CZ289499B6 - Kovový prvek na bázi hliníku a způsob jeho výroby - Google Patents

Kovový prvek na bázi hliníku a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ289499B6
CZ289499B6 CZ19941943A CZ194394A CZ289499B6 CZ 289499 B6 CZ289499 B6 CZ 289499B6 CZ 19941943 A CZ19941943 A CZ 19941943A CZ 194394 A CZ194394 A CZ 194394A CZ 289499 B6 CZ289499 B6 CZ 289499B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
flux
coating
particles
aluminum
metal element
Prior art date
Application number
CZ19941943A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ194394A3 (en
Inventor
Edward James Morley
Morten Syslak
Original Assignee
Norsk Hydro A. S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norsk Hydro A. S. filed Critical Norsk Hydro A. S.
Publication of CZ194394A3 publication Critical patent/CZ194394A3/cs
Publication of CZ289499B6 publication Critical patent/CZ289499B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/002Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of light metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Kovov² prvek na b zi hlin ku, opat°en² povlakem, obsahuj c m zafixovan stice tavidla pro p jen , p°i em prvek je opat°en povrchovou vrstvou ztuhl ho kovu, v n je tavidlo fixov no ve form jednotliv²ch stic, rovnom rn rozd len²ch v povlaku. P°i zp sobu v²roby kovov ho prvku na b zi hlin ku se na kovov² prvek nanese povlak roztaven ho kovu a na tento roztaven² povlak se nar en m proti tomuto povlaku nanesou stice tavidla, na e se kovov² prvek zchlad za ztuhnut povlaku a zafixov n stic tavidla ve ztuhl m povlaku.\

Description

Oblast techniky
Vynález se týká kovového prvku na bázi hliníku. Součást vynálezu tvoří rovněž způsob výroby tohoto prvku.
Dosavadní stav techniky
V případě, že jsou spojovány hliníkové prvky nebo prvky ze slitin hliníku (dále budou oba tyto typy prvků uváděny jako prvky na bázi hliníku), například při výrobě výměníku tepla, nanáší se na ně obvykle tavidlo před pájením natvrdo za atmosférických podmínek nebo v atmosféře neutrálního plynu, například dusíku. Tavidlo se používá k rozrušení nebo odstranění jemného povlaku oxidu hliníku, který se rychle vytváří na povrchu těchto prvků.
Tento film oxidu interferuje s nanášením kovových povlaků a také se spojováním prvků pájením natvrdo nebo naměkko nebo svařováním. Film je nutno odstranit a zabránit jeho opětnému 20 vytvoření, aby bylo možno oba kovové prvky spojit.
V současné době se užívá řada různých tavidel k odstranění vrstvy oxidu. Tavidla na bázi chloridů rozruší film oxidu, avšak pak je nutno tento materiál odstranit vzhledem kjeho hygroskopické a korozivní povaze. Materiály na bázi fluoridů, například směsi tetrafluoro- hlinitanu draselného a hexafluorohlinitanu draselného jsou výhodné, protože nezanechávají korozivní zbytky.
Uvedené materiály se obvykle uvedou do suspenze ve vodě nebo v jiném rozpouštědle, a pak se nanášejí ve formě povlaku na povrch prvků na bázi hliníku, je možno je nanášet postřikem nebo 30 máčením. Jde obvykle o součást postupu, prováděného na běžícím pásu, přičemž tento stupeň se provádí těsně před spojováním prvků. Obvykle vyžaduje nanesení tavidla další sušicí stupeň tak, aby byla odstraněna voda nebo rozpouštědlo před zahříváním na teplotu, při níž je možno pájet natvrdo a při níž kov taje a tavidlo je účinné při spojování prvků navzájem. Toto sušení však snižuje efektivnost postupu, prováděného na pásu.
Mimoto není tímto způsobem možno dosáhnout rovnoměrné rozložení tavidla ani přítomnost tavidla na celém povrchu spojovaných prvků.
Byl navržen další postup, který může odstranit nutnost sušicího stupně. Jde o elektrostatické 40 ukládání tavidla ve formě suchého prášku na prvky před pájením natvrdo. Elektrostaticky uložený materiál však nedostatečně lne k povrchu prvků, takže prvky není možno skladovat nebo přepravovat po delší dobu před pájením natvrdo. Je zřejmé, že postup je omezen na postupy, prováděné na pásu.
Vývoj průmyslu je však takový, že může být velmi žádoucí zpracovávat uvedené prvky na jednom místě v určitém časovém období, a pak je spojovat pájením natvrdo na jiném místě.
V patentovém spisu US 4 571 352 se popisuje postup, při němž se máčí hliníková trubice do roztaveného kovu pro pájení natvrdo přes vrstvu tavidla, které je uloženo jako horní plovoucí vrstva na tavenině. Dochází tedy současně kpovlékání hliníkových trubic kovem pro pájení natvrdo a k nanesení vrstvy tavidla, takže postup, obvykle prováděný ve dvou stupních je proveden v jediném stupni a není nutno odděleně nanášet kov pro pájení natvrdo. Tento postup, založený na pohybu povlékaných trubic roztaveným tavidlem má však několik nevýhod. Především nedochází k dostatečnému přilnutí tavidla, které může být mechanicky odstraněno, 55 takže nedochází k rovnoměrné distribuci pevně lnoucího tavidla po povrchu trubice. Mimoto je
-1 CZ 289499 B6 účinnost tavidla po opakovaném roztavení zhoršená, takže je nutno nanášet tavidlo znovu před vlastním pájením natvrdo.
Vynález si klade za úkol navrhnout prvky na bázi hliníku, předem opatřeného vrstvou tavidla 5 nanesením běžného tavidla pro pájení natvrdo nebo naměkko tak, aby tavidlo zůstávalo na místě v průběhu následné přípravy, skladování a sestavování prvků, opatřených povlakem, takže by bylo možno vyloučit nutnost opětného nanesení tavidla.
Vynález si dále klade za úkol navrhnout prvky, na nichž je tavidlo rovnoměrně rozloženo 10 v každém místě spojení.
Vynález si dále klade za úkol navrhnout způsob výroby prvků na bázi hliníku tak, aby bylo možno vyloučit sušicí stupeň.
Podstata vynálezu
Podstatu vynálezu tedy tvoří kovový prvek na bázi hliníku, opatřený povlakem, obsahujícím zafixované částice tavidla pro pájení, prvek je opatřen povrchovou vrstvou ztuhlého kovu, v níž 20 je tavidlo fixováno ve formě jednotlivých částic, rovnoměrně rozdělených v povlaku.
Ve výhodném provedení je prvek opatřen povlakem slitiny zinku a hliníku. Jako částice tavidla s výhodou obsahuje částice tavidla na bázi halogenu.
Podstatu vynálezu tvoří rovněž způsob výroby kovového prvku na bázi hliníku, při němž se na kovový prvek nanese povlak roztaveného kovu, a na tento roztavený povlak se narážením proti tomuto povlaku nanesou částice tavidla, načež se kovový prvek zchladí za ztuhnutí povlaku a zafixování částic tavidla ve ztuhlém povlaku.
Ve výhodném provedení se pevné částice tavidla nanášejí stříkáním těchto částic proti povrchu kovového prvku při použití postřikového zařízení.
Podle dalšího výhodného provedení se jako pevné částice proti roztavenému povrchu kovového prvku na bázi hliníku nanášejí částice tavidla na bázi halogenu. V ještě dalším provedení se 35 tavidlo nanáší kontinuálně v postupu, při němž současně dochází k opatření kovového prvku povlakem.
Způsobem podle vynálezu je možno získat prvek na bázi hliníku, předem opatřený pevně lnoucím tavidlem při použití kovového povlaku, naneseného na prvek jako matrice pro pevné 40 zadržení nebo vazbu částic tavidla na povrch prvku. Uvedené povlaky, s výhodou ze zinku nebo slitiny zinku a hliníku jsou vzhledem ke své ochraně proti korozi a nízké teplotě tání v současné době nanášeny pro zlepšení ochrany proti korozi nebo ke zlepšení budoucího spojování prvků, například při výrobě výměníku tepla.
Bylo zjištěno, že při vhodné volbě podmínek postupu je možno udržet vrstvu povlaku v roztaveném stavu po dobu, dostatečnou pro následující nanesení tavidla.
Přehled obrázků na výkresech
Na obr. 1 je schematicky znázorněna linka pro nanášení povlaku a pokusné zařízení, užité pro nanesení tavidla. Prvek na bázi hliníku, například dutý hliníkový tvarový prvek nebo trubice 1 se nechá projít lázní roztaveného kovu 2 pro tvorbu povlaku, a pak kalibračním zařízením 3 k odstranění přebytku uloženého materiálu pro tvorbu povlaku. Řízením teploty je možné udržet 55 materiál povlaku v roztaveném stavu, takže práškový materiál tavidla může přilnout na roztavený
-2CZ 289499 B6 povrch při nanesení těchto částic tryskami postřikového zařízení 4 proti roztavené povrchové vrstvě. Po konečném zchlazení se získá lnoucí vrstva částic tavidla, pevně uložená ve ztuhlém povlakovém materiálu.
Příklad provedení vynálezu
Příklad
Hliníková trubice byla galvanizována za horka ve shora popsaném zařízení při použití slitiny zinku a hliníku (ZnAl 5 %) jako povlakového materiálu. Teplota po průchodu kalibračním zařízením byla udržována nad 385 °C a současně byly proti roztavenému materiálu povlaku postřikovým zařízením nanášeny jemně dispergované částice tavidla, šlo o směs tetrafluorohlinitanu draselného a hexafluorohlinitanu draselného.
Tímto postupem se na povlakové vrstvě vytvořila lnoucí vrstva materiálu tavidla, která byla udržena na místě i při dostatečném zchlazení trubice pro ztuhnutí povlakové vrstvy. Po dalším zchlazení ve vodě bylo možno přítomnost tavidla vizuálně potvrdit ztmavnutím povrchu trubice, což znamená, že tavidlo bylo pevně spojeno s povrchem trubice. Vyhodnocení povrchu s naneseným tavidlem bylo provedeno při použití elektronového mikroskopu pro řadové vyšetření vzorků a hmotovou spektrometrií s použitím doutnavého výboje, GDMS. Bylo prokázáno, že na povrchu povlakové vrstvy je přítomno tavidlo vzhledem ktomu, že byl prokázán fluorid, který by jinak nebyl přítomen.
Při následných zkouškách s pájením natvrdo, při nichž byly použity vzorky uvedených hliníkových trubic, opatřených povlakem ZnAl 5 % s tloušťkou 3 až 4 mikrometry po nanesení tavidla stříkací pistolí a po pájení natvrdo při teplotě 610 °C byly získány velmi dobré spoje, což znamená, že byla vyloučena nutnost dalšího nanášení tavidla.
Vynález využívá ztuhlou povlakovou vrstvu jako matrici pro zadržení nebo vazbu částic v blízkosti povrchu nebo na povrchu kovového prvku. Po dopadu částic tavidla dochází k jejich přilnutí k povlakové vrstvě. Částice tavidla zůstávají při ztuhnutí povlakové vrstvy v této vrstvě uloženy. Tím vzniká vazba částic, která je dostatečně pevná pro delší skladování nebo přepravu těchto prvků, předem opatřených tavidlem.
Povlakovou vrstvu je možno vytvořit jakýmkoliv běžným způsobem, například máčením, poléváním, postřikem a podobně. Je také možno tavidlo nanášet v odděleném stupni postupu. V tomto případě je však nutno předem zahřát a znovu roztavit ztuhlou povlakovou vrstvu před nanášením tavidla.
Při shora uvedených pokusech byly užity částice tavidla na bázi fluoridu, je však zřejmé, že při provádění způsobu podle vynálezu je možno použít jakékoliv jiné tavidlo včásticové formě. Způsob podle vynálezu je možno s úspěchem uskutečnit například při použití jakéhokoliv tavidla na bázi halogenu. V případě, že prvek má být chlazen vodou, je nutno použít tavidla, poměrně nerozpustného ve vodě.
Způsob, jímž jsou částice tavidla při provádění způsobu podle vynálezu nanášeny, se může měnit. Částice tavidla mohou vytvořit kontinuální nebo nekontinuální vrstvu na povrchu povlakového materiálu nebo přímo vněm. Je však výhodné dosáhnout rovnoměrného rozložení tavidla k dosažení jeho požadované funkce. S výhodou je možno použít nanášení ve vířivé vrstvě k zajištění rovnoměrného rozdělení částic tavidla na prvcích se složitým zevním povrchem. Zajištění, že vrstva tavidla je nanesena na celý povrch prvků před jejich sestavením může například umožnit menší odstupy mezi jednotlivými žebry při výrobě jádra výměníku tepla.
-3I
Podle základní myšlenky způsobu podle vynálezu jsou pevné částice materiálu uloženy nebo upevněny ve hmotě povlakové vrstvy. I při povrchovém styku částic materiálu s roztavenou povlakovou vrstvou dochází k dostatečně pevnému spojení mezi částicovým materiálem a povlakovou vrstvou po jejím ztuhnutí. K tomuto účelu je možno upravit rychlost, s níž jsou částice materiálu nanášeny, průměr nanášených částic, hustotu povlakové vrstvy a hloubku tak, aby bylo možno ovlivnit, do jaké hloubky jsou částice tavidla v povlakové vrstvě naneseny.
Je zřejmé, že způsobem podle vynálezu by bylo možno nanášet i další pevné částice nebo jiné částice místo částic tavidla, může jít například o práškový zinek, křemík nebo o slitiny těchto materiálů s hliníkem, jako AlZnSi, čímž je možno zvýšit množství kovu.

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Kovový prvek na bázi hliníku, opatřený povlakem, obsahujícím zafixované částice tavidla pro pájení, vyznačující se tím, že je opatřen povrchovou vrstvou ztuhlého kovu, v níž je tavidlo fixováno ve formě jednotlivých částic, rovnoměrně rozdělených v povlaku.
  2. 2. Kovový prvek na bázi hliníku podle nároku 1,vyznačující se tím, žeje opatřen povlakem slitiny zinku a hliníku.
  3. 3. Kovový prvek na bázi hliníku podle nároku2, vyznačující se tím, že jako částice tavidla obsahuje částice tavidla na bázi halogenu.
  4. 4. Způsob výroby kovového prvku na bázi hliníku podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e se na kovový prvek nanese povlak roztaveného kovu a na tento roztavený povlak se narážením proti tomuto povlaku nanesou částice tavidla, načež se kovový prvek zchladí za ztuhnutí povlaku a zafixování částic tavidla ve ztuhlém povlaku.
  5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se pevné částice tavidla nanášejí stříkáním těchto částic proti povrchu kovového prvku při použití postřikového zařízení.
  6. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že se jako pevné částice proti roztavenému povrchu kovového prvku na bázi hliníku nanášejí částice tavidla na bázi halogenu.
  7. 7. Způsob podle nároku6, vyznačující se tím, že se tavidlo nanáší kontinuálně v postupu, při němž současně dochází k opatření kovového prvku povlakem.
CZ19941943A 1992-02-12 1993-02-08 Kovový prvek na bázi hliníku a způsob jeho výroby CZ289499B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO920546A NO176484C (no) 1992-02-12 1992-02-12 En flussvedheftende aluminiumbasert komponent og fremgangsmåte for fremstilling derav

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ194394A3 CZ194394A3 (en) 1994-12-15
CZ289499B6 true CZ289499B6 (cs) 2002-02-13

Family

ID=19894866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19941943A CZ289499B6 (cs) 1992-02-12 1993-02-08 Kovový prvek na bázi hliníku a způsob jeho výroby

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5549239A (cs)
EP (1) EP0625933B1 (cs)
JP (1) JPH07503901A (cs)
KR (1) KR100257785B1 (cs)
AU (1) AU3464393A (cs)
CZ (1) CZ289499B6 (cs)
DE (1) DE69311537T2 (cs)
NO (1) NO176484C (cs)
RU (1) RU2104841C1 (cs)
WO (1) WO1993015868A1 (cs)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ291829B6 (cs) 1995-01-24 2003-06-18 Solvay Fluor Und Derivate Gmbh Způsob tvrdého pájení kovových materiálů, tavidlo k pájení kovových materiálů a způsob jeho přípravy
USD410544S (en) * 1996-10-28 1999-06-01 Storz Instrument Co. Ophthalmic surgical apparatus for performing both anterior and posterior ophthalmic surgical procedures on human patients
EP1004386A1 (en) * 1998-11-12 2000-05-31 Ford Global Technologies, Inc. Brazed assembly and method of making same
US6120848A (en) * 1998-11-17 2000-09-19 Ford Motor Company Method of making a braze sheet
ES2212997T3 (es) * 1999-03-05 2004-08-16 Alcoa Inc. Metodo de depositar un fundente o un fundente y metal sobre un sustrato metalico por soldadura fuerte.
ATE249309T1 (de) * 1999-10-25 2003-09-15 Solvay Fluor & Derivate Flussmittel für die trockenapplikation
US6317913B1 (en) 1999-12-09 2001-11-20 Alcoa Inc. Method of depositing flux or flux and metal onto a metal brazing substrate
US6755339B2 (en) * 2002-06-21 2004-06-29 Delphi Technologies, Inc. Fluxing apparatus for applying powdered flux

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4552091A (en) * 1982-05-03 1985-11-12 Darryl Feder Apparatus for metalizing metal bodies
FR2544336B1 (fr) * 1983-04-13 1985-08-09 Ziegler Sa Installation pour le revetement en continu de bande, notamment pour la galvanisation de tole d'acier
US4730093A (en) * 1984-10-01 1988-03-08 General Electric Company Method and apparatus for repairing metal in an article
US4708751A (en) * 1984-12-14 1987-11-24 Alpha Grillo-Lotsysteme Gmbh Halogen-free foam fluxes
US4571352A (en) * 1985-01-16 1986-02-18 Sanden Corporation Method for coating aluminum metal body with aluminum alloy brazing filler metal
US4615479A (en) * 1985-02-21 1986-10-07 Asahi Glass Company Ltd. Method for soldering an electrical product
JPS62140677A (ja) * 1985-12-13 1987-06-24 Taiheiyo Kiko Kk 粉粒体の塗布方法
US5100045A (en) * 1986-11-20 1992-03-31 Wiand Ronald C Method of reconditioning brazed diamond abrasive tools
JP2825949B2 (ja) * 1990-07-26 1998-11-18 サンデン株式会社 ろう付け方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO920546D0 (no) 1992-02-12
KR950700144A (ko) 1995-01-16
DE69311537D1 (de) 1997-07-17
JPH07503901A (ja) 1995-04-27
NO920546L (no) 1993-08-13
EP0625933B1 (en) 1997-06-11
AU3464393A (en) 1993-09-03
CZ194394A3 (en) 1994-12-15
WO1993015868A1 (en) 1993-08-19
NO176484C (no) 1995-04-12
NO176484B (no) 1995-01-02
RU2104841C1 (ru) 1998-02-20
EP0625933A1 (en) 1994-11-30
DE69311537T2 (de) 1997-12-04
US5549239A (en) 1996-08-27
KR100257785B1 (ko) 2000-06-01
RU94040363A (ru) 1996-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100202158B1 (ko) 알루미늄 부재의 접합법
JP3330609B2 (ja) ろう付方法
US6344237B1 (en) Method of depositing flux or flux and metal onto a metal brazing substrate
EP0847830B1 (en) Brazing aluminium alloy powder composition and brazing method using such powder composition
US6317913B1 (en) Method of depositing flux or flux and metal onto a metal brazing substrate
EP0671242A1 (en) Modified substrate surface
CZ289499B6 (cs) Kovový prvek na bázi hliníku a způsob jeho výroby
US4958763A (en) Method of soldering aluminum
WO1993008952A1 (en) Method for modifying the surface of an aluminum substrate
JPH0367470B2 (cs)
JPS6082676A (ja) 熱交換器用管の製造方法
JP2680763B2 (ja) ロウ付け用物質で被覆したアルミニウム造形品
GB2144064A (en) A method of soldering together two surfaces
JP2790849B2 (ja) めつき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修法
JPS62248510A (ja) 溶接ビ−ド切削部が補修されたアルミニウム系被覆電縫鋼管の製造方法
Bach et al. Thermal Spray Joining—Soldering and Filling of Aluminium Substrates under Atmospheric Conditions by a Combined Thermal Spray/Fusing Technique

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19930208