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JP2002053348A - 材料の表面を溶接する方法 - Google Patents

材料の表面を溶接する方法

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JP2002053348A
JP2002053348A JP2000236118A JP2000236118A JP2002053348A JP 2002053348 A JP2002053348 A JP 2002053348A JP 2000236118 A JP2000236118 A JP 2000236118A JP 2000236118 A JP2000236118 A JP 2000236118A JP 2002053348 A JP2002053348 A JP 2002053348A
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JP
Japan
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glass
solder
welding
laser beam
welded
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JP2000236118A
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English (en)
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Jestel Dieter
ディーター・イェステル
Korkhaus Matthias
マティーアス・コルクハウス
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INST fur ANGEWANDTE PHOTOVOLTAIK GmbH
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INST fur ANGEWANDTE PHOTOVOLTAIK GmbH
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    • C03C27/06Joining glass to glass by processes other than fusing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくともその材料の1つがガラスである、材
料の表面と表面とを溶接するための方法であって、その
溶接中に、冷却プロセスを監視する必要も、事後調整
(Nachregelung)という意味で、チェックする必要もな
い方法を提供する。 【解決手段】溶接を行なうべき表面間にはんだガラスを
入れ、溶接に必要なエネルギーをレーザービームで供給
し、また、当該はんだガラスのみが融着されるようレー
ザービームを調整することを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料の表面を溶接
するための方法であって、少なくともその材料の1つが
ガラスであり、溶接に必要なエネルギーがレーザービー
ムでもたらされる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラスを、融解(Schmelzfluss)するこ
とにより、他のガラスまたは金属と相互に結合させるに
は、当該ガラスまたは当該両方のガラスを変態点(Tran
sformationspunkt)を超えて加熱することが、ガラスの
特別な性質によってこれまでは必要不可欠であった。場
合により、融かし合わせる個所を、例えば炎でさらに加
熱する必要があった。溶接プロセスの後には、当該ガラ
スは、破壊に至る恐れのある応力を避けながら、ゆっく
りと室温まで冷却する必要があった。
【0003】最初に述べた種類の方法は、US 5 4
89 321で知られている。この場合、ガラスを溶接
すべき個所で、吸光性の材料(例えば、ある金属または
適切な酸化物)がガラス板の間に入れられる。吸光性の
材料として、特に有利なものは、酸化鉄または酸化バナ
ジウム、酸化ニッケルであることが知られている。これ
は、これらの金属イオンが、この場合に使用されている
Nd:YAGレーザーの放射波長におおむねその最大吸
光が一致しているためである。導入されたレーザーエネ
ルギーは、金属または酸化物による熱伝導により、ガラ
ス板のガラスを融かし、この時、両方の板のガラス流
(Glasstrom)が混ぜ合わされる。この場合も、引き続
いて、上述の冷却プロセスが行なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、少な
くともその材料の1つがガラスである、材料の表面と表
面とを溶接するための方法であって、その溶接中に、冷
却プロセスを、もはや監視する必要も、事後調整(Nach
regelung)という意味で、チェックする必要もない方法
を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項1の
方法で解決される。また、有利な実施形態は、従属請求
項の主題である。
【0006】本発明による方法は、溶接を行なうべき表
面間にはんだガラス(Glaslot)を入れ、また、当該は
んだガラスのみが融着されるようレーザービームを調整
することが特徴である。
【0007】
【発明の実施の形態】ここで、はんだガラスとは、融解
しやすいガラスであり、300〜450℃の溶融温度
で、低粘度であり、表面張力が小さなものを意味する。
融点450℃のガラスには、例えば、以下の成分が含ま
れている。
【0008】 70〜92%のPbO 2〜15%の(ZnO,SrO) 0.6〜15%のB23 0〜15%の(SiO2,Al23,TiO2
【0009】本方法の特別な実施例では、銀が含まれる
はんだガラスが使用される。
【0010】さらに有利な例は、当該はんだガラスを、
溶接を行なう表面間の少なくとも1つの表面上に印刷加
工(aufdrucken)することである。その後、はんだの層
を焼き付けることにより、表面に対してより良好に付着
されるようにすることもできる。
【0011】はんだガラスに添加物を混ぜ合わせ、それ
により、レーザー光の波長に対してその吸収が最大にな
るようにすることが実用的である。
【0012】第2の表面の材料は、ガラスまたは金属と
することができる。
【0013】本発明によるガラス同士の溶接の場合に、
通常、ペースト状のはんだガラスは、結合すべき表面間
に入れ、次にレーザーで加熱して、はんだガラスにガラ
ス流が生じるようにする。はんだガラスに含まれている
添加物により、はんだガラスがレーザービームで融着
(aufschmelzen)し、また、はんだガラスそのものが境
界面と反応し、それにより、凝固後、結合されるべき表
面間において、永続的な結合が生じるようになる。監視
する必要のある冷却ステップが不要である。レーザー溶
接後、溶接が行われたガラスはただちに使用することが
できる。
【0014】本発明による方法を適用するにあたり、レ
ーザービームは直接、はんだガラスに当たる必要はな
い。むしろ、結合させるガラスの少なくとも一方のガラ
スには、レーザービームを通過させることができる。
【0015】レーザーエネルギー、波長、レーザーの作
用の持続時間、はんだガラスの吸収特性、溶接を行なう
べきガラスの透過性は、最適の溶接が可能になるよう、
相互に調整する。
【0016】具体的に説明するため、図1の顕微鏡写真
を添付する。この写真は、破断した溶接部の表面を示し
ている。
【0017】顕微鏡写真の幅は、約0.5mmに相当し
ている。レーザービームのトレース1は、銀はんだガラ
ス2を通過している。溶接部を破断した際、溶接済みの
材料が、トレース1からいわば基礎部(Untergrund)か
ら引き出されている(図1におけるトレース1と銀はん
だ2との間の段差で認識される)。このことから、他方
側の表面との緊密な結合が存在しており、その結合は、
大きな力でしか破壊することができないと考えることが
できる。
【0018】上記の詳細な説明、図面、ならびに特許請
求の範囲で開示された本発明の特徴は、個別でも、どの
ような組み合わせでも、本発明を実現するために、本質
的であり得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法で溶接した溶接部を破断した表面
の顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C03C 8/24 C03C 8/24 (72)発明者 マティーアス・コルクハウス ドイツ連邦共和国,エッセン デー− 45309,アム・ブロッホ 24 Fターム(参考) 4E068 AH00 DB13 4G061 AA13 CA02 CA03 CB04 CB13 CC03 DA24 DA35 DA43 4G062 AA08 AA09 AA15 BB04 BB07 DA01 DA02 DA03 DA04 DB01 DB02 DB03 DB04 DC02 DC03 DC04 DD01 DE03 DE04 DF07 DF08 EA01 EB01 EC01 ED01 EE01 EF03 EF04 EG01 FA01 FA10 FB01 FB02 FB03 FB04 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM10 MM11 NN32 PP12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】材料の表面を溶接するための方法であっ
    て、少なくともその材料の1つがガラスであり、溶接に
    必要なエネルギーがレーザービームでもたらさる方法に
    おいて、溶接を行なうべき表面間にはんだガラスを入れ
    ること、また、当該はんだガラスのみが融着されるよう
    レーザービームを調整することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法において、銀が含ま
    れるはんだガラスが使用されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の方法において、
    はんだガラスが、溶接を行なう少なくとも1つの表面上
    に印刷されることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】請求項1〜3に記載の方法において、第2
    の表面の材料が、ガラスまたは金属であることを特徴と
    する方法。
JP2000236118A 1999-04-23 2000-08-03 材料の表面を溶接する方法 Pending JP2002053348A (ja)

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