Verfahren zum Zusammenlöten von Teilen aus Aluminium. Um Teile aus Aluminium zusammenzu löten, sind schon die verschiedensten Vor schläge gemacht worden. Man hat versucht, die zu vereinigenden Aluminiumflächen zuerst unter Verwendung von Flussmitteln mit einer dünnen Lotschicht zu überziehen und dann die beiden Lotschichten miteinander zu ver löten. Es zeigt sich aber, dass dieses Ver fahren nur einen Erfolg gibt, wenn unmittel bar nach dem Überziehen der Aluminium flächen mit der Lotschicht sofort daran anschliessend auch die beiden Lotschichten verlötet werden. Das ist aber technisch nur sehr selten durchführbar.
Handelt es sich um Aluminiumwicklungen elektrischer Maschi nen, so ist es in der Regel nicht möglich, die Aluminiumleiter nach ihrem Einbau mit einer Lotschicht zu überziehen und unmittel bar darauf die Leiter untereinander zu ver löten. Wie bei Kupferleitern sollten vielmehr aus Gründen einer rationellen Montage die Leiter vor dem Einbau mit der Lotschicht überzogen werden können, so dass nach dem Einbau lediglich die Verlötung der Leiter vorzunehmen ist. Bei dem beschriebenen Weichlotverfahren für Aluminiumleiter ist aber diese Forderung nicht erfüllbar, weil sich im Zeitabschnitt zwischen dem Auf bringen des Lotüberzuges und der endgültigen Verlötung der Leiter auf dem Überzugslot bereits eine neue Oxydschicht gebildet hat, die beim Lötvorgang das richtige Fliessen des neu hinzukommenden Lotes behindert.
Diese Oxydschicht verdankt ihre Entstehung den. Spuren von Aluminium, die sich während des Überziehens der Aluminiumflächen mit dem Überzugslot in diesem gelöst haben. Besonders bei feuchter Luft erfolgt diese Bildung der Oxydschicht ausserordentlich rasch.
Um diesen Mangel zu beheben, hat man die Aluminiumteile vor ihrem Zusammenlöten mit einem galvanisch aufgebrachten Metall überzug versehen und dann zum Zusammen löten der Aluminiumteile einfach diese beiden Metallüberzüge verlötet. Der oben erwähnte Nachteil ist damit vermieden, denn galva nisch niedergeschlagene Metallbeläge können vor dem Einbau der Aluminiumleiter berge-. stellt und beispielsweise verzinnt werden. Dafür zeigen aber galvanisch niedergeschla gene Metallschichten meistens eine gewisse Sprödigkeit.
Sind die Wärmeausdehnungs koeffizienten zwischen dem Aluminium und der galvanisch niedergeschlagenen Überzugs schiebt, die üblicherweise aus Kupfer bestellt, verhältnismässig gross, so bilden sich beim Verlöten starke Wärmespannungen aus, die zu einer weitgehenden Loslösung der gal vanisch niedergeschlagenen Meta1lschichten führen können. Dieses Verfahren wird daher nur ungern verwendet, da dessen Zuverlässig- keit aus den geschilderten Gründen sehr zu wünschen übrig lässt. Schliesslich ist auch das galvanische Niederschlagen einer genü gend dicken Metallschicht ein recht zeit raubender und verhältnismässig kostspieliger Arbeitsvorgang.
Ebensowenig kann ein weiteres Verfahren befriedigen, bei welchem sogenanntes plat- tiertes Aluminium zusammengelötet wird. Das Verfahren besteht darin, auf die betref fenden Aluminiumflächen bei Sintertemperatur je einen Metallbelag aufzuwalzen oder auf zuschweissen und dann die beiden Metall beläge durch irgendein bekanntes Lötver fahren miteinander zu verlöten. Das Auf schweissen, Plattieren oder Einwalzen bei Sintertemperatur benötigt aber besondere Einrichtungen und die Herstellung dieser Plattierung ist ausserdem verhältnismässig kostspielig. Des weiteren wird das Aluminium bei diesem Verfahren erweicht, so dass die Gefahr einer Rekristallisation bestellt.
Durch das Erweichen des Aluminiums werden auch häufig die mechanischen Eigenschaften des selben beeinträchtigt, und der Anwendung dieses Verfahrens sind dementsprechende Grenzen gesetzt.
Von diesen geschilderten Nachteilen der bekannten Verfahren ist nun das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung frei. Beson dere Einrichtungen werden nicht benötigt, und die elektrischen oder mechanischen Eigen schaften des Aluminiums erfahren keinerlei Beeinträchtigung. Das erfindungsgemässe Ver fahren ist ferner universell anwendbar, erfor- dert keinerlei besonders geschulte Kräfte und ist vor allem gegenüber den bekannten Ver fahren wesentlich billiger und einfacher in seiner Anwendung. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Zusammenlöten von Alumi niumteilen ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die beiden zu vereinigenden Aluminium- s flächen zunächst je ein vom Lot metallisch verschiedener Metallbelag aufgelötet wird und daraufhin die beiden Metallbeläge unterein ander verlötet werden.
Besonders geeignet sind kupferne Meta11- beläge, die mittels eines Zinn enthaltenden Lotes auf die Aluminiumteile aufgelötet wer den. Zum Verlöten der beiden Kupferbeläge wird man zweckmässig ebenfalls ein Zinnlot verwenden. Das Auflöten der Kupferbeläge kann unter solchen Umständen gleichzeitig mit dem Verzinnen derselben stattfinden, so dass beim späteren Verlöten der beiden Kup ferbeläge untereinander die Verzinnung nicht mehr vorgenommen zu werden braucht. Die Aluminiumteile mit den aufgelöteten und verzinnten Kupferbelägen können praktisch beliebig lang gelagert werden. Das ist beson ders vorteilhaft, wenn es sich um die Ver lötung voll Spulenenden aus Aluminium han delt.
Man wird dann zunächst alle Spulenenden mit den aufgelöteten Metallbelägen versehen, dann die Spulen in die elektrische Maschine einbauen und nach dem Einbau die Spulen enden zusammenlöten. ' (äeeignet sind als Metallbeläge besonders solche in Pollenform; zweckmässig können die Folien noch perforiert werden.
An Stelle von Folien kann man auch den Metallbelag durch Umwickeln des Aluminiumteils mit Drähten oder Bändern herstellen und dieselben auf das Aluminium auflöten, Ferner ist es möglich, die Aluminiumteile nach Entfernen der Oberflächenoxydschicht zunächst mit einem Lot zu überziehen und auf die noch flüssige Lotschicht ein Metallpulver aufzu bringen, welches dann als Metallbelag dient. In allen diesen Fällen wird vorzugsweise als Metallbelag Kupfer und als Lot ein Zinn enthaltendes Lot gewählt, obwohl an Stelle von Zinn manchmal auch Kadmium treten kann. Vor dem Auflöten der Metallbeläge auf die Aluminiumteile werden die ersteren mit Vorteil mit dem zur Verwendung kommenden Lot in einem Schmelzbad überzogen.
Method for soldering together parts made of aluminum. A wide variety of proposals have been made to solder aluminum parts together. Attempts have been made to first coat the aluminum surfaces to be united with a thin layer of solder using flux and then to solder the two layers of solder together. It has been shown, however, that this method is only successful if the two solder layers are soldered immediately after the aluminum surfaces have been coated with the solder layer. However, this is only very rarely technically feasible.
In the case of aluminum windings in electrical machines, it is generally not possible to cover the aluminum conductors with a layer of solder after they have been installed and then to solder the conductors to one another immediately. As with copper conductors, it should rather be possible to cover the conductors with the solder layer prior to installation for reasons of rational assembly, so that after installation only the conductors have to be soldered. With the soft soldering process described for aluminum conductors, however, this requirement cannot be met, because in the period between the application of the solder coating and the final soldering of the conductors, a new oxide layer has already formed on the coating solder, which hinders the correct flow of the newly added solder during the soldering process .
This oxide layer owes its formation to the. Traces of aluminum that have dissolved in the solder during the coating of the aluminum surfaces. This formation of the oxide layer takes place extremely quickly, especially in moist air.
In order to remedy this deficiency, the aluminum parts have been provided with a galvanically applied metal coating before they are soldered together and then simply soldered these two metal coatings to solder the aluminum parts together. The disadvantage mentioned above is thus avoided, because galvanically deposited metal coatings can be recovered before the aluminum conductor is installed. and can be tinned, for example. In return, however, electroplated metal layers usually show a certain brittleness.
If the coefficients of thermal expansion between the aluminum and the galvanically deposited coating, which is usually made of copper, are relatively large, strong thermal stresses develop during soldering, which can lead to a substantial detachment of the galvanically deposited metal layers. This method is therefore used only reluctantly, since its reliability leaves a lot to be desired for the reasons described. Finally, the galvanic deposition of a sufficiently thick metal layer is also a very time-consuming and relatively expensive process.
Another method in which so-called plated aluminum is soldered together is just as unsatisfactory. The method consists in rolling a metal coating or welding it onto the relevant aluminum surfaces at sintering temperature and then soldering the two metal coatings together using any known soldering method. The welding, plating or rolling at sintering temperature, however, requires special equipment and the production of this plating is also relatively expensive. In addition, the aluminum is softened in this process, so that there is a risk of recrystallization.
The softening of the aluminum also often affects the mechanical properties of the same, and the application of this process is accordingly limited.
The method according to the present invention is now free from these disadvantages of the known methods. Special facilities are not required, and the electrical or mechanical properties of aluminum are not impaired in any way. The method according to the invention can also be used universally, does not require any specially trained workers and, above all, is significantly cheaper and easier to use than the known methods. The method according to the invention for soldering together aluminum parts is characterized in that first a metal covering different from solder is soldered onto each of the two aluminum surfaces to be united, and then the two metal coverings are soldered together.
Copper metal coverings, which are soldered onto the aluminum parts by means of a solder containing tin, are particularly suitable. It is also advisable to use tin solder to solder the two copper coverings. The soldering of the copper linings can under such circumstances take place at the same time as the tinning of the same, so that the tinning no longer needs to be carried out when the two copper linings are later soldered to one another. The aluminum parts with the soldered and tinned copper coatings can be stored for practically any length of time. This is particularly advantageous when it comes to soldering full coil ends made of aluminum.
All coil ends are then provided with the soldered-on metal coatings, then the coils are installed in the electrical machine and, after installation, the coils are soldered together. '(Metal coverings in pollen form are particularly suitable; the foils can also be perforated for practical purposes.
Instead of foils, the metal covering can also be produced by wrapping wires or bands around the aluminum part and soldering them onto the aluminum.Furthermore, after removing the surface oxide layer, it is possible to first coat the aluminum parts with a solder and then apply a metal powder to the still liquid solder layer to bring, which then serves as a metal covering. In all these cases, copper is preferably chosen as the metal coating and a solder containing tin as the solder, although cadmium can sometimes be used instead of tin. Before the metal coverings are soldered onto the aluminum parts, the former are advantageously coated with the solder to be used in a molten bath.