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Verfahren zum Löten von Aluminium oder Aluminiumlegierungen.
Das Zusammenlöten von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ohne Verwendung von Flussmitteln umfasst gewöhnlich folgende Arbeitsgänge : Die zu verbindenden Stellen werden zunächst gereinigt und mit Hilfe eines Schaber, einer Stahldrahtbürste, eines Sehmirgeltuehes, einer Feile od. dgl. aufgerauht. In diese aufgerauhten Flächen werden oft noch Rillen eingekratzt. Darauf erwärmt man die so vorbereiteten Flächen und reibt sie mit Lot ein, bis dieses die Lötstellen ganz bedeckt. Beim Verreiben nimmt das geschmolzene Lot das an der Aluminiumoberfläche nach dem Reinigen und Aufrauhen wieder gebildete Oxyd auf, so dass an den Stellen, an denen die Aluminiumoxydhaut tatsächlich zerstört ist, das Lot haftet, da sich an diesen Stellen eine Legierung zwischen dem Aluminium und dem Lot bilden kann.
Das Verreiben des Lotes geschieht entweder mit dem Lötstab selbst oder z. B. mit einer Draht- bürste, welche manchmal mit einem Lötkolben verbunden ist. Ein etwa sich bildender Schaum wird entfernt. Nach dieser Operation werden die zu verbindenden Teile in die gewünschte Lage gebracht und unter Hinzufügung frischen Lotes und nach weiterem Erwärmen zusammengelötet. Es wird empfohlen, während dieses Arbeitsganges die Erwärmung indirekt vorzunehmen.
Die Nachteile dieses Verfahrens sind bekannt. Auf die mechanische Festigkeit der so erzielten
Verbindungen kann man sich nicht verlassen, und die Korrosionsfestigkeit lässt zu wünschen übrig.
Man hat versucht, die Lotzusammensetzung zu verbessern, jedoch ohne durchgreifenden Erfolg, da die Ursache der erwähnten Nachteile nicht erkannt wurde. Bei dem üblichen Bürsten mit Lot hat man nämlich nicht die Gewissheit, dass sich das Lot an allen Stellen mit dem Aluminium richtig legiert.
Das geschmolzene Lot bedeckt die ganze Fläche, und es entsteht der Eindruck, als ob eine vollkommene Bindung erzielt sei. Das braucht aber keinesfalls Tatsache zu sein ; denn es bildet sich bereits eine zusammenhängende Fläche des Lotes, wenn das Lot sich mit dem Aluminium an einigen genügend nahe beieinander liegenden Punkten verbunden hat. Der blosse Augenschein gibt daher keine Gewähr für die Güte der Lötverbindung. Ferner haftet sämtlichen bekannten Verfahren, bei welchen keine Flussmittel verwendet werden, der weitere Nachteil an, dass das von der meistens nur teilweise zerstörten
Oxydhaut des Aluminiums herrührende Aluminiumoxyd durch das Verreiben des Lotes nicht entfernt, sondern vom Lot aufgenommen wird.
Die Korrosionsbeständigkeit des auf diese Weise verunreinigten Lotes wird stark herabgesetzt, da die Oxydeinschlüsse für die korrodierenden Agenzien Angriffspunkte sind.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile vermieden, und es wird die Möglichkeit gegeben, Teile aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen einwandfrei miteinander zu verlöten. Das wird dadurch erreicht, dass die Verbindungsflächen nach den üblichen Vorbereitungsmassnahmen, also Reinigung der Oberfläche, etwaigem Aufrauhen, Erwärmen und Einreiben mit Lot, vor dem endgültigen Verlöten so kräftig mit bekannten Werkzeugen, wie Bürsten, Schaber od. dgl., behandelt werden, dass nur eine dünne Legierungsschicht auf den Verbindungsflächen verbleibt, deren einwandfreie Beschaffenheit durch den Augenschein geprüft werden kann, während alles überflüssige Lot, das nicht vollständig legiert ist und in dem losgerissene Oxydhautteilchen mehr oder weniger aufgelöst sind, entfernt wird.
Erst nach Entfernen des unlegiert gebliebenen verunreinigten Lotes wird die zur eigentlichen Lötverbindung erforderliche Lotmenge auf das Vorlot aufgebracht, worauf die Teile verlötet werden. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen nur die gröbsten Verunreinigungen und nur Teile des unlegiert gebliebenen Lotes entfernt wurden, wird bei dem neuen Verfahren fast das gesamte auf die Aluminiumoberfläche aufgetragene Lot wieder entfernt mit Ausnahme einer sehr dünnen Schicht des Vorlotes, die mit dem
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Aluminium eine einwandfreie Legierung gebildet hat. Durch das Bürsten und die Entfernung des Lotes wird die Oxydhaut des Aluminiums zerstört und entfernt, was die vollständige Bindung gewährleistet.
Nach dieser Vorbereitung werden die zu verbindenden Flächen in die gewünschte Lage gebracht und unter Erwärmen mit frischem Lot zusammengelötet. Man erhält auf diese Weise eine viel bessere Bindung als nach den bekannten Verfahren. Da das Aluminiumoxyd entfernt ist, ist bei der Verwendung des gleichen Lotes auch die Korrosionsbeständigkeit der Lötstelle besser. Nach der Vorbereitung der zu verbindenden Stellen durch Abbürsten mit dem flüssigen Lot erhält man Flächen, die praktisch kein vom Aluminiumgegenstand herrührendes Oxyd mehr aufweisen.
Die, nicht fest legierten Lötteile können auch mit Hilfe eines scharfkantigen Werkzeuges, wie z. B. eines Schaber, entfernt werden. Ein solches Werkzeug kann auch benutzt werden, um die Reinigung der Verbindungsfläehen durch kräftiges Bürsten oder Scheuern noch zu verbessern. Nachdem die Flächen, wie vorher beschrieben, mit einer dünnen Legierungsschieht überzogen sind, kann man nach Zusammenstellen der zu verbindenden Stücke in die gewünschte Lage frisches Lot auftragen und nun das scharfkantige Werkzeug über die ganze präparierte Fläche ziehen. Hiebei werden der sich auf dem Lot ausbildende dünne Oxydfilm sowie etwa in flüssigem Lot suspendierte und auf ihm schwimmende Verunreinigungen restlos entfernt. Selbstverständlich muss dafür gesorgt werden, dass genügend Lot auf der Lötnaht verbleibt.
Die Arbeitskante des Schaber soll den abzustreifenden Flächen genau angepasst
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ein Flachstahl, der der jeweils gewünschten Form angepasst ist.
Die Verbindungsflächen müssen so gestaltet werden, dass sie dem Schaber zugänglich sind, auch
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untere Kante des anzulötenden Blechstreifens ab, so dass nach der Präparierung und dem Zusammen- bringen der zu verbindenden Teile der Blechstreifen das darunterliegende Blech nur mit einer scharfen
Kante berührt, wobei z. B. diese Kante auf der einen Seite mit dem Blech einen Winkel von 450 bildet und zum Abstreifen ein diesem Winkel angepasster Flachstahl benutzt wird, dessen Ende einen Winkel von 450 bildet.
Bei der Reparatur von gebrochenen Gussstucken feilt man die zu verbindenden Kanten bzw.
Flächen vor dem Löten zurecht.
Die besten Resultate hinsichtlich Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit werden erreicht, wenn man nach Zusammenstellen der zu verbindenden Stücke das flüssige Lot nur an einer kleinen Stelle aufträgt und es mit dem Schaber über die ganze präparierte Fläche nachzieht. Der vordere Teil der
Arbeitskante des Schaber streift dabei den Oxydfilm ab, während der hintere Teil das flüssige Lot nachzieht, so dass die präparierte Fläche sich nicht mehr oxydieren kann und der Übergang von der legierten, vorbereiteten Fläche zum reinen Lot ein ganz allmählicher und ununterbrochener ist. Zweckmässig wird dieser Arbeitsgang unter Luftabschluss durchgeführt, was z.
B. dadurch erreicht wird, dass man die nicht oxydierende Flamme eines Brenners oder einer Lötlampe, welche ganz oder teilweise die nötige Wärme liefert, zugleich auf die nächste abzustreifende Stelle, auf den Schaber und auf das nachgezogene bzw. narhfliessende Lot richtet und sie mit dem Abstreifwerkzeug bewegt. Auf diese Weise ist der Luftzutritt verhindert, und der übliche dünne Oxydfilm auf der Lötstelle kann sich erst nach vollzogener Lötung bilden. Die schädlichen, kolTosionsfördernden Oxydeinschlüsse, welche die nach andern Verfahren hergestellten Lötverbindungen verunreinigen, sind nicht oder praktisch nicht vorhanden.
Wenn die zusammenzulötenden Stücke zu gross sind, so muss man das oben beschriebene Nachziehen des Lotes mit dem Schaber in mehreren Schritten ausführen, d. h. man lötet zunächst auf einer Distanz von z. B. 15 bis 20 cm, gibt neues Lot an der Stelle hinzu, wo man stehengeblieben war, zieht auf einer weiteren Distanz von 15 bis 20 CM : das Lot nach und fährt so weiter fort, bis die ganze Lötung durchgeführt ist.
Soll ein Rohr nach dem erfindungsgemässen Verfahren in eine Muffe gesteckt und festgelötet werden, so werden zunächst der äussere Teil des Rohrendes und der innere Teil der Muffe mit Lot abgebürste oder abgerieben (wie oben beschrieben) ; zweckmässig verwendet man eine rotierende, mechanisch angetriebene, runde Bürste. Nach dieser Vorbereitung wird das Rohrende in die Muffe, vorzugsweise rotierend, eingeschoben, wobei die Oxydschicht ähnlich wie beim oben beschriebenen Abstreifen zum grössten Teil ausgestossen wird ; die Muffe soll auf dem Rohr ein geringes Spiel haben. Selbstverständlich müssen sich Muffe und Rohrende beim Einschieben mindestens auf Schmelztemperatur des Lotes befinden.
Ist nun das Rohrende in die Muffe eingesehoben, so bürste man an einem Ende der Muffe die Oxydhaut an der Naht mit frischem Lot ab, genau wie bei der Präparierung der zu verbindenden Flächen, hält die Naht unter Luftabschluss mit Hilfe einer nichtoxydierenden Flamme und schmelz oder giesst frisches Lot hinein. Dieses Lot fliesst durch die Verbindungsstelle in ihrer ganzen Länge hindurch und füllt diese Verbindungsstelle aus.
Dieses Löten von Rohren in Muffen bzw. weiteren Rohren gelang nach den bisherigen Verfahren nicht. Eine wichtige Anwendung findet das erfindungsgemässe Lötverfahren beim Herstellen von Rahmen-
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Rahmen gab es bis jetzt nicht ; man begnügte sich damit, Rohre aus Aluminiumlegierung in Muffen- stücke aus Stahl einzuklemmen, wobei eine Lockerung nach einiger Zeit unvermeidlich ist ; dieser Nach- teil besteht bei den neuen gelöteten Rohrverbindungen nicht.
Die Überlegenheit des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt sich auch besonders drastisch beim
Löten von grossen Buchstaben aus dünnem Blech, wobei die Blechstreifen senkrecht zueinander stumpf gelötet werden müssen. Die Lötung gelingt einwandfrei, während beim Arbeiten nach den bekannten
Verfahren die schon gelöteten Stellen des Buchstaben sich infolge der entstehenden Spannungen wieder auflösen, wenn die noch nicht verbundenen Stellen zusammengelötet werden, oder Verziehungen eintreten.
Auch für das Reparieren von Aluminiumgussstüeken eignet sieh das erfindungsgemässe Verfahren vorzüglich.
Selbstverständlich kann das Zusammenlöten mit einem andern Lot vorgenommen werden als mit dem beim Abbürsten der zu verbindenden Stellen verwendeten.
Für die Ausführung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung können beliebige Aluminiumlote verwendet werden, insofern sie keinen zu hohen Schmelzpunkt haben und genügende mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegen korrodierende Angriffe aufweisen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Löten von Aluminium oder Aluminiumlegierungen ohne Flussmittel, bei dem die gereinigten, gegebenenfalls aufgerauhten, mindestens auf den Schmelzpunkt des Lotes erhitzten Verbindungsstellen mit Lot eingerieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgebrachte Vorlot, mit Ausnahme einer dünnen mit dem Aluminium der Verbindungsflächen legierten Lotschicht, zusammen mit den losgerissenen und im nicht legierten Vorlot mehr oder weniger aufgelösten Oxydteilchen mit Hilfe einer Stahldrahtbürste oder eines scharfkantigen Werkzeuges entfernt wird, worauf die Teile unter Zusatz von frischem Lot miteinander vereinigt werden.