DE1117795B

DE1117795B - Method and device when using electric heat to solder extensive areas against each other

Info

Publication number: DE1117795B
Application number: DEA29454A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG
Priority date: 1958-05-09
Filing date: 1958-05-09
Publication date: 1961-11-23

Description

Verfahren und Vorrichtung bei Anwendung der Elektrowärme zum Hartverlöten ausgedehnter Flächen gegeneinander Sämtlichen Lötverfahren ist das Merkmal gemeinsam, daß der Lötstelle Wärme zugeführt werden muß. Dieses kann entweder durch ein heißes äußeres Medium geschehen oder auch durch elektrische Ströme, die dem Werkstück in irgendeiner Weise zugeführt werden. Im Zusammenhang mit dem ersten Verfahren ist das Brennerlöten oder auch das Tauchbadlöten bekannt. Bei dem zweiten Verfahren können die elektrischen Ströme entweder induziert werden, oder aber die Erwärmung der zu verlötenden Teile erfolgt im direkten Stromdurchgang. Bei den ersten genannten Verfahren der Wärmezuführung durch ein äußeres Medium ergibt sich eine längere Lötzeit und eine damit verbundene stärkere Verzunderung des Werkstückes. Insbesondere bei dem Löten mit Brennern ist eine genaue Dosierung der Energie sowie auch eine scharfe Begrenzung der zu erwärmenden Zone nicht möglich. Die an zweiter Stelle genannten elektrischen -Verfahren vermeiden zwar diese Nachteile, jedoch sind die Kosten für die die mittel- und hochfrequente Energie erzeugenden Anlagen, die zur Induktion von Strömen notwendig sind, sehr hoch. Die direkte Stromerwärmung bedingt gleichbleibende Stromdurchgangsquerschnitte bei den Werkstücken.Method and device when using electrical heat for brazing of extensive surfaces against each other All soldering processes have the following feature in common, that heat must be supplied to the solder joint. This can either be a hot one external medium or by electrical currents that the workpiece in be fed in any way. Related to the first procedure is known as torch soldering or immersion soldering. The second method the electrical currents can either be induced, or the heating the parts to be soldered are carried out in direct current flow. The first mentioned Method of supplying heat through an external medium results in a longer soldering time and an associated increased scaling of the workpiece. Especially with soldering with torches is an exact dosage of the energy as well as a sharp one It is not possible to limit the zone to be heated. The second mentioned electrical methods avoid these disadvantages, but the costs for the medium- and high-frequency energy generating systems that are used for induction of currents are necessary, very high. The direct heating of the electricity requires constant Current passage cross-sections for the workpieces.

Es ist beim Weichlöten bekannt und üblich, mittels des vorher in beliebiger Weise elektrisch erwärmten Kolbens das Werkstück an der Lötstelle zu erwärmen und den beigelegten Lötwerkstoff zum Fließen zu bringen. Bei Weichlötvorgängen mit bestimmten, stets gleichen Werkstücken ist es bekannt, die übliche Form des Lötkolbens dem Werkstück entsprechend zu ändern. So wurden bereits beim Weichlöten der Nähte von Dosen Lötschienen bekannt, die im direkten Stromdurchgang erwärmt wurden.It is known and common in soft soldering, by means of previously in any Way electrically heated piston to heat the workpiece at the soldering point and to get the enclosed solder material to flow. In soft soldering processes with certain, Always the same workpieces, it is known, the usual shape of the soldering iron the workpiece change accordingly. For example, soldering bars were already used when soft soldering the seams of cans known that were heated in the direct passage of current.

Beim Hartlöten wurde jedoch bisher eine Anwendung eines wärmeübertragenden Druckkörpers nicht bekannt.In brazing, however, an application of heat transferring has heretofore been found Pressure hull not known.

Es soll daher eine Anlage beschrieben werden, die bei wirtschaftlichen Anschaffungskosten die Vorteile der direkten oder induzierten Stromzufuhr bietet. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Hartverlöten ausgedehnter Flächen gegeneinander, wie Böden von Kochtöpfen oder Rohrflächen, unter mechanischem Zusammendrücken der zu verlötenden Flächen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die zum Löten erforderliche Wärme vor und/oder während des Lötvorganges in beim Weichlöten an sich bekannten metallischen Druckkörpern erzeugt wird und diese in wärmeleitenden Kontakt mit den gegeneinander zu verlötenden Flächen gebracht werden.It is therefore a system to be described that with economic Acquisition cost offers the advantages of direct or induced power supply. The invention relates to a method for brazing extensive areas against each other, such as the bottoms of saucepans or pipe surfaces, under mechanical compression of the surfaces to be soldered, which is characterized in that the required for soldering Heat before and / or during the soldering process in known per se in soft soldering metallic pressure bodies is generated and these are in thermally conductive contact with the are brought against each other to be soldered surfaces.

Das neue Verfahren geht davon aus, daß die hart zu verlötenden Teile unter Druck von mehreren dieser Druckkörper zusammengebracht werden und die in den Druckkörpern erzeugte Wärme an die Lötstelle abgegeben wird. Die Druckkörper sind dabei etwa der Form der zu verlötenden Teile angepaßt. Hierbei kann dann durch einen Zeitschalter oder aber auch durch ein temperaturempfindliches Element, das mit den Werkstücken oder mit den Druckkörpern in Verbindung steht, die Zeit der Einwirkung der Wärme auf die zu verlötenden Teile oder deren Temperatur genau bestimmt werden. Nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeiteinheit bzw. nachdem die vorgesehene Temperatur erreicht ist, kann zweckmäßig eine Kühlung des Werkstückes oder aber der Druckkörper einsetzen. Während der Abkühlung bleibt der mechanische Druck aufrechterhalten. Es ist zweckmäßig, die Druckkörper und/ oder die zu verlötenden Teile nur so weit wie nötig abzukühlen, um aus wirtschaftlichen Gründen die Speicherwärme zu erhalten. Es soll durch das Abkühlen nur erreicht werden, daß das Lötmittel zwischen den zu verlötenden Teilen unter Druck schnell erstarrt. Die Kühlung kann in üblicher Weise mit Luft, Gas oder Wasser oder anderen bekannten Medien erfolgen. Runde Rohre brauchen im günstigen Falle während der Abkühlzeit nicht mehr unter Druck zu stehen, da diese nach dem Lötvorgang ineinanderhaften. Bei Teilen mit unterschiedlichen Wandstärken werden zweckmäßig die Druckkörper verschieden erwärmt, so daß beim Lötvorgang alle Flächen, auch die unterschiedlicher Stärke, eine gleiche oder eine vorbestimmte Temperatur haben.The new process assumes that the parts to be hard-soldered are brought together under pressure from several of these pressure bodies and those in the Heat generated by pressure bodies is released to the solder joint. The pressure hulls are adapted approximately to the shape of the parts to be soldered. This can then be done by a Time switch or by a temperature-sensitive element that works with the Workpieces or with the pressure bodies is in connection, the time of action the heat on the parts to be soldered or their temperature can be precisely determined. After this predetermined time unit has elapsed or after the intended temperature is reached, cooling of the workpiece or the pressure body can expediently insert. The mechanical pressure is maintained during cooling. It is advisable to keep the pressure body and / or the parts to be soldered only so far to cool down as necessary in order to preserve the stored heat for economic reasons. It should only be achieved by cooling that the solder between the to Soldered parts quickly solidify under pressure. The cooling can be carried out in the usual way be done with air, gas or water or other known media. Need round pipes in the best case not to be under pressure during the cooling time, since this stick together after the soldering process. For parts with different wall thicknesses the pressure bodies are appropriately heated differently, so that during the soldering process all Surfaces, also the different strengths, the same or a predetermined temperature to have.

Eine andere Möglichkeit des Zusammendrückens der zu verlötenden Teile besteht darin, daß durch die thermische Ausdehnung der am Verfahren beteiligten Massen in an sich bekannter Weise ein mechanischer Druck erzeugt wird, nachdem die Zusatzkörper fest auf die zu lötenden Flächen aufgesetzt worden sind und die Temperatur gesteigert wurde. Auf diese Weise kann.eine zusätzliche mechanische Druckausübung entfallen.Another way of pressing the parts to be soldered together is that due to the thermal expansion of those involved in the process A mechanical pressure is generated in a manner known per se after the masses Additional bodies have been placed firmly on the surfaces to be soldered and the temperature was increased. In this way, additional mechanical pressure can be exerted omitted.

Die Vorrichtung nach der Erfindung mit ihren Druckkörpern, die bei Hohlkörpern beispielsweise auch innen und außen angebracht sein können, dient gleichfalls als zentrierendes oder kahbrierendes Werkzeug oder fixiert die zu verlötenden Teile in anderer beliebiger Weise.The device according to the invention with its pressure hulls, which at Hollow bodies can also be attached inside and outside, for example, also serves as a centering or kahbrierendes tool or fixes the parts to be soldered in any other way.

Die Beheizung der Druckkörper kann elektroinduktiv geschehen, wobei vorzugsweise Netzfrequenz zur Anwendung gelangt. Ferner kann das Aufheizen der Druckkörper durch Widerstandselemente erfolgen, die in die Druckkörper eingebaut oder in entsprechende Ausnehmungen eingelegt sind. Auch eine gemischte Anwendung der angeführten Erwärmungsarten wäre denkbar.The pressure body can be heated electroinductively, with preferably mains frequency is used. Furthermore, the heating of the pressure body by means of resistance elements that are built into the pressure hull or into corresponding ones Recesses are inserted. Also a mixed application of the listed types of heating would be conceivable.

Die Druckkörper selbst bestehen aus einem Werkstück genügender Temperaturbeständigkeit, wobei beim Hartlöten mit Temperaturen von etwa 700° C zu rechnen ist. Ein hitzebeständiger Stahl oder plattierte oder inchromierte Stahlkörper können Verwendung finden.The pressure hull itself consists of a workpiece with sufficient temperature resistance, temperatures of around 700 ° C are to be expected during brazing. A heat resistant one Steel or plated or chrome-plated steel bodies can be used.

Die Figuren erläutern den Gegenstand der Erfindung, wobei Fig. 1 und 2 zwei Anwendungsbeispiele zeigen; Fig. 3 zeigt das Beispiel einer Schaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung.The figures explain the subject matter of the invention, FIG. 1 and FIG 2 show two application examples; Fig. 3 shows the example of a circuit of the Device according to the invention.

In Fig. 1 ist 11 ein Kochtopf, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, auf dessen Bodenfläche ein Kupferboden 13 hart aufgelötet werden soll. Das Lot wird beispielsweise als Folie 13' zwischen Bodenfläche und die aufzulötende Platte gelegt. Das Lötmaterial kann in bekannter Weise auch draht- oder bandförmig verwendet werden. In dem in dem Beispiel genannten Fall bestehen die beheizten Druckkörper 14 aus je zwei Hälften 14' und 14". Die der Lötstelle nahegelegene Hälfte 14' ist rückseitig mit Ausnehmungen 12' und 12" versehen. In die Ausnehmungen 12' sind hitzebeständige Heizwendel oder entsprechende Heizelemente eingelegt, mittels derer die gesamte Plattenhälfte 14' des Druckkörpers mindestens auf Löttemperatur erhitzt wird. In entsprechender Weise können auch Induktionsspulen eingelegt werden, über die der Druckkörper induktiv erwärmt wird. Hierbei nimmt auch die Plattenhälfte 14" praktisch die gleiche Temperatur an. An Stelle der Widerstandsheizelemente können auch, wie schon erwähnt, von außen oder innen einwirkende Induktoren, vorzugsweise für Netzfrequenz, verwendet werden, die dann die Beheizung der Druckkörper bewirken.In Fig. 1, 11 is a saucepan, for example made of stainless steel, a copper base 13 is to be brazed on to the bottom surface thereof. The plumb bob will for example, placed as a film 13 'between the bottom surface and the plate to be soldered on. The soldering material can also be used in the form of a wire or band in a known manner. In the case mentioned in the example, the heated pressure bodies 14 consist of two halves 14 'and 14 "each. The half 14' close to the soldering point is on the rear provided with recesses 12 'and 12 ". In the recesses 12' are heat-resistant Heating coil or corresponding heating elements inserted, by means of which the entire Plate half 14 'of the pressure body is heated to at least soldering temperature. In in a corresponding manner, induction coils can also be inserted through which the Pressure body is heated inductively. This also makes the plate half 14 ″ practical the same temperature. Instead of the resistance heating elements, such as already mentioned, inductors acting from outside or inside, preferably for mains frequency, are used, which then cause the pressure hulls to be heated.

Die Ausnehmungen 12" dienen zur Führung eines Kühlmediums bei Beendigung des Lötvorganges, wobei es in vielen Fällen schon ausreichend ist, wenn nur einer der Druckkörper 14 oder auch nur ein Teil eines Druckkörpers gekühlt wird, während in dem zweiten nur die Heizleistung abgeschaltet ist.The recesses 12 ″ serve to guide a cooling medium upon termination of the soldering process, although in many cases it is sufficient if only one the pressure body 14 or only part of a pressure body is cooled while in the second only the heating power is switched off.

Über angesetzte Naben oder Hülsen 15 greifen die Druck- oder Feststellbolzen 16 an, die von den Druckkörpern durch eine wärmeisolierende Packung 18 oder 19 getrennt sein können. Die Feststell- oder Druckbewegung der Bolzen 16 kann in Richtung des Pfeiles 17 oder 17' oder auch in beiden Richtungen erfolgen. Um eine Auswechselung der Druckkörper zu vereinfachen, können Bolzen 10 und Schnellverschlüsse, beispielsweise in Form eines Bajonettverschlusses, vorgesehen sein.The pressure or locking bolts engage via attached hubs or sleeves 15 16, which are separated from the pressure hulls by a heat-insulating packing 18 or 19 could be. The locking or pushing movement of the bolts 16 can be in the direction of the Arrow 17 or 17 'or take place in both directions. A substitution To simplify the pressure body, bolts 10 and quick-release fasteners, for example be provided in the form of a bayonet lock.

Die ganze Anordnung, insbesondere die Druckkörper 14, kann zweckmäßig nach außen in nicht besonders dargestellter Weise wärmeisoliert sein, um eine unnötige Wärmeabstrahlung, die Energieverluste bedeutet, zu verhindern.The entire arrangement, in particular the pressure body 14, can be expedient be thermally insulated to the outside in a manner not specifically shown in order to avoid unnecessary To prevent heat radiation, which means energy loss.

Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zum Löten von rohrförmigen Körpern. 21 und 22 sind die miteinander zu verlötenden, hier runden Querschnitt aufweisenden Rohre. Die Teile können auch ovalen, eckigen oder einen anderen Querschnitt aufweisen. In eine Tasche, Sicke oder Nut, die durch die miteinander zu verlötenden Rohre gebildet wird, ist das Lot 23' und 23" als Draht, Plättchen, Pulver oder Paste eingelegt. Die beiden Druckkörper 24 und 24' werden von metallischen Gehäusehälften 25 und 25' umgeben, in denen sich die Aussparungen 26 für die Aufnahme der Heizdrähte oder Induktorwicklungen befinden. 27 sind die Kühlkanäle. Die Verwendung der Aussparungen für die Heizeinrichtung und für das Kühlmedium kann in unregelmäßiger Weise so erfolgen, daß sich eine gewünschte Temperaturverteilung ergibt. In Richtung der Pfeile 28 und 28' erfolgt die Druck- oder Feststellbewegung der Druckkörper. Auch bei diesem Beispiel übernehmen die beheizten Druckkörper gleichzeitig eine Kalibrierung der Werkstücke im Bereich der Lötstelle.Fig. 2 shows a device for soldering tubular bodies. 21 and 22 are those to be soldered together, here having a round cross-section Tube. The parts can also have oval, angular or other cross-sections. In a pocket, bead or groove formed by the pipes to be soldered together is, the solder 23 'and 23 "is inserted as a wire, plate, powder or paste. The two pressure bodies 24 and 24 'are of metallic housing halves 25 and 25 'surrounded, in which the recesses 26 for receiving the heating wires or Inductor windings are located. 27 are the cooling channels. The use of the cutouts for the heating device and for the cooling medium can be done in an irregular manner, that there is a desired temperature distribution. In the direction of arrows 28 and 28 'the pressure or locking movement of the pressure bodies takes place. Even with this one Example, the heated pressure hulls take on a calibration of the Workpieces in the area of the solder joint.

Die Fig. 3 zeigt das Beispiel einer Schaltung einer solchen Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die Erwärmungseinrichtungen der hier plattenförmigen beheizten Druckkörper 35 und 36 werden von der Stromquelle 32 über das Schütz 33" gespeist. Die Schützspule 33' wird von einem Zeitschalter 33 geschaltet. Ein weiterer Zeitschalter 34 speist die Erregerwicklung 34' eines Magnetventils 34", welches in der Leitung 31, die das Kühlmedium zuführt, liegt. Durch das in einen oder beide Druckkörper eingebaute Thermoelement 37 wird über eine Steuervorrichtung 38 die Spule des Schalters 38' erregt, mittels dessen die Heizleistung in einem oder gegebenenfalls auch in beiden Druckkörpern zur Leistungsregulierung umgeschaltet wird. Zu diesem Zweck sind in einem oder in beiden Druckkörpern bei 35' und gegebenenfalls auch bei 36' Abgriffe der Heizwindungen herausgeführt.Fig. 3 shows an example of a circuit of such a device according to the invention. The heating devices here are plate-shaped heated Pressure bodies 35 and 36 are fed from the power source 32 via the contactor 33 ″. The contactor coil 33 'is switched by a timer 33. Another time switch 34 feeds the field winding 34 'of a solenoid valve 34 "which is in the line 31, which supplies the cooling medium, lies. Through that in one or both pressure hulls built-in thermocouple 37 is via a control device 38 the coil of the switch 38 'excited, by means of which the heating power in one or possibly also in the two pressure hulls are switched over to regulate the output. To this end are in one or both pressure hulls at 35 'and possibly also at 36' Taps of the heating coils led out.

Das Kühlmedium läuft bei 39 wieder ab.The cooling medium runs off again at 39.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method using electrical heat for brazing extensive surfaces against each other, such as the bottoms of cooking pots or pipe surfaces, under mechanical compression of the surfaces to be soldered, characterized in, that the heat required for soldering before and / or during the soldering process in Soft soldering known metallic pressure bodies is generated and these in thermally conductive contact with the surfaces to be soldered against each other are brought. 2. Method according to claim 1, characterized in that the heat in the pressure hulls is generated electroinductively. 3. The method according to claim 1, characterized in that that the heat in the pressure hulls through built-in or inserted into recesses Resistance elements is generated. 4. The method according to claim 1, characterized in that that in a known manner by the thermal stresses in the pressure hulls and forces generated by the parts to be soldered to compress the parts to be soldered Parts are exploited. 5. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the individual pressure hulls vary according to the wall thicknesses of the too is adapted to soldering parts. , 6. The method according to claim 1, characterized in, that after the soldering, the pressure body or a number of the same are cooled. 7. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that the power supplied for heating from a temperature-dependent element is controlled. B. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the power supplied for heating from a timer is controlled. 9. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the parts to be soldered are centered or by means of the pressure body are calibrated. Considered publications: German Patent Specifications No. 531288, 534 324; »Blech« magazine, 1955, No. 9, pages 55 to 58.