅端子のコネクタを組み合わせ、
２）アルミ導線のコア、半田、及び銅端子のコネクタを圧着によって押し付けることで、圧着領域を形成し、
３）プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を銅端子とアルミ導線との間に溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との隙間に充填することで、遷移溶接層を形成する。
【００２０】
前記二つの方式の好適な実施形態として、ステップ３）において、プラズマアーク溶接によって溶接し、半田を溶融させ、まず強化溶接層を形成してから、溶接過程を続いて、半田を銅端子とアルミ導線との隙間に充填させることで、遷移溶接層を形成し、好ましくは、前記強化溶接層の厚さが０〜１５ｍｍであり、より好ましくは、前記強化溶接層の厚さが１.５〜５.５ｍｍである。
【００２１】
以上の銅端子とアルミ導線との継手を製造する方法において、以下の補足説明があり、即ち、
ステップ２）において、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積が少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占め、
ステップ２）において、圧着されたアルミ導線の圧縮率が７０％〜９０％の間、より好ましくは７５％〜８５％の間にある。アルミ導線の圧縮率が７０％より低いと、アルミ導線が細糸に圧着され、耐えられる引張力が小さくなり、端子とアルミ導線との機械性能の不足を招致し、且つ、アルミ導線が圧密されると、半田がアルミ導線のスリットに入り難くなり、半田の端子とアルミ導線に対する切り離し作用を減少させ、圧縮率が９０％より高いと、アルミ導線と銅端子との間の隙間が大きすぎて、接触が不十分になり、アルミ導線と銅端子との継手の機械性能及び電気性能の不足を招致する。
【００２２】
ステップ３）において、前記プラズマ溶接の電離と保護のガスは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガスまたはキセノンガスであり、より好ましくはアルゴンガスであり、
ステップ３）において、前記プラズマ溶接の溶接電流は５Ａ〜１００Ａの間、より好ましくは２０Ａ〜８０Ａの間にあり、
ステップ３）において、電離ガスの流量は１〜５L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は３〜１２L／ｍｉｎであり、より好ましくは、電離ガスの流量は２〜３L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は５〜１０L／ｍｉｎであり、
ステップ３）において、前記プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角が４５°より小さく、より好ましくは２０°より小さく、
ステップ３）において、前記銅端子とアルミ導線との継手に対してプラズマ溶接を行った後、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３％〜１００％を占め、より好ましくは、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３０％〜１００％を占め、実験の証明によって、溶込み深さの全体のコネクタの長さに占める比例が多いほど、コネクタの力学性能と電気性能がより優れて、熔接深さの全体のコネクタの長さに占める比例が３％より低いと、コネクタの力学性能及び電気性能が著しく低減する。
【００２３】
ステップ３）において、プラズマ溶接された後、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの５％〜１００％を占め、好ましくは、前記半田の溶込み深さが全体の圧着領域の長さの３５％〜１００％を占める。実験の証明によって、溶込み深さの全体の圧着領域に占める比例が多いほど、コネクタの力学性能と電気性能がより優れて、熔接深さの全体の圧着領域に占める比例が５％より低いと、コネクタの力学性能及び電気性能が著しく低減する。
【００２４】
ステップ３）において、前記半田材質は融点がアルミの以下である金属または合金であり、好ましくは、前記半田の金属材質は融点がアルミの以下である金属または合金であり、より好ましくは、前記半田の金属材質は亜鉛であり、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の３０％以上を占め、より好ましくは、前記亜鉛が半田の総重量の６０％以上を占める。
【００２５】
本発明は初めて半田をプラズマアーク溶接に合わせて、銅端子とアルミ導線との継手の製造に適用される。現在、銅端子とアルミ導線との継手の製造は、主に圧着という方式を利用し、即ち、機械圧着という方式で銅端子とアルミ導線との間の接続を実現する。ハーネス分野の生産において、現在、プラズマアーク溶接によって銅端子とアルミ導線との継手の製造を行う人がない。
【００２６】
まず、単純のプラズマアーク溶接は銅端子とアルミ導線との継手の溶接強度及び安定性を保証し難く、ハーネスの、銅端子とアルミ導線との継手の機械強度、及び使用安定性に対する要求を満たしていない。単純の銅端子とアルミ導線とが接触し溶接されば、アルミと銅との融点はそれぞれ６６０℃と１０８３℃であるから、溶接する場合に同期に溶融することができない。溶接継目内には銅リッチ金属などの脆性金属化合物が存在し、溶接品質が悪くて、ハーネス分野の、銅端子とアルミ導線との継手に対する電気及び力学的な使用要求を満たしていない。
【００２７】
本発明は半田、プラズマアーク溶接が共同に銅端子とアルミ導線との接続に適用されることで、銅端子とアルミ導線との継手の機械性能及び電気性能を確保する。より重要なのは、半田がアルミ導線と銅端子との接続部分の接続隙間に溶融し、遷移溶接層を形成し、または、前記半田が溶融し、まず強化溶接層を形成してから、溶接過程を続いて、半田を銅端子とアルミ導線との隙間に充填させることで、遷移溶接層を形成する。
【００２８】
遷移溶接層はアルミ導線のコアと銅端子を切り離し、且つ銅端子とアルミ導線との継手と外部空気、水との接触をほとんど切り離し、銅端子が直接的にアルミ導線のコアに接触することによる電気化学腐食を効果的に避け、遷移溶接層によって、銅とアルミとの間の電圧降下を減少させ、銅端子とアルミ導線との継手の寿命を向上させ、銅端子とアルミ導線との継手の機械性能及び長期使用の電気性能を確保する。本発明の強化溶接層は銅端子とアルミ導線との継手の機械性能をさらに向上させ、アルミ導線のコアと外部空気、水との接触を完全に切り離し、銅端子とアルミ導線との継手の寿命をさらに延ばす。
【００２９】
また、プラズマアーク溶接の安定性、発熱量及び温度はいずれも一般的なアーク溶接より高い。一般的なアーク溶接より、大きい溶け込み力及び溶接速度を具備する。その溶接時間は普通のアーク溶接時間より少なくとも２０％以上短くなり、消費電力量は少なくとも３０％以上低減し、銅端子とアルミ導線との継手の製造コストを著しく低減させる。
【００３０】
特に指摘するのは、半田とプラズマアーク溶接によって、銅端子とアルミ導線のコアを溶接する前に、まず、銅端子とアルミ導線を圧着させることは、銅とアルミとの接続端子の力学性能及び電気性能を強化させる。プラズマアーク溶接と半田との共用使用は、ある程度で力学性能及び電気性能を向上させるが、半田はただ溶融してから、毛細管作用によって線材の表面に分布され、銅端子との接続を形成するから、性能に対する向上は限りがある。好適な実施形態として、銅端子とアルミ線に対して通常の機械圧着を行ってから、プラズマアーク溶接をして、機械性能を強化させた上に、半田によって銅とアルミとの間の電位差を減少させ、電気性能を保証する。明らかに、半田と圧着とが協力するようにプラズマアーク溶接がされた銅端子とアルミ導線との継手の力学性能及び電気性能を強化させる。特に突出するのは、６０％以上の亜鉛を半田とする場合に、プラズマアーク溶接及び圧着に合わせて、銅端子とアルミ導線との継手の電圧降下の最大下落が１５％程度であり、引抜き力の最大伸びが２０％程度である。
【００３１】
本発明による優勢は以下の通り、即ち、
１、本発明は初めてプラズマアーク溶接と半田を結合して、遷移溶接層を形成することを、銅端子とアルミ導線との継手の製造に適用し、銅端子とアルミ導線との継手の機械性能及び電気性能を強化させた上に、銅端子とアルミ導線のコアとが直接的に接触することによる電気化学腐食を効果的に避け、遷移溶接層によって、銅とアルミとの間の電位差を減少させ、銅端子とアルミ導線との継手の寿命を向上させる。
【００３２】
２、本発明の強化溶接層はさらに銅端子とアルミ導線との継手の機械性能を向上させ、アルミ導線のコアと外部空気、水との接触を完全に切り離し、銅端子とアルミ導線との継手の寿命をさらに延ばす。
【００３３】
３、プラズマアーク溶接によって、銅端子とアルミ導線との継手を溶接する過程において、溶融した半田、加熱された銅端子及びアルミ導線はいずれもプラズマアーク溶接による不活性ガスの保護にあり、空気中の酸素がアルミ導線をさらに酸化しないように切り離し、溶接された銅端子とアルミ導線との継手の電気性能及び寿命を保証する。
【００３４】
４、半田とプラズマアーク溶接によって、銅端子とアルミ導線のコアを溶接する前に、まず、銅端子とアルミ導線を圧着させることは、銅とアルミとの接続端子の力学性能及び電気性能を強化させる。銅端子とアルミ導線との継手の電圧降下の最大下落は１５％程度であり、引抜き力の最大伸びは２０％程度である。
【００３５】
５、プラズマアーク溶接の安定性、発熱量及び温度がいずれも一般的なアーク溶接より高い。一般的なアーク溶接より、大きい溶け込み力及び溶接速度を具備する。その溶接時間は普通のアーク溶接時間より少なくとも２０％以上短くなり、消費電力量が少なくとも３０％低減し、銅端子とアルミ導線との継手の製造コストを著しく低減させる。プラズマアーク溶接の加工過程が安定で、銅端子とアルミ導線との継手の品質を効果的に保証する。
【００３６】
６、伝統の圧着方式で銅端子とアルミ導線との継手を製造する場合に、銅端子のコネクタは弧状または両端が開口された中空柱状でなければならなくて、本発明はいろんな形状の銅端子とアルミ導線との継手の製造に適用され、圧着などの方式で銅端子とアルミ導線との継手を製造する場合に、銅端子の形状選択面の制約を効果的に解決する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】銅端子の例示態様を示す。
【図２】アルミ導線の例示態様を示す。
【図３】アルミ導線と銅端子との接続の例示態様を示す。
【図４】接続された銅端子とアルミ導線との平面図の例示態様を示す。
【図５】溶接された銅端子と多芯アルミ導線との縦断面の例示態様を示す。
【図６】溶接された銅端子と中実アルミ導線との縦断面の例示態様を示す。
【図７】溶接された銅端子とアルミ導線との横断面の例示態様を示す。
【図８】本発明に適用されるコネクタが円筒状の銅端子であることをを示す。
【図９】図８における銅端子の、本発明の方法に応じて溶接された例示態様を示す。
【図１０】接続された扁平状の銅端子とアルミ導線との側面図の例示態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下は具体的な実施例によって、本発明の技術案をさらに説明し、具体的な実施例は本発明の保護範囲に対する限定ではない。他者は本発明の理念に応じてなされたいくつかの非本質的な補正及び調整は相変わらず本発明の保護範囲に属している。
【００３９】
実施例１   銅端子とアルミ導線との継手
図１及び図８に示すように、前記銅端子１はコネクタ１.２、及びその後端の機能部品１.１を含む。
【００４０】
図２に示すように、前記アルミ導線２は、アルミ芯線２.２及び絶縁層２.１が含まれる多芯導線である。
【００４１】
アルミ導線２のコアがコネクタ１.２に接続され、具体的には、図５に示される継手の縦断面図である。アルミ導線の前端とコネクタとの隙間には遷移溶接層３が含まれ、アルミ導線の前端にはさらに、アルミ導線の前端端面を完全に覆うとともに、遷移溶接層と一体として形成される強化溶接層４が含まれる。
【００４２】
図３に示すように、前記強化溶接層の厚さが０〜１５ｍｍであり、好ましくは、前記強化溶接層の厚さが１.５〜５.５ｍｍである。
【００４３】
図５に示すように、前記銅端子とアルミ導線コアとの間は圧着領域を有し、前記圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占める。
【００４４】
実施例２   銅端子とアルミ導線との継手
実施例１と比べると、以下の相違点があり、即ち、前記継手は強化溶接層を具備していない。
【００４５】
実施例３   銅端子とアルミ導線との継手
実施例１と比べると、以下の相違点があり、即ち、図１０に示すように、前記銅端子のコネクタの形状は扁平状であり、前記アルミ導線は治具または金型によって、事前に銅端子に圧着され、プラズマアーク溶接によって、半田を銅端子とアルミ導線との間に溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との隙間に充填することで、遷移溶接層を形成する。
【００４６】
実施例４  銅端子とアルミ導線との継手
実施例１と比べると、以下の相違点があり、即ち、
図５に示すように、前記銅端子の表面にはさらにメッキ層５が含まれ、
好ましくは、前記メッキ層の厚さが３μｍ〜５０００μｍであり、より好ましくは、前記メッキ層の厚さが５μｍ〜１０００μｍであり、
好ましくは、前記メッキ層は電気メッキ、電磁溶接、アーク式溶射または圧接という方式で銅端子に付着され、
前記電気メッキ方法のステップは以下の通り、即ち、１、メッキ層金属が陽極にあり、２、メッキ対象である物質が陰極にあり、３、陰極陽極がメッキされた金属の陽イオンからなる電解液に接続され、４、直流電の電源が入ると、陽極の金属が酸化され(電子を喪失する）、溶液における陽イオンが陰極で (電子を得る）原子に還元されるとともに陰極の表層に蓄積される。
【００４７】
前記電磁溶接の方法のステップは以下の通り、即ち、１、圧接対象になる二つの金属を積み上げ、２、電磁溶接機器が溶接領域で高圧力磁場を形成し、二つの金属が電磁力で原子エネルギーレベルでの衝突を発生させることで、二つの金属を溶接する。
【００４８】
前記アーク式溶射方法は、間隔金属層をアーク領域に搬送して霧化し、圧縮ガスの作用で高速にワークの表面に溶射し、アーク式溶射層を形成する。
【００４９】
前記圧接方法のステップは以下の通り、即ち、１、圧接対象になる二つの金属を積み上げ、２、圧力を付与することで、メッキ対象になる表面を十分に拡散させ、原子の間の結合を実現し、３、金属の異なり及び圧力源の異なりに応じて、温度を増える方法で溶接効果を向上させ、溶接時間を短くする。
【００５０】
好ましくは、前記メッキ層の金属材質はクロムまたはクロム合金、亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、チタンまたはチタン合金、ジルコニウムまたはジルコニウム合金、ニッケルまたはニッケル合金、銀または銀合金、金または金合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せであり、より好ましくは、前記メッキ層の金属材質は亜鉛または亜鉛合金、錫または錫合金、ニッケルまたはニッケル合金のうちの一つまたは複数の金属の組み合せである。
【００５１】
実施例５   銅端子とアルミ導線との継手
実施例１と比べると、図６に示すように、以下の相違点があり、即ち、前記アルミ導線は中実導線である。
【００５２】
実施例６   銅端子とアルミ導線とのプラズマ溶接方法
図１に示すように、本発明の銅端子１は機能部品１.１、及び機能部品に接続されるコネクタ１.２を有する。本実施例において、コネクタは翼状であり、その端面がＵ字型構成である。
【００５３】
図２に示すように、本発明のアルミ導線２は多芯アルミコア２.２と外層の絶縁層２.１を有し、圧着する前に、銅端子のサイズに応じて一部の絶縁層を剥離する。
【００５４】
銅端子とアルミ導線との継手の製造ステップは具体的に以下の通り、即ち、
図３に示すように、アルミ導線から絶縁層を剥離し、銅端子の翼型コネクタに入れて、圧着金型によって、アルミ導線を銅端子の翼型コネクタに圧着させ、前記圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域面積の１％を占め、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占める。
【００５５】
圧着された後、アルミ導線のコアの圧縮率が７０％〜９０％の間、好ましくは、７５％〜８５％の間にあり、これによって、銅端子とアルミ導線との継手の機械性能及び導電性を保証し、圧着された銅端子とアルミ導線との継手は図４に示される。
【００５６】
具体的には、半田を銅端子に運び、好ましくは、半田を銅端子のコネクタに運び、好ましくは、半田をアルミ導線と銅端子との圧着領域に運び、プラズマアーク溶接によって、半田を溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との接続隙間に充填することで遷移溶接層を形成する。
【００５７】
プラズマ溶接の電離と保護ガスは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガスまたはキセノンガスであってもよく、より好ましくはアルゴンガスであり、電離ガスの流量は１〜５L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は３〜１２L／ｍｉｎであり、より好ましくは、電離ガスの流量は２〜３L／ｍｉｎであり、保護ガスの流量は５〜１０L／ｍｉｎであり、溶接過程において、プラズマ溶接の溶接ガンの軸方向と銅端子の軸方向との夾角が４５°より小さく、より好ましくは２０°より小さく、プラズマ溶接の溶接電流は５Ａ〜１００Ａであり、より好ましくは２０Ａ〜８０Ａであり、
溶接過程において、溶接温度の中心領域は４００℃〜５５０℃に達して、半田を溶融さぜ、まず強化溶接層４を形成してから、溶接過程を続いて、半田を銅端子とアルミ導線との隙間に充填させることで、遷移溶接層３を形成し、銅端子とアルミ導線との継手の最終状態の縦断面図は図５に示され、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３％〜１００％を占め、より好ましくは、前記半田の溶込み深さが銅端子のコネクタの長さの３０％〜１００％を占め、好ましくは、半田の溶込み深さは全体の圧着領域の長さの５％〜１００％を占め、より好ましくは全体の圧着領域の３５％〜１００％を占める。
【００５８】
前記半田の金属材質は融点がアルミの以下である金属または合金であり、このように、溶接溶融する場合に、アルミ導線のコアが溶融していなく、半田が毛細管作用によって、アルミ導線のコアと銅端子との間に浸み込み、遷移溶接層を形成し、または本実施例において、まず強化溶接層を形成してから、遷移溶接層を形成する。
【００５９】
図７に示すように、銅端子のコネクタとアルミ導線との圧着部分の横断面図であり、半田が銅端子のコネクタとアルミ導線との間にぴったりと融合し、空気と水の、アルミ導線のコアに対する腐食を切り離すように保証し、空気と水の、銅端子とアルミ導線との継手に対する電気化学腐食を効果的に避ける上に、銅とアルミによく導電し、銅端子とアルミ導線との継手の機械性能、電気性能及び寿命を保証する。
【００６０】
実施例７ 銅端子とアルミ導線とのプラズマ溶接方法
実施例６と比べると、以下の相違点があり、即ち、前記銅端子のコネクタの形状は扁平状、弧状構成であり、溶接するときに、まず半田を銅端子に運び、好ましくは、半田を銅端子のコネクタに運び、好ましくは、半田をアルミ導線と銅端子との圧着領域に運び、プラズマアーク溶接によって、半田を溶融させ、毛細管作用によって銅端子とアルミ導線との接続隙間に充填することで遷移溶接層を形成する。溶融した半田はただ銅端子のコネクタとアルミ導線との接続隙間に充填され、遷移溶接層を形成し、強化溶接領域を形成していない。
【００６１】
実施例８ 銅端子とアルミ導線のプラズマ溶接方法
実施例６と比べると、以下の相違点があり、即ち、
１.アルミ導線から絶縁層を剥離してから、固体の薄層半田リングを絶縁層が剥離されたアルミ導線のコアに外嵌めて、そして、銅端子のコネクタを入れて、圧着する。
２.銅端子のコネクタは両端が開口された中空柱状の構成であり、その側面が閉鎖されまたは閉鎖されていない。
【００６２】
実施例９ 銅端子とアルミ導線との接続方法
実施例６と比べると、以下の相違点があり、即ち、
アルミ導線から絶縁層を剥離してから、固体の薄層半田が少なくとも銅端子のコネクタとアルミ導線のコアとの接触部分を包み、そして、アルミ導線のコアを銅端子のコネクタ領域に入れて、圧着する。
【００６３】
実施例１０ 異なる接続方法の、銅端子とアルミ導線との継手の電圧降下及び引抜き力に対する影響
同じ仕様と構成の銅端子とアルミ導線を利用して、以下の５つの方法で銅端子とアルミ導線との継手を製造し、方法のごとに１０つのサンプルを製造し、合計５０つのサンプルがある。
【００６４】
方法１：圧着
アルミ導線は直接的に金型によって銅端子に圧着される。
【００６５】
方法２：プラズマアーク溶接
プラズマアーク溶接によって、銅端子とアルミ導線を直接的に溶接する。プラズマアーク溶接の溶接電流は４０Ａであり、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。
【００６６】
溶接方法３：圧着+プラズマアーク溶接
実施例６を参照し、アルミ導線は金型によって、銅端子に圧着され、そしてプラズマアーク溶接によって、圧着された銅端子とアルミ導線を溶接する。圧着された後、アルミ導線の圧縮率は８０％であり、プラズマアーク溶接の溶接電流は４０Ａである。電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンの軸方向と銅端子の軸方向との夾角は１５°である。
【００６７】
溶接方法４：プラズマアーク溶接+半田
半田を銅端子のコネクタに運び、プラズマアーク溶接によって、銅端子とアルミ導線を溶接する。プラズマアーク溶接の溶接電流は４０Ａであり、
半田には９０％の亜鉛と１０％のアルミが含まれ、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。
【００６８】
溶接方法５：圧着+プラズマアーク溶接+半田
アルミ導線は金型によって銅端子のコネクタに圧着される。半田を銅端子のコネクタに運び、プラズマアーク溶接によって、圧着された銅端子とアルミ導線をともに溶接する。プラズマアーク溶接の溶接電流は４０Ａであり、半田は９０％の亜鉛と１０％のアルミであり、圧着されてから、アルミ導線の圧縮率は８０％であり、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。
【００６９】
前記５つの方法で銅端子とアルミ導線との継手を製造してから、５組の合計５０つのサンプルの電圧降下と引抜き力に対して、同じ試験方法でテストを行って、各組のサンプルのテストパラメータに対して平均を求め、テスト結果はテーブル１を参照すればよい。
【表１】
2020522872.tif 000003
【００７０】
テーブル１から分かるように、銅端子とアルミ導線との継手は圧着のみまたはプラズマアーク溶接のみの方式(方法１と方法２）で製造される場合に、継手の引抜き力が低く、電圧降下が高く、銅端子とアルミ導線との継手の使用中で達すべきである力学と電気性能という要求を満たしていない。方法３を使用する場合に、、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力を向上させるが、その電圧降下がまだ高く、相変わらず銅端子とアルミ導線との継手の使用中で達すべきである電気性能という要求を満たしていない。本発明に記載の方法４と方法５で製造された銅端子とアルミ導線との継手は、銅端子とアルミ導線との継手の使用で達すべきである力学と電気性能という要求を満たす。明らかに、本発明の圧着+プラズマアーク溶接+半田である銅端子とアルミ導線との継手の製造方法で製造された継手の力学性能と電気性能は、前記５つの方法で一番優れる。
【００７１】
実施例１１ 異なる亜鉛基比例の半田の、銅端子とアルミ導線との継手の性能に対する影響
溶接方法は実施例６を参照し、制御変数法を利用して、溶接電流は４０Ａであり、電離アルゴンガスの流量は３L／ｍｉｎであり、保護アルゴンガスの流量は８L／ｍｉｎであり、アルミ導線の圧縮率は８０％であり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。半田が異なる亜鉛基比例に応じて、実施例３の銅端子とアルミ導線との継手の製造方法で継手を製造する。製造された継手に対して、同じテスト方法で引抜き力と電圧降下のテストを行って、各種のサンプルについて１００個を製造し、テストし、その平均を求める。テストの結果はテーブル２を参照すればよい。
【表２】
2020522872.tif 000004
【００７２】
テーブル２から分かるように、亜鉛の占める重量比例が高いほど、銅端子とアルミ導線との電圧降下が低くなり、つまり、銅端子とアルミ導線との継手の電気性能が優れる。
【００７３】
亜鉛系比例において亜鉛が半田の総重量の３０％以上を占める半田によって、銅端子とアルミ導線との継手を製造する場合に、その継手の引抜き力の性能はほとんどの銅端子とアルミ導線との継手の使用力学性能の要求を満たす。亜鉛基比例において亜鉛が半田の総重量の６０％以上を占める半田によって、銅端子とアルミ導線との継手を製造する場合に、その継手の引抜き力の性能は銅端子とアルミ導線との継手の使用力学性能という要求を完全に満たす。
【００７４】
実施例１２ アルミ導線のコアの圧縮率の、銅端子とアルミ導線との継手性能に対する影響
異なるアルミ導線のコアの圧縮率の、銅端子とアルミ導線との継手性能に対する影響をテストするために、本実施例は制御変数法を利用して、実施例６の銅端子とアルミ導線との継手の製造方法でテーブル３に示される異なる継手を製造する。溶接電流は４０Ａであり、電離アルゴンガスの流量は３L／ｍｉｎであり、保護アルゴンガスの流量は８L／ｍｉｎであり、半田には９０％の亜鉛と１０％のアルミが含まれ、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。各方法による継手のサンプルは１０個であり、テストし、その平均を求める。圧縮率及びテスト結果はテーブル３を参照すればよい。
【表３】
2020522872.tif 000005
【００７５】
本テーブルのテスト結果によれば、圧着された後、アルミ導線のコア圧縮率は７０％〜９０％の間にあり、銅端子とアルミ導線との継手の電気性能及び力学性能がよい。より好ましくは、圧着された後、アルミ導線のコア圧縮率が７５％〜８５％の間にあり、銅端子とアルミ導線との継手の電気性能と力学性能はより顕著である。。
【００７６】
実施例１３ 異なる強化溶接層の厚さの、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力及び電圧降下に対する影響
異なる強化溶接層の厚さの、銅端子とアルミ導線との継手性能に対する影響を証明するために、１７組の異なる強化溶接層の厚さのサンプルを製造し、各組のサンプルは１０本であり、そして、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力及び電圧降下をテストし、各強化溶接層の厚さのテスト結果の平均をテーブルに記入し、詳細はテーブル４を参照すればよい。
【００７７】
溶接方法は実施例６を参照し、半田は９０％の亜鉛と１０％のアルミであり、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。
【００７８】
テーブル４のデータから分かるように、銅端子とアルミ導線との継手の強化溶接層の厚さが１５ｍｍを超えると、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力と電圧降下性が著しく低下になる。従って、強化溶接層の厚さは０〜１５ｍｍであるように選択し、強化溶接層の厚さは１.５ｍｍ〜５.５ｍｍである場合に、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力と電圧降下の性能が優れる。
【表４】
2020522872.tif 000006
【００７９】
実施例１４ 異なる半田の溶込み深さの、銅端子とアルミ導線との継手性能に対する影響
溶込み深さの、銅端子とアルミ導線との継手の引抜き力及び電圧降下に対する影響を検証するために、４４組の異なる溶込み深さの溶接サンプルを製造し、各組のサンプルは１０本である。
【００８０】
溶接方法は実施例６を参照し、半田は９０％の亜鉛と１０％のアルミであり、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は１５°である。
【００８１】
以下のテーブル５から分かるように、溶込み深さの、コネクタ長さに占める比例または圧着領域の長さに占める比例が大きいほど、銅端子とアルミ導線との継手の力学性能及び電気性能が優れて、ただし、熔接深さの圧着領域の長さに占める比例が５％以下になり、または熔接深さのコネクタ長さに占める比例が３％以下になると、銅端子とアルミ導線との継手の力学性能及び電気性能が著しく低減する。前記半田の溶込み深さが銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の３５％〜１００％を占め、または前記半田の溶込み深さのコネクタ長さに占める比例が３０％〜１００％になると、銅端子とアルミ導線との継手の力学性能及び電気性能が優れる。
【表５】
2020522872.tif 000007
【００８２】
実施例１５ 異なる圧着領域の面積の、銅端子とアルミ導線との継手性能に対する影響
銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積の、継手の引抜き力及び電圧降下に対する影響を検証するために、１２組みの異なる圧着領域の面積の溶接サンプルを製造し、各組のサンプルは１０本である。
【００８３】
溶接方法は実施例６を参照し、半田は８０％の亜鉛と２０％のアルミであり、電離ガスであるアルゴンガスの流量は２.５L／ｍｉｎであり、保護ガスであるアルゴンガスの流量は７.５L／ｍｉｎであり、プラズマ溶接の溶接ガンと銅端子との軸方向の夾角は２０°である。
【表６】
2020522872.tif 000008
【００８４】
前記テーブル６から分かるように、銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域面積の、アルミ導線と銅端子との重畳領域の面積に占める比例が多いほど、コネクタの力学性能と電気性能がより優れ、ただし、圧着領域面積の、アルミ導線と銅端子との重畳領域の面積に占める比例が１％以下になると、コネクタの力学性能及び電気性能が著しく低減する。従って、圧着領域の面積が少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１％を占めるように選択し、好ましくは、前記銅端子とアルミ導線との継手の圧着領域の面積は少なくともアルミ導線と銅端子との重畳領域の面積の１０％を占める。
【符号の説明】
【００８５】
１  ・・・銅端子；
１.１  ・・・機能部品；
１.２  ・・・コネクタ；
２  ・・・アルミ導線；
２.１  ・・・絶縁層；
２.２  ・・・アルミ芯線；
３  ・・・遷移溶接層；
４  ・・・強化溶接層；
５  ・・・端子メッキ層。
【図１】
2020522872.tif 000009
【図２】
2020522872.tif 000010
【図３】
2020522872.tif 000011
【図４】
2020522872.tif 000012
【図５】
2020522872.tif 000013
【図６】
2020522872.tif 000014
【図７】
2020522872.tif 000015
【図８】
2020522872.tif 000016
【図９】
2020522872.tif 000017
【図１０】
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【国際調査報告】
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