DE1552849C3 - Verfahren zum Hartlöten der Stoßstellen von Aluminiumteilen - Google Patents

Description

Das Hartlöten von Aluminium oder Aluminiumlegierungen erfordert die Verwendung eines Füllmaterials, das in Form von Draht, Folien, Unterlegblechen, Pulver, Pasten usw. vorliegen kann, oder die Stoßfläche des Grundmetalls kann mit einer Schicht des Füllmaterials plattiert werden, ehe die Montierung vorgelötet wird. Das spezielle Füllmaterial muß so gewählt werden, daß sein Schmelzpunkt niedriger liegt als der Schmelzpunkt des Grundmaterials. Im Handel erhältliche Füllermetalle zum Hartlöten von Aluminium bestehen aus Aluminiumlegierungen, die Silicium oder Silicium und Kupfer enthalten. Die meisten dieser Füllmaterialien schmelzen innerhalb eines breiten Temperaturbereichs.

Im Verlauf der Erforschung des Problems der Verbindung von Aluminium durch Hartlöten ohne Verwendung eines oxydreduzierenden Flußmittels wurden verschiedene Faktoren berücksichtigt. Magnesium, Aluminium und Silicium gehören in die dritte Periode des periodischen Systems der Elemente und stellen aktive Substanzen dar. Das Element Silicium zeigt üblich eine kovalente Wertigkeit von 4 und Oxydationsgrade zwischen —4 und 4. Der Oxydationsgrad oder das Potential von Silicium hängt davon ab, in welchem Maße seine Bindungselektronen mit anderen Siliciumatomen geteilt werden. Silicium wird gelegentlich als Desoxydationsmittel bei der Herstellung einiger Metalle verwendet. Aluminium befindet sich in der dritten Periode des Systems einen Platz vor dem Silicium und besitzt drei Valenzelektronen, von denen sich zwei im Niveau 3₀ und eines im Niveau 3, befinden. Aluminium bildet eine Anzahl von kovalenten Verbindungen, in denen es die Oxydationszahl 3 aufweist. Aluminium und Silicium bilden miteinander keine Verbindungen, und Silicium weist auch keine wesentliche Löslichkeit in Aluminium auf. In einer Legierung von Aluminium und Silicium und/oder Magnesium liegen das oder die legierenden Elemente hauptsächlich in Form migrierender Atome vor.

Es erwies sich, daß Aluminium und seine Legierungen unterschiedliche Oxydbildungsgeschwindigkeiten aufweisen und daher unter bestimmten Bedingungen sich im Grad ihrer Inertheit unterscheiden. So ist Aluminium, welches aus 98,8 °/o Aluminium und 1,2% Mn besteht, beträchtlich inerter als andere Aluminiumlegierungen, die weniger Aluminium enthalten. Beim flußmittellosen Hartlöten des 98,8°/oigen Aluminiums ist daher die zulässige Zeitspanne zwischen der Oxydentfernung und dem Hartlöten geringer als bei den weniger Al enthaltenden Legierungen.

Bei der Untersuchung von flußmittelfrei hartverlöteten Stoßstellen von Aluminium als Grundmetall, welches mit Aluminium und Silicium und auch AIuminium-Magnesium-Silicium-Zink und Kupfer verbunden ist, weisen die Verbindungsstellen eine metallurgische Struktur auf, die eine vollständige Zwischenflächendiffusion zeigt, ohne irgendwelche Spuren, die auf einen Oxydfilm hinweisen, obwohl vor dem Hartlöten ein schwacher Oxydfilm vorhanden war. Dies läßt sich theoretisch so erklären, daß bestimmte Hartlötmetalle eine milde Desoxydationskraft aufweisen, und wenn der Aluminiumoxydfilm schwächer ist als ein zusammenhängender, nicht korrodierender Film desoxydierenden Magnesiums und andere Substanzen, wenn ihnen ausreichend Wärmeenergie zugeführt wird, ein Aluminiumoxyd ausreicht, um eine gegenseitige Diffusion zu ermöglichen. Vor der erfindungsgemäßen flußmittelfreien Hartlötung von Aluminium war man in der Industrie weitgehend der Überzeugung, daß nichtmetallische Flußmittel auf der Grundlage von Chlor oder Fluor zur Reduktion der Aluminiumoberfläche in einen hartlötfähigen Zustand unerläßlich sind.

Die erfindungsgemäß einzuhaltenden Temperatur-Druck-Zeitverhältnisse müssen jeweils vorher festgelegt werden. Wenn zum Hartlöten handelsübliche Füllmetalle verwendet werden, muß die Hartlöttemperatur exakt erreicht werden, da diese Füllmaterialien Schmelzpunkte aufweisen, die dicht bei den Schmelzpunkten des zu lötenden Aluminiumwerk-Stückes liegen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß je nach Größe der zu verbindenden Teile eine Hartlötungstemperaturtoleranz von ± 2,75 bis 5,5° C möglich ist. Die Dauer einer Hartlötungsfolge wird äußerst gering gehalten und vorher bestimmt, um eine unnötige Diffusion zwischen Füllmaterial und Grundmetall zu verhindern. Infolge der verhältnismäßig geringen Festigkeit der Metallkomponenten bei der Hartlöttemperatur ist nur ein schwacher Druck erforderlich. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und

F i g. 2 ein Flußdiagramm der Reinigungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird nachstehend in bezug auf das Hartlöten eines Waben- oder Zellstruktur aufweisenden oder gewellten Kerns 10 mit Außenblechen 12 und 14 zur Schaffung eines zusammengesetzten Verbundbauteils, welches durch die Endwände 15 vollständig abgeschlossen ist, beschrieben. Die Erfindung kann zum Hartverlöten jeglicher Verbindungsstellen verwendet werden, ist jedoch besonders nützlich, wenn keine Flußmittelentfernung möglich ist, wie in dem gezeigten Beispiel, wo die Hartlötstellen nicht zugänglich sind.

Zwischen die hartzuverlötenden Aluminiumteile wird ein nicht dargestelltes Füllmaterial eingebracht. Die verwendeten Füllmaterialien besitzen z. B. einen Schmelzpunkt, der mindestens 5,5 bis H³C niedriger liegt als der Schmelzpunkt des Grundmetalls.

Das Füllmaterial kann in jeder beliebigen Form vorliegen, beispielsweise als Folie, Draht, Pulver usw. Hier soll angenommen werden, daß das Füllmaterial auf eine Oberfläche der Außenbleche 12 und 14 plattiert ist und mit diesen eine Einheit bildet.

Bekanntlich müssen zum Hartverlöten des Kerns oder Stützmaterials 10 mit den Außenblechen 12 und 14 alle zu verlötenden Oberflächen frei sein von Aluminiumoxyden sowie von Löchern, Flecken oder anderen Oberflächenunregelmäßigkeiten, die für den Hartlötarbeitsgang nachteilig wären. Daher müssen alle hartzuverlötenden Aluminiumteile gereinigt werden. Im Gegensatz zum bisherigen Vorgehen erfolgt die Oxydentfernung hierbei durch Reinigung vor Beginn des Hartlötvorgangs.

Zuerst werden der Kern und die Außenbleche 12 und 14 (die mit Füllmaterial plattiert sind) entfettet. Dies erfolgt bei den Außenblechen 12 und 14 durch Abwischen mit Mull oder einem ähnlichen Tuch, das mit Methyläthylketon (MÄK) gesättigt ist, aber nicht tropft. Die Reinigung mit MÄK wird so lange fortgesetzt, bis auf einem sauberen Tuch keine Verfärbung mehr erkennbar ist. Beim Kern 10 erfolgt die Entfettung durch Dampfentfettung oder durch

Eintauchen in MÄK. Alle Teile werden bei Zimmertemperatur getrocknet, bis das Lösungsmittel vollständig verdampft ist.

Als nächstes werden alle Aluminiumteile, die plattierten Außenbleche und der Kern, 4 bis 4>/2 Minuten lang in einen bleiausgekleideten Stahltank eingetaucht, der eine vorsichtig gerührte Lösung von Schwefelsäure und Leitungswasser enthält, die auf 66 ± 6° C gehalten wird. Die Schwefelsäurelösung enthält 35 ± 3 Volumprozent Schwefelsäure, wobei der Rest aus Leitungswasser besteht. Dieses Eintauchen stellt eine Ätzstufe dar.

Die für die Schwefelsäureätzung einer speziellen Aluminiumlegierung oder für die Bestimmung, ob eine spezielle Legierung oxydfrei ist, erforderliche Zeitdauer kann durch visuelle Untersuchung der in der Schwefelsäure eingetauchten Proben bestimmt werden. Da Aluminium gegenüber Säuren oder Basen infolge des auf seiner Oberfläche vorhandenen Aluminiumoxydfilms offensichtlich inaktiv ist, tritt keine erkennbare Reaktion im sauren Bad auf, bis das Aluminiumoxyd entfernt ist. Sobald dies der Fall ist, erkennt man deutlich eine heftige Reaktion unter Wasserstoffentwicklung, und die Schwefelsäureätzung kann abgebrochen werden. In den meisten Fällen dauert dies 4 bis 4¹A- Minuten.

Nach dem Ätzen, aber ehe die Schwefelsäurelösung auf den Aluminiumteilen trocknen kann, werden letztere sofort 1 bis 2 Minuten lang bei der Temperatur der Umgebung in einen Tank aus rostfreiem Stahl eingetaucht, der überfließendes Leitungswasser enthält.

Danach werden die Aluminiumteile ungefähr 1 Minute lang in einem Tank aus rostfreiem Stahl eingetaucht, der eine schwach durchgerührte Lösung von Salpetersäure und Leitungswasser enthält, die bei Umgebungstemperatur gehalten wird. Die Salpetersäurelösung enthält 50% ± 3 Volumprozent Säure von 42⁰C Be, wobei der Rest aus Leitungswasser besteht. Hierbei handelt es sich um ein Glänzen, das den Aluminiumsulfatfilm entfernt, der von der Ätzung im Schwefelsäurebad stammt. Hierbei sollte wiederum beim Überführen in die Salpetersäure Sorge getragen werden, daß die Aluminiumoberfläche naß bleibt, da alle trockenen Stellen, die sich bilden, zur Oxydation an der Luft neigen und in der Salpetersäure nicht entfernt werden und außerdem an diesen Stellen ein Glänzen verhindern.

Anschließend werden die Teile unmittelbar nach der Entnahme aus der Salpetersäurekonditionierung für 1 bis 2 Minuten in einen Tank aus rostfreiem Stahl eingetaucht, der überfließendes Leitungswasser von Umgebungstemperatur enthält. Dieses Eintauchen erfolgt, ehe die Salpetersäurelösung auf den Teilen trocknen kann. Danach werden die Teile bei der Entnahme aus der Eintauchspülung einer Sprühwaschung mit entmineralisiertem oder destilliertem Wasser unterworfen, welches bei Umgebungstemperatur versprüht wird, bis alles Tauchwaschwasser entfernt ist.

Abschließend werden alle Teile getrocknet. Die Außenbleche werden getrocknet durch Abwischen mit sauberen Papiertüchern technischer Qualität, während das Kernmaterial in einem Ofen bei ungefähr 65° C getrocknet wird. Falls die Teile nicht unmittelbar danach hartverlötet werden, schlägt man sie in unbehandeltes Papier ein und hält sie in einer Atmosphäre mit geringem Feuchtigkeitsgehalt und bei einer nicht über 24° C liegenden Umgebungstemperatur, bis mit dem Hartlöten begonnen wird.

Das Reinigungsverfahren besteht also vorzugsweise aus folgenden Stufen: Entfetten mit MÄK, Ätzen mit Schwefelsäure, Waschen mit Leitungswasser, Glänzen mit Salpetersäure, Waschen mit Leitungswasser, Absprühen mit entmineralisiertem Wasser, Trocknen und Umwickeln und Lagern der getrockneten Teile in einer geregelten Atmosphäre,
ίο Zwischen den Aluminiumteilen und den Schwefelsäure- und Salpetersäurelösungen sind viele chemische Reaktionen möglich.

Aluminium reagiert mit Schwefelsäure folgendermaßen:

2 AI + 6 H₂SO₄ _ Al₂ (SO₄)₃ + 3 SO₂ + 6 H₂O

Das erhaltene Aluminiumsulfat verursacht ein ao schwarzes schmutziges Aussehen der Aluminiumoberfläche. In der anschließenden Salpetersäurebehandlung wird diese wie folgt entfernt:

_a5 Al₂ (SOJ₃ + 6 HNO₃ + 6 H+

-> 2 Al (NO₃)₃ + 6 H₂O + 3 SO₂

Das Aluminiumnitrat stellt kein Problem dar, da es rasch ionisiert.

Viele Metallionen einschließlich des Aluminiums neigen zur Bildung komplexer Ionen. Ein Ion, welches sich in Salpetersäure gern bildet, ist ein Aluminium - Ammoniak - Komplex folgender Formel:

Al (NH₃)₄ ⁺. Dieses Ion stellt ein Reduktionsmittel dar und dient als solches dazu, bis zu einem gewissen Grad die Oxydation der Aluminiumoberfläche nach dem Reinigen zu inhibieren, und es wurde gefunden, daß bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens die Beständigkeit der Komponenten, d. h. die Zeitspanne, in der keine merkliche Oxydation auftritt, mindestens 24 Stunden beträgt, wenn die Teile in einer Atmosphäre mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt aufbewahrt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem luftdichten Behälter 16 aus rostfreiem Stahl mit Einlaß 24 und Auslaß 26, der eine flexible Deckplatte 22 und starre Seitenwände 18 besitzt, deren Höhe die Dicke der Verbundstruktur bestimmt. Die Seitenwände 18 besitzen Flansche 19; die Bodenplatte ist mit 20. bezeichnet. Die Seitenwände 18 sind in der Höhe innerhalb bestimmter Toleranzen dimensioniert und bestimmen so die Dicke der Verbundstruktur. Der gesamte für das Hartlöten erforderliche Druck auf die Verbundstruktur wird somit durch die flexible Deckplatte 22 ausgeübt und durch die Höhe der Seitenwände 18 im Vergleich zur ursprünglichen Höhe der Verbundstruktur vor dem Hartverlöten geregelt.

Die Seitenwände 18 und die Deckplatte 22 sind an ihrem ganzen Umfang verschweißt.

Die Bodenplatte 20 kann einen ständigen Teil des Behälters 16 darstellen. Die flexible Deckplatte 22 ist jedoch nicht wieder verwendbar und läßt sich durch Abschleifen der Verschweißung zwischen ihr und den Außenkanten des Flansches 19 entfernen. Der Rest des Behälters läßt sich für viele Hartlötungen wiederverwenden. Aluminiumgleitbleche 28, die

in gleicher Weise wie die hartzuverlötenden Teile von Chemikalien und anderen Verunreinigungen gereinigt wurden, werden unter und über die aufeinander gelegte Verbundstruktur gebracht. Am Einlaß 24 wird ein gereinigter Aluminiumgetter 32 angebracht. Als Getter ist zwar Aluminiumwolle dargestellt, aber jede andere Konfiguration, beispielsweise in Zellenform, ist ebenfalls verwendbar, solange sie eine große Oberfläche aufweist, über die Argongas, welche die für die spezielle Verbundstruktur erforderliche Form aufweist.

Diese Vorrichtung besteht allgemein aus zwei Keramikplatten 33 und 34, welche der gewünschten Form der Verbundstruktur angepaßt sind. Zusammenhängende Kühlleitungen 36 zur Aufnahme einer

ches am Einlaß 24 bei Atmosphärenunterdruck zugeleitet wird, bis die Atmosphäre im Behälter völlig inert ist. Das Argongas kann aus verflüssigtem Argon oder hochgereinigtem Gas stammen; alle Ver-S unreinigungen, die im Argon zurückgeblieben sind, werden durch das Aluminiumgetter 32 entfernt.

Die Keramikplatte 33 wird dann abgesenkt, um zusätzlichen Druck auf die hartzuverlötenden Teile auszuüben. Der Lötdruck auf die hartzuverlötenden

ches durch den Einlaß 24 zugeführt wird, strömen to Teile wird lediglich durch die flexible Deckplatte 22, kann. durch den atmosphärischen Druck und den Werk-

Nach dem dichten Verschließen ist der Behälter 16 zeugdruck ausgeübt. Der Grund hierfür liegt darin, fertig zum Einbringen in die Hartlöteinrichtung, wel- daß beim Aufeinanderlegen der zu verlötenden Teile

die Höhe der Verbundstruktur plus der Gleitbleche nur geringfügig größer ist als die Höhe der starren Seitenwände 18 des Behälters 16. Wenn daher die Platte 33 abgesenkt wird, preßt sie die Verbundstruktur durch die Deckplatte 22 nur soweit zusammen, bis das Gewicht der Platte durch die Seitenwände 18

Kühlflüssigkeit und Heizelemente 38 in Form von ao aufgenommen wird. Durch diese Technik kann der Widerstandsdrähten werden in jeder der Keramik- auf die zu verlötende Verbundstruktur angelegte platten vorgesehen. Die Widerstandsdrähte 38 liefern Druck durch die in die verschiedenen Teile eingebet Verbindung mit dem elektrischen Strom die zum bauten Toleranzen genau geregelt werden.
Hartlöten erforderliche Wärme, während die durch Nachdem der Behälter 16 evakuiert und mit Ar-

die Leitungen 36 strömende Kühlflüssigkeit zu ge- 25 gongas wieder gefüllt wurde, wobei er Atmosphäreneigneter Zeit die notwendige Kühlung verschafft. Die unterdruck aufweist, wird mit der Heizfolge begon-Platten 33 und 34 werden von feuerfesten Isolier- _nen. Die Wärme wird allmählich erhöht, während bauteilen 40 und 42 getragen, die wiederum von der Argonspülstrom aufrechterhalten wird. Nachdem stahlunterlegten Bauteilen 44 und 46 getragen wer- die kritische Hartlöttemperatur für die erforderliche den. Ferner sind Mittel vorhanden (nicht gezeigt), 30 Zeitdauer aufrechterhalten worden war, wird der Bedie eine vertikale Bewegung des Bauteils 44 zur An- hälter mit seinem Inhalt mit komprimierter Luft, passung an verschiedene Größen des Behälters 16 die durch die Kühlleitungen 36 zugeführt wird, auf und zur Anwendung von Druck auf den Behälter Umgebungstemperatur abgekühlt,
ermöglichen. Diese spezielle Vorrichtung ist zur Die bei der Durchführung dieses Verfahrens spe-

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 35 _zi_ell angewendeten Temperaturen, Drücke und Zeibesonders geeignet, da sie für die Zuführung der not- ten schwanken je nach den besonderen Eigenschafwendigen Wärme und der Kühlmittel mit außer- _ten des hartzuverlötenden Materials. Bei einer Hartordentlicher Präzision besonders gut angepaßt ist. verlötung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung Wenn der Behälter 16 mit der Verbundstruktur aus 98,8%>A1 und 1,2% Mn, unter Verwendung darin in die Vorrichtung gebracht wird, werden 40 eines bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Füll-Thermoelemente (nicht gezeigt) mit den Ober- und materials wurde bei der praktischen Durchführung Unterwänden des Behälters 16 verschweißt. Distanzplatten 48 für die Thermoelemente, die zu deren Aufnahme Vertiefungen aufweisen, werden über und
unter dem Behälter 16 angebracht. Die Distanzplat- 45
ten können aus Kupfer oder Aluminium bestehen
und werden benutzt, um das Auftreten von Luftnestern zwischen den Wänden des Behälters und der
Vorrichtung durch die Thermoelemente zu vermeiden. Die Thermoelemente sind mit Meßgeräten (nicht 50
gezeigt) zur Messung der Temperatur des Behälters
16 verbunden.

Über und unter die Thermoelementdistanzplatten werden Wärmeabflußplatten 50 aus Kupfer gelegt, und zwischen die Keramikplatten 33 und 34 und die angrenzenden Wärmeabflußplatten 50 wird eine Schicht 52 aus einem nichtmetallischen Polster eingebracht. Die Wärmeabflußplatten 50 aus Kupfer verteilen die Wärme gleichmäßig auf die Werkstückpackung. Diese Platten werden nur für eine außerordentlich kritische Temperaturregelung verwendet oder um das Risiko ungleichmäßiger Temperaturen zu vermindern. Der den Behälter 16 und die verschiedenen Bleche und Platten der Vorrichtung umgebende Raum wird dann mit Isoliermaterial 52 gefüllt, um Wärmeverluste zu verringern.

Der luftdicht verschlossene Behälter 16 wird dann am Auslaß 26 evakuiert und mit Argon gespült, weider Erfindung
halten:

folgende Hartlötarbeitsfolge einge-

1. Der Behälter 16 wurde 60 Minuten lang evakuiert.

2. Bei Anwendung eines statischen Vakuums wurde der Behälter 16 30 Minuten lang auf undichte Stellen geprüft. Die höchstzulässige Undichte betrug 0,76 mm Quecksilber pro Stunde.

3. Der Behälter 16 wurde 90 Minuten kontinuierlich evakuiert und alle 5 Minuten mit Argongas wieder bis zu leicht positivem Druck gefüllt.

4. Mit dem Heizen wurde begonnen, während der Behälter unter einem Vakuum von 203 mm Quecksilber stand und unter kontinuierlichem Spülen mit 0,283 m» Argon pro Stunde.

5. Bei 177 ± 5° C wurde das Vakuum auf 127 mm Quecksilber verringert, wobei die Argonspülung mit 0,283 m³ pro Stunde aufrechterhalten wurde.

6. Bei 343°C wurde das Vakuum in dem Behälter 16 auf 102 mm verringert, wobei die Argonspü-

509 616/40

lung mit 0,283 m³ pro Stunde weiter beibehalten wurde.

7. Bei 518 ± 5⁰C wurde der auf die Widerstandsheizelemente 38 angelegte elektrische Strom ver- mindert, um die Geschwindigkeit der Annäherung an die endgültige Hartlötungstemperatur herabzusetzen.

8. Bei 574° C wurde der auf die Widerstandsheiz-

elemente angelegte elektrische Strom auf die Endstufe herabgesetzt, um ein Überspringen der Hartlötungstemperatur zu verhüten.

9. Die Hartverlötung erfolgte
innerhalb von 4 Minuten.

bei 585 ±5° C

10. Der Behälter wurde durch Preßluft, die durch die Kühlleitungen in den Schablonen zugeführt wurde, auf Umgebungstemperatur abgekühlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 zungen der Hartlöttemperatur nicht möglich. Daher Patentansprüche: verbleiben als gangbare Möglichkeiten nur mecha nische oder chemische Verfahren zur Oxydentfer-

1. Verfahren zum Hartlöten der Stoßstellen nung.

von Aluminiumteilen mit einem Füllmaterial, wel- 5 Die meistverwendeten Verfahren zum Hartlöten ches einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Alu- von Aluminium sind: Brennerhartlötung, wobei die miniumteile aufweist, und ohne Verwendung von Hitze durch einen Schweißbrenner zugeführt wird; Flußmitteln, wobei die Teile sowie das Füllma- Ofenhartlötung, wobei die hartzuverlötenden Strukterial mit einem unerwünschten Aluminiumoxyd- türen in einem Ofen erhitzt werden; und Eintauchfilm überzogen sind, dadurch gekenn- io hartlötung, wobei die gesamte Anordnung in ein gezeichnet, daß der Aluminiumoxydfilm durch schmolzenes Flußmittelbad eingetaucht wird. Alle Entfetten und Ätzen mit einer Schwefelsäure- diese bekannten Hartlötverfahren erfordern jedoch lösung entfernt, die Hartlötung in einer inerten die Verwendung eines Flußmittels zur Entfernung Atmosphäre unter Druck durch allmähliches Er- von Oxydfilmen, um sicherzustellen, daß das Füllhitzen auf den Schmelzpunkt des Füllmaterials 15 material in die hartgelöteten Stoßstellen vollständig und Abkühlen durchgeführt wird. eindringt. Da eine vollständige Entfernung der Fluß-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- mittel in vielen Fällen nicht durchführbar ist, besteht kennzeichnet, daß sich dem Entfetten und Ätzen immer die Möglichkeit, daß in den verlöteten Stellen ein Spülen mit Wasser, ein Glänzen mit einer SaI- Flußmittel eingeschlossen wird.

petersäure und ein Trocknen anschließt. ao Die zum Hartlöten bisher erforderlichen Flußmit-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, tel enthalten Fluoride und Chloride, die mit dem AIudadurch gekennzeichnet, daß bei der Hartlötung miniumoxyd eine chemische Umsetzung eingehen, gegenüber der Atmosphäre ein Unterdruck auf- wenn sie durch Wärmezufuhr ausreichend energierechterhalten wird. reich gemacht werden. Die Rückstände dieser Salze

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 35 sind extrem korrodierend und müssen daher vollrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge- ständig entfernt werden. Der Hauptteil der Flußmitkennzeichnet, daß sie aus einem luftdichten Be- tel kann in manchen Fällen durch Eintauchen der halter (16) aus rostfreiem Stahl mit Einlaß (24) Teile in siedendes Wasser entfernt werden, ehe sie und Auslaß (26) besteht, der eine flexible Deck- vollständig von der Härtetemperatur abkühlen. Dieplatte (22) und starre Seitenwände (18) besitzt, 30 ses Verfahren hat jedoch gelegentlich ein Verziehen deren Höhe die Dicke der Verbundstruktur be- der Teile zur Folge und kann daher nicht immer anstimmt. . gewendet werden. Bei dieser Methode folgt dann die

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- Anwendung von sauren Lösungen, die zur Entfernung kennzeichnet, daß der Behälter (16) zwischen restlichen Hartlötflußmittels verwendet werden. Die zwei Keramikplatten (33, 34) angeordnet ist, die Rückstände dieser Säuren müssen jedoch vollständig Heizelemente (38) enthalten, und deren Druck ³⁵ abgewaschen und die Teile gründlich getrocknet wervon den starren Seitenwänden (18) aufgenommen den, und es muß besondere Sorgfalt darauf verwendet wird. werden, daß in den inneren Zwischenräumen keinerlei Feuchtigkeit zurückbleibt. Es ist daher offensichtlich, daß bei eingeschlossenen Verbindungsstellen, wie

• ⁴° sie beispielsweise bei Schichtstoffen mit zellen- oder

wabenförmigem Kern auftreten, Hartlötverfahren unter Verwendung von Flußmitteln ungeeignet sind, da ein Verfahren fehlt, welches eine korrosionsfreie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hart- Verlötung sicherstellt. Abgesehen davon ist es beim löten der Stoßstellen von Aluminiumteilen mit einem ⁴⁵ Hartlöten mit Flußmitteln erforderlich, daß das Fluß-Füllmaterial, welches einen niedrigeren Schmelz- mittel über die Stoßflächen fließt, woraus sich in vielen punkt als die Aluminiumteile aufweist, und ohne Ver- Fällen ein Flußmitteleinschluß unterhalb der Stoßwendung von Flußmitteln, wobei die Teile sowie das fläche ergibt, so daß die korrodierenden Salze in der Füllmaterial mit einem unerwünschten Aluminium- Unterlage und in den Füllermetallen vollständig einoxydfilm überzogen sind. ⁵° geschlossen sind.

Die Eigenschaft des Aluminiums, in Gegenwart von Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung

Luft einen Oxydschutzfilm zu bilden, ist einer der eines wirkungsvollen Hartlötverfahrens ohne Verwenwichtigsten Faktoren, welche die Metallherstellungs- dung eines Flußmittels. Die Erfindung kennzeichnet und Hartlötyerfahren beinflussen. Dieser Metalloxyd- sich dadurch, daß der Aluminiumoxydfilm durch Entfilm, der im wesentlichen aus amorphem Aluminium- ⁵⁵ fetten und Ätzen mit einer Schwefelsäurelösung entoxyd von sehr geringer Dicke besteht, muß minde- fernt, die Hartlötung in einer inerten Atmosphäre stens 50 weit entfernt werden, daß eine Diffusion der unter Druck durch allmähliches Erhitzen auf den Atome der Metallkomponenten zur Erzielung einer Schmelzpunkt des Füllmaterials und Abkühlen durchzufriedenstellenden Verbindung möglich ist. Der Alu- geführt wird.

miniumoxydfilm kann zwar mit besonderen Flußmit- Es ist an sich bekannt, beim Hartlöten von AIu-

teln während des Hartlötvorgangs entfernt werden, minium die von Oxyd befreiten Werkstücke in der dieses Verfahren ist jedoch zum Hartlöten von sand- Hartlötfuge unter Druck zu setzen, sie auf die Arbeitswichartig zusammengesetzten Verbundstoffen nicht temperatur, gegebenenfalls unter Schutzgas, zu erzufriedenstellend, da hierbei die korrodierenden Fluß- wärmen und wieder abzukühlen. Dabei bestehen jemittel eingeschlossen werden. Auch eine thermoche- ⁵ doch einmal die eingangs erwähnten Probleme bei der mische Reduktion des Oxyds in einer Hartlot- Oxydentfernung, und zum andern ist die Verwendung atmosphäre von Wasserstoff ist infolge der Begren- von Flußmitteln erforderlich.