DE1289394B - Loetkolbenspitze, insbesondere fuer elektrische Loetkolben - Google Patents

Loetkolbenspitze, insbesondere fuer elektrische Loetkolben

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DE1289394B
DE1289394B DE1966Z0012031 DEZ0012031A DE1289394B DE 1289394 B DE1289394 B DE 1289394B DE 1966Z0012031 DE1966Z0012031 DE 1966Z0012031 DE Z0012031 A DEZ0012031 A DE Z0012031A DE 1289394 B DE1289394 B DE 1289394B
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DE
Germany
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soldering
tip
copper
wires
soldering iron
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DE1966Z0012031
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English (en)
Inventor
Dr Guenther
Laubmeyer
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ZEVA ELEK ZITAETS GES KG SMITS
Original Assignee
ZEVA ELEK ZITAETS GES KG SMITS
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    • 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
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/02Soldering irons; Bits
    • B23K3/025Bits or tips

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildungen von Lötkolbenspitzen, insbesondere für elektrische Lötkolben, aus Kupfer mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächenveredlung aus einem oder meh> reren Schwermetallen.
  • Seitdem man in technischen Herstellungsmethoden, vor allem der Elektrotechnik, zu stromschlüssigen Verbindungen durch Weichlöten mit Zinn-Blei-Legierungen oder ähnlich wirkenden zinnhaltigen Loten Kupferspitzen benutzt, die nach irgendeiner Methode erhitzt werden, hat. der Verbrauch, d. h. die schnelle Abnutzung und geringe Lebensdauer vier Kupferspitzen immer wieder zu Störungen Anlaß gegeben. Erst seit etwa 15 Jahren sind sich die Fachleute darüber klar, daß Formveränderung der Spitze die Folge der Legierungsbildürig zwischen Kupfer und dem Weichlot und darin- im wesentlichen nur mit der Komponente Zinn und proportional deren Gehalt ist. Seit mehreren Jahrzehnten hat man Verbesserungen gesucht, um diesen Fehler zu verringern oder ganz auszuschließen.
  • Man hat unzählige Versuche mit verschiedenen Cu-Legierungen und Sinterlegierungen gemacht, die zwar eine höhere Standfestigkeit der Spritzen brachten. Sie konnten aber wegen der schlechteren Wärmeleitfähigkeit solcher Stoffe wenigstens bei elektrischen Lötkolben nicht verwendet werden, da die wärmeverbrauchende Lötreaktion durch solche Stoffe wegen ihrer schlechteren Wärmeleitfähigkeit stark verzögert wurde. Man erzielte zwar eine mehrfache Standfestigkeit, aber der Nutzeffekt des Lötgerätes wurde stark verringert: Methoden der galvanischen Vernickelung und des überziehens mit Eisen und Kombinationen mit -Verchromungen von Kupferspitzen haben bisher die besten Ergebnisse gezeigt. Man erzielt dabei die 10- bis 15fache Lebensdauer bzw. Standfestigkeit der Spitzen. Da aber der galvanische Eisenüberzug direkt auf Kupfer bei den Löttemperaturen nicht hält, muß man schon mindestens eine Zwischenschicht aus z. B. Nickel anbringen, damit das Abplatzen der Eisenschicht vermieden wird. Schließlich muß ein. solches Kupferstück nach Vernickeln und/oder überziehen mit Eisen auch noch galvanisch verchromt werden, damit Oxydationserscheinungen der Eisenschicht auf dem Kupferstück direkt an der Wärmequelle weitgehendst vermieden werden. Es ist nun einleuchtend (s. F i g.1), daß der Wärmeübergang: Wärmequelle 5 - Chromschicht 8 -Eisenschicht 9 - Nickelschicht 10 - Kupfer 7 vom Heizmantel 5 des Lötkolbens auf das Kupferstück 7 (Pfeil 1 in der F i g. 1), durch dieses zur Spitze 4 (Pfeil 2) und an dieser wieder durch Nickel 10 und Eisenschicht 9 zur Lötstelle (Pfeil 3) eine fühlbare Hemmung der Wärmeleitung bringt. Das resultiert in einer stark verlängerten Wiedererwärmungszeit der Spitze mit dem Ergebnis einer Verlangsamung der möglichen Lötfolge. Dennoch wäre dies tragbar, wenn nicht die größte Zahl der die Lötungen Ausführenden während der eigentlichen Lötung zur scheinbaren Erzielung eines besseren Wärmeüberganges auf den zu lötenden Stellen mehr oder weniger starke Reibebewegungen ausführten. Die weichen galvanischen Schichten auf der Lötkolbenspitze werden dadurch zum großen Teil zu frühzeitig zerstört und dadurch die Lötungen unzuverlässig. Es entsteht damit die wichtige technische Aufgabe, eine kupferne Lötspitze mit galvanischen Veredlungen aus Ni, Fe und Cr oder anderen Metallen herzustellen, die widerstandsfähiger gegen durch Reibung hervorgerufenen -- Verschleiß sind. Man - -hat zwai; um die Empfindlichkeit zu verringern, die galvanischen Schichten bis zu 500 g verstärkt, da eine dickere Schicht langsamer abgerieben wird. Dabei mußte man in Kauf nehmen, daß trotz der Kostenerhöhung für die Herstellung der Spitze um mehr als 100 D/o der löttechnische Nutzeffekt sinkt.
  • Die Erfindung bringt die Lösung dieser technischen Aufgabe und besteht darin, daß die Lötkolbenspitze durch wenigstens, teilweise eingebettete feste Einlagen von Drähten, _ die bei Betriebstemperatur der Lötspitze eine größere Härte aufweisen als das Kupfer, in Form von Drahtwicklungen oder Drahtnetzen bewehrt ist. Vorzugsweise bestehen die Drähte aus nicht oxydierbaren Stählen oder Legierungen der Metalle Ni, Cr, Be, Ti, Mo, Fe, die eine geringe Legierungsbildung mit Zinn-Blei-Legierungen aufweisen.
  • F i g. 2 in vergrößertem Schnitt und F i g. 3 in Draufsicht erläutern die Erfindung. Ein feinmaschiges Drahtnetz 6 von der Formgebung der vorderen Kupferspitze 4 ist durch einen Preßvorgang in das Kupfer eingepreßt. Das Kupfer wird vor der Pressung weichgeglüht, z. B. Elektrolytkupfer auf über 500° C geglüht und anschließend in Wasser abgeschreckt, um sicherzustellen, daß die einzelnen Drähte des Netzes vollständig in die Kupferschicht eingepreßt werden (b 1 in F i g. 2). Die Arbeitsfläche der Spitze kann auf ihrem ganzen Umfang oder auch nur an ihren beiden Breitseiten b 1 und b 2 mit einem solchen Drahtnetz versehen sein. Im ersten Fall muß der Preßvorgang in einer geschlossenen Form stattfinden. Statt eines Drahtnetzes kann man geeignete, z. B. spiralförmige Drahtwicklungen auf die Lötspitze aufbringen bzw. in ihre Oberfläche einbetten oder einpressen. In jedem Fall muß der Draht oder das Drahtnetz aus Metallen oder Metallegierungen bestehen, die die beschriebenen Anforderungen erfüllen. Dazu eignen sich besonders Drähte aus nicht oxydierbaren Stählen, aus bestimmten Heizleiterlegierungen sowie harte Sinterdrähte, wie Wolfram u. ä. man kann die Drähte oder Netze direkt oder nach kurzer galvanischer Behandlung in das weiche Kupfer einpressen.
  • Bevor der Endzustand dieser Spitzen durch an sich bekannte galvanische Verfahren wie Vernickelung; überziehen mit Eisen usw. hergestellt wird, ist es zweckmäßig, die mit eingepreßten Netzen oder Drähten 6 versehenen Kupferspitzen 4 einem Ätzprozeß auszusetzen, durch den bevorzugt das Kupfer ausgeätzt wird, bis die Drähte in genügender Stärke (z. B. größenordnungsmäßig 50 #t) vorstehen (b 2 in F i g. 2). Danach werden die Spitzen der Vernickelung (10) unterworfen, gegebenenfalls einem weiteren Überziehen mit Eisen (9), wobei zweckmäßigerweise die gesamte aufgebrachte galvanische Schicht 11 gleich oder dicker ist als der Betrag, um den die Schutzdrähte über die Oberfläche des Kupfermetalls vorstehen.
  • Danach werden die Kupferspitzen im Tauchverfahren verzinnt. Wenn dann bei der Lötarbeit durch Reiben und Kratzen die Dicke der galvanischen Schichten abgerieben wird, gelangen die aus dem Kupfer vorstehenden Drähte in die Abriebebene. Von diesem Augenblick an übernehmen die Schutzdrähte die Abriebkräfte des Lötprozesses und schützen dadurch mechanisch die in den Zwischenräumen der Drähte und Maschen des Netzes befindlichen galvanischen Schichten, die ihrerseits die eigentliche Spitze des Kupferstückes schützen.
  • Messungen haben gezeigt, daß die Kupferspitzen nach vorliegender Erfindung eine bis zu 2000% längere Lebensdauer aufweisen als im Durchschnitt die heutigen mit Eisenüberzug versehenen Kupferlötspitzen. Das bedeutet nicht nur eine ganz wesentliche Ersparnis an Kupfer, sondern eine Gleichmäßigkeit der Lötqualität, die bisher nicht bekannt war.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Lötkolbenspitze, insbesondere für elektrische Lötkolben, aus Kupfer mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächenveredlung aus einem oder mehreren Schwermetallen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lötkolbenspitze durch wenigstens teilweise eingebettete feste Einlagen von Drähten, die bei Betriebstemperatur der Lötspitze eine größere Härte aufweisen als das Kupfer, in Form von Drahtwicklungen oder Drahtnetzen bewehrt ist.
  2. 2. Lötspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte aus nicht oxydierbaren Stählen oder Legierungen der Metalle Ni, Cr, Be, Ti, Mo, Fe bestehen, die eine geringe Legierungsbildung mit Zinn-Blei-Legierungen aufweisen.
  3. 3. Verfahren zum Herstellen einer Lötspitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte oder Netze in die Kupferspitze vollständig eingebettet, z. B. eingepreßt werden, die Spitze einem Ätzprozeß unterworfen wird, der die Kupferoberfläche abätzt, bis die Drähte mit einem Teil ihres Umfangs frei liegen und danach die galvanische Beschichtung der Spitze durchgeführt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1685922A1 (de) * 2005-02-01 2006-08-02 Pace, Incorporated Lötspitze mit einer Verschleiss- und Korrosionsbeständigen Schutzschicht, welche dispergierte Hartstoffe enthält
CH707125A1 (de) * 2012-10-26 2014-04-30 Esec Ag Werkzeug zum Verteilen von Lot auf einem Substrat und Werkzeug zum Auftragen und Verteilen von Lot auf ein Substrat.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE570795C (de) * 1933-02-23 Ulrich A Aluminiumloetkolben

Patent Citations (1)

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CH707125A1 (de) * 2012-10-26 2014-04-30 Esec Ag Werkzeug zum Verteilen von Lot auf einem Substrat und Werkzeug zum Auftragen und Verteilen von Lot auf ein Substrat.

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