DD235208A1

DD235208A1 - life soldering tip

Info

Publication number: DD235208A1
Application number: DD27413485A
Authority: DD
Inventors: Klaus Wittke; Uwe Fuessel
Original assignee: Tech Hochschule
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1986-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dauerloetspitze zum Loeten und Entloeten, die aus einem Waermeleiteinsatz, vorzugsweise aus Kupfer, und einer vorzugsweise Stahlspitze derart gefuegt ist, dass die auf den Fuegeflaechen der Spitze und/oder des Waermeleiteinsatzes befindliche metallische Schicht definierter Dicke nach dem Fuegen zwischen dem Waermeleiteinsatz und der Spitze angeordnet ist. Diese Schicht kann aus einem reinem Metall oder einer metallischen Legierung bestehen, wobei die Schmelztemperatur entweder unterhalb oder oberhalb der Arbeitstemperatur der Dauerloetspitze liegen kann. Der Waermeleiteinsatz und die Stahlspitze werden beim Hersteller durch eine Laengs- und/oder Querpressverbindung fest miteinander verbunden. Die Waermeleitfaehigkeit der Verbindung zwischen dem Waermeleiteinsatz und der Spitze wird waehrend der Anwendung der Dauerloetspitze besser.The invention relates to a Dauerloetspitze for soldering and Entloeten, which is gefüegt from a Waermeleiteinsatz, preferably made of copper, and a preferably steel tip such that located on the Fuegeflaechen the top and / or Waermeleiteinsatzes metallic layer defined thickness after joining between the Waermeleiteinsatz and the top is arranged. This layer may consist of a pure metal or a metallic alloy, wherein the melting temperature may be either below or above the working temperature of the Dauerloetspitze. The heat-conducting insert and the steel tip are firmly connected to each other at the manufacturer by a longitudinal and / or transverse press connection. The thermal conductivity of the connection between the heat transfer insert and the tip is better during the application of the Dauerloetspitze.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Dauerlötspitze zum Löten und Entlöten, die im Anwendungsgebiet aller an sich bekannter Lötkolben liegt. Charakteristik der bekannten technischen LösungenThe invention relates to a Dauerlötspitze for soldering and desoldering, which is in the field of application of all known per se soldering iron. Characteristic of the known technical solutions

Lötspitzen aus Kupfer unterliegen einem großen Verschleiß. Deshalb werden sie nach DD-PS 81 029 mit Nickel- oder Eisen- bzw. Nickel-Chrom-Schichten versehen. Diese Schichten besitzen eine schlechtere thermische Leitfähigkeit als Kupfer bzw. werden bei der ersten Nachbearbeitung zerstört. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden in der Patentliteratur Dauerlötspitzen vorgeschlagen, bei denen eine massive Stahlhülse auf einen Kupferkern gefügt wird. In der DE-OS 2 657 596 wird die Stahlkappe durch Aufwürgen, Aufstauchen oder Pressen mit dem Kern verbunden. Eine weitere Möglichkeit der Verbindung zwischen Spitze aus Stahl und Wärmeleitelement aus Kupfer wird in der US-Patentschrift Nr. 3 566 074 durch Gewinde angegeben. Diese auf Kraft- und Formschluß beruhenden Möglichkeiten haben den Nachteil, daß durch die vorhandene Luft in der Fügezone bzw. durch die vorhandenen und sich bildenden Oxid- und Zunderschichten die Wärmleitfähigkeit mit zunehmender Nutzungsdauer bedeutend verringert wird. Außerdem findet durch den häufigen Temperaturwechsel in kurzer Zeit eine Lockerung der kraftschlüssigen Fügeverbindungen statt.Soldering tips made of copper are subject to great wear. Therefore, they are provided according to DD-PS 81,029 with nickel or iron or nickel-chromium layers. These layers have a lower thermal conductivity than copper or are destroyed during the first post-processing. To avoid these disadvantages, permanent soldering tips are proposed in the patent literature in which a massive steel sleeve is joined to a copper core. In DE-OS 2 657 596, the steel cap is connected by choking, upsetting or pressing with the core. Another way of connecting the steel tip to the copper heat conduction member is by threads in U.S. Patent No. 3,566,074. These based on force and form-fitting possibilities have the disadvantage that the thermal conductivity is significantly reduced with increasing useful life by the existing air in the joint zone or by the existing and forming oxide and scale layers. In addition, due to the frequent temperature change in a short time, a loosening of the frictional joint connections instead.

Die Herstellung einer Dauerlötspitze durch Reibschweißen wird durch DE-OS 2 852 799 geschützt. Der vordere Teil der Spitze und der innere Teil der Hülse müssen rotationssymmetrisch sein sowie der vordere Teil der Spitze eine Rundschulter aufweisen, an der die Reibschweißverbindung gebildet werden kann. Zur Vorbereitung des Kerns und der Hülse ist ein hoher mechanischer Bearbeitungsaufwand notwendig, da der vordere Teil der Spitze und die Hülse innen konische Flächen aufweisen. Von diesen konischen Flächen wird verlangt, daß sie möglichst in metallischer Berührung stehen, um einen guten Wärmeübergang zu erreichen. Nach dem Reibschweißen ist eine endgültige mechanische Formgebung an der Rundschulter und am Außenkonus notwendig.The production of a permanent soldering tip by friction welding is protected by DE-OS 2 852 799. The front part of the tip and the inner part of the sleeve must be rotationally symmetric and the front part of the tip has a round shoulder on which the friction-welded connection can be formed. To prepare the core and the sleeve, a high mechanical processing effort is necessary because the front part of the tip and the sleeve have conical surfaces inside. These conical surfaces are required to be in metallic contact as much as possible in order to achieve a good heat transfer. After friction welding, a final mechanical shaping on the round shoulder and on the outer cone is necessary.

Das Verlöten der Kupfereinlage mit der Stahlhülse wird in den Patenten DRP 338 210 und DRP 341 769 beschrieben. Dabei ist auf eine sorgfältige Ausführung der Lötarbeiten Wert zu legen, um den Wärmeübergang nicht zu beeinträchtigen. Außerdem bedeutet eine derartige Herstellung einen zusätzlichen Arbeitsaufwand.The soldering of the copper insert to the steel sleeve is described in the patents DRP 338 210 and DRP 341 769. Attention should be paid to a careful execution of the soldering work, so as not to impair the heat transfer. In addition, such a production means an additional workload.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, eine energie-, kupfer- und zusatzwerkstoffsparende Dauerlötspitze mit verringertem Nacharbeitsaufwand zu schaffen, die ein breites Anwendungsgebiet hat.The object of the invention is to provide an energy-, copper- and additive-saving Dauerlötspitze with reduced reworking, which has a wide range of applications.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einem Wärmeleiteinsatz aus Kupfer und einer Stahlspitze bestehende Dauerlötspitze zum Löten und Entlöten zu schaffen, die bei vereinfachter Herstellung eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit erreicht.The invention has for its object to provide a consisting of a Wärmeleiteinsatz of copper and a steel tip Dauerlötspitze for soldering and desoldering, which achieves an improved thermal conductivity with simplified production.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe unter Verwendung einer Spitze und eines mit dieser gefügten Wärmeleiteinsatzes aus vorzugsweise Kupfer dadurch gelöst, daß auf den Fügeflächen des Wärmeleiteinsatzes und/oder der Spitze eine metallische Schicht aufgebracht ist und diese Schicht nach dem Fügen zwischen Wärmeleiteinsatz und Spitze angeordnet ist. Die metallische Schicht besteht aus einem reinen Metall oder einer Metallegierung, deren Schmelzpunkt entweder unterhalb oder oberhalb der Arbeitstemperatur der Dauerlötspitze liegt.According to the invention, this object is achieved by using a tip and a heat-conducting insert made of preferably copper, in that a metallic layer is applied to the joining surfaces of the heat-conducting insert and / or the tip and this layer is arranged after joining between heat-conducting insert and tip. The metallic layer consists of a pure metal or a metal alloy whose melting point is either below or above the working temperature of the permanent soldering tip.

Die metallische Schicht kann vor dem Fügen von Wärmeleiteinsatz und Stahlspitze entweder auf dem Wärmeleiteinsatz oder auf der Fügefläche der Spitze oder auch auf den Fügeflächen beider Teile durch bekannte Beschichtungsverfahren aufgebracht sein, wobei das Metall dieser Schicht unter dem Gesichtspunkt einer hohen Wärmeleitfähigkeit auszuwählen ist und vorzugsweise aus einer Zinn-Blei-Legierung oder aus Zink besteht und die metallische Schicht vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 10 pm aufweist. Vordem ersten Erwärmen der Dauerlötspitze, d. h. vor ihrem ersten Einsatz in einem Lötkolben, sind der Wärmeleiteinsatz und die Spitze durch eine zeitweilige kombinierte Fügeverbindung des Typs Preßverbindung-Preßlötverbindung zueinander fixiert, indem die beiden Teile vorzugsweise mittels Längspressen gefügt wurden. Erst durch die Erwärmung der Dauerlötspitze bei der Inbetriebnahme des Lötgerätes tritt beim Überschreiten der Schmelztemperatur der Schicht durch die Arbeitstemperatur ein Aufschmelzen ein, und es laufen die für das Schmelzlöten typischen Vorgänge ab. Diese Vorgänge bewirken eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Schicht und führen zu deren Erstarrung. Bei der Verwendung einer metallischen Schicht mit einem Schmelzpunkt oberhalb der Arbeitstemperatur laufen ebenfalls metallurgische Vorgänge ab. Somit ist an die Stelle der zeitweilig kombinierten Fügeverbindung des Typs Preßverbindung-Preßlötverbindung eine Schmelzlötverbindung bzw. eine Preßlötverbindung, also eine stoffschlüssige, hoch wärmeleitende Fügeverbindung zwischen Wärmeleiteinsatz und Spitze getreten. Ein Auseinanderfallen von Spitze und Wärmeleiteinsatz während der ersten Erwärmung wird durch den größeren linearen Wärmedehnungskoeffizienten des Innenteils verhindert. Die ursprüngliche Preßverbindung wird während des Einsatzes der Dauerlötspitze im Lötgerät durch die häufigen Temperaturwechselvorgänge abgebaut.The metallic layer can be applied prior to the joining of Wärmeleiteinsatz and steel tip either on the Wärmeleiteinsatz or on the joining surface of the tip or on the joining surfaces of both parts by known coating methods, wherein the metal of this layer is selected from the viewpoint of high thermal conductivity, and preferably from a tin-lead alloy or zinc and the metallic layer preferably has a thickness of 1 to 10 pm. Before first heating the permanent soldering tip, d. H. before their first use in a soldering iron, the heat conduction insert and the tip are fixed to each other by a temporary combined joint connection of the type Preßverbindung-Preßlötverbindung by the two parts were preferably joined by means of longitudinal presses. Only by heating the Dauerlötspitze during commissioning of the soldering device occurs when the melting temperature of the layer is exceeded by the working temperature, a melting, and it run from the typical for the brazing processes. These processes cause a change in the chemical composition of the layer and lead to its solidification. When using a metallic layer with a melting point above the working temperature also metallurgical processes take place. Thus, in place of the temporarily combined joint connection of the type Preßverbindung-Preßlötverbindung a Schmelzlötverbindung or a Preßlötverbindung, so entered a cohesive, highly heat-conductive joint connection between Wärmeleiteinsatz and top. A falling apart of the tip and Wärmeleiteinsatz during the first heating is prevented by the larger linear thermal expansion coefficient of the inner part. The original press connection is degraded during the use of Dauerloötspitze in the soldering machine by the frequent thermal cycling.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel anhand von drei Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below by an embodiment with reference to three drawings.

BiIdI: Stahlspitze der DauerlötspitzeBiIdI: steel tip of the continuous soldering tip

Bild 2: Wärmeleiteinsatz aus Kupfer mit einer metallischen SchichtFigure 2: Heat conduction insert made of copper with a metallic layer

Bild 3: gefügte DauerlötspitzePicture 3: combined permanent soldering tip

Der Wärmeleiteinsatz 2 aus Kupfer ist durch Tauchen in flüssiges Zinn-Blei-Lot LSn 60 beschichtet. Zur Erreichung einer möglichst dünnen Schicht 3 wird das überflüssige Lot mechanisch abgestriffen. Der Außendurchmesser des Wärmeleiteinsatzes aus Kuper 2 mit der metallischen Schicht 3 muß dabei größer sein als der Innendurchmesser der Stahlspitze 1, damit eine kraftschlüssige Fügeverbindung realisiert werden kann. Die Größe des Übermaßes richtet sich nach den geometrischen Abmessungen des Wärmeleiteinsatzes aus Kupfer 2 und der Stahlhülse 1, um bei der notwendigen Pressung unerwünschte plastische Verformungen zu vermeiden. Der Wärmeleiteinsatz 2 mit der metallischen Schicht 3 und die Stahlspitze 1 werden durch Längspressen gefügt. Die so entstehende zeitweilige kombinierte Fügeverbindung des Typs Preßverbindung-Preßlötverbindung ermöglicht die Lagerung, den Transport und Versand der Dauerlötspitze zum Anwender. Durch die Temperatur während der Anwendung des Lötkolbens wird die metallische Schicht 3 flüssig, und es laufen metallurgische Vorgänge zwischen dem Zinn-Blei-Lot und den Grundwerkstoffen, insbesondere mit dem Kupfer, ab, wodurch sich die chemische Zusammensetzung des flüssigen Zinn-Blei-Lotes ändert und dieses erstarrt. Durch die so entstandene Schmelzlötverbindung werden die Stahlspitze 1 und der Wärmeleiteinsatz 2 stoffschlüssig miteinander verbunden. Ein Auseinanderfallen von Stahlspitze 1 und kupfernem Wärmeleiteinsatz 2 während der ersten Erwärmung wird durch den größeren linearen Wärmedehnungskoeffizienten des Kupfers verhindert. Die ursprüngliche Preßverbindung wird während des Einsatzes durch die häufigen Temperaturwechselvorgänge abgebaut. Die sich ausbildende Legierung aus Zinn — Blei — Kupfer - Eisen relativ kleiner Dicke gewährleistet eine gute Wärmeleitung.The heat conduction insert 2 made of copper is coated by immersion in liquid tin-lead solder LSn 60. To achieve the thinnest possible layer 3, the superfluous solder is mechanically stripped off. The outer diameter of the Wärmeleiteinsatzes Kuper 2 with the metallic layer 3 must be greater than the inner diameter of the steel tip 1, so that a non-positive joint connection can be realized. The size of the oversize depends on the geometrical dimensions of the heat conducting insert made of copper 2 and the steel sleeve 1 in order to avoid undesired plastic deformation in the necessary pressing. The Wärmeleiteinsatz 2 with the metallic layer 3 and the steel tip 1 are joined by longitudinal pressing. The resulting temporary combined joint connection of the type Preßverbindung-Preßlötverbindung allows storage, transport and shipping the Dauerloötspitze to the user. Due to the temperature during the application of the soldering iron, the metallic layer 3 becomes liquid, and metallurgical processes take place between the tin-lead solder and the base materials, in particular with the copper, whereby the chemical composition of the liquid tin-lead solder changes and this solidifies. By the resulting Schmelzlötverbindung the steel tip 1 and the Wärmeleiteinsatz 2 are materially interconnected. A falling apart of steel tip 1 and copper Wärmeleiteinsatz 2 during the first heating is prevented by the larger linear thermal expansion coefficient of the copper. The original press connection is broken down during use by the frequent thermal cycling. The forming alloy of tin - lead - copper - iron of relatively small thickness ensures good heat conduction.

Claims

Invention claim:

Soldering tip for soldering and desoldering, which is made of a Wärmeleiteinsatz, preferably made of copper, and a preferably steel tip joined, characterized in that on the joining surfaces of the tip (1) and / or the Wärmeleiteinsatzes (2) a metallic layer (3) of defined thickness , which consists of a pure metal or an alloy having a melting point either below or above the working temperature of the continuous soldering tip, is arranged such that this metallic layer (3) after joining, preferably by means of longitudinal pressing, between tip (1) and heat conduction insert (2 ) is arranged.

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