DE1962760A1 - Process for soldering aluminum materials - Google Patents

Process for soldering aluminum materials

Info

Publication number
DE1962760A1
DE1962760A1 DE19691962760 DE1962760A DE1962760A1 DE 1962760 A1 DE1962760 A1 DE 1962760A1 DE 19691962760 DE19691962760 DE 19691962760 DE 1962760 A DE1962760 A DE 1962760A DE 1962760 A1 DE1962760 A1 DE 1962760A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder
carrying
following composition
remainder
soldering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691962760
Other languages
German (de)
Other versions
DE1962760B2 (en
DE1962760C3 (en
Inventor
Heinz Dipl-Ing Schoer
Werner Dr-Ing Schultze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vereinigte Aluminium Werke AG
Original Assignee
Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to BE758884D priority Critical patent/BE758884A/en
Application filed by Vereinigte Aluminium Werke AG filed Critical Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority to DE1962760A priority patent/DE1962760C3/en
Priority to GB1776473A priority patent/GB1333030A/en
Priority to AT986070A priority patent/AT299647B/en
Priority to CH1256172A priority patent/CH555216A/en
Priority to CH1656170A priority patent/CH538325A/en
Priority to DK576370A priority patent/DK132868C/en
Priority to FR7041153A priority patent/FR2072194A5/fr
Priority to NO04483/70A priority patent/NO130098B/no
Priority to GB5653370A priority patent/GB1328642A/en
Priority to ZA708097*A priority patent/ZA708097B/en
Priority to SE16683/70A priority patent/SE362375B/xx
Priority to LU62217D priority patent/LU62217A1/xx
Priority to SU1725153A priority patent/SU532324A3/en
Priority to SU1725550A priority patent/SU453818A3/en
Priority to NLAANVRAGE7018270,A priority patent/NL170707C/en
Priority to CA100,643A priority patent/CA964082A/en
Priority to JP45111355A priority patent/JPS504466B1/ja
Publication of DE1962760A1 publication Critical patent/DE1962760A1/en
Publication of DE1962760B2 publication Critical patent/DE1962760B2/en
Priority to US00285100A priority patent/US3811177A/en
Priority to CA158,737A priority patent/CA965995A/en
Priority to NO486573A priority patent/NO133022C/no
Priority to US05/729,039 priority patent/US4121750A/en
Priority to US05/836,766 priority patent/US4173302A/en
Priority to US05/853,768 priority patent/US4241148A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1962760C3 publication Critical patent/DE1962760C3/en
Priority to US06/661,281 priority patent/US4905887A/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • B23K35/288Al as the principal constituent with Sn or Zn
    • 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
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/282Zn as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

VEREINIGTE ALUMINIUM-WERKE
AKTIENGESELLSCHAFT
BONN
UNITED ALUMINUM PLANTS
Aktiengesellschaft
BONN

Verfahren zum Löten von AluminiumwerkstoffenProcess for soldering aluminum materials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von Aluminiumwerkstoffen. Beim Löten handelt es sich um ein Verbindungsverfahren, bei dem im Gegensatz zum Schweißen der Grundwerkstoff an der Verbindungsstelle zwar vom schmelzflüssigen Zusatzmetall benetzt, aber nicht aufgeschmolzen wird. Der Schmelzbereich des Lotes und die Arbeitstemperatur müssen daher unterhalb der Schmelztemperatur des Grundwerkstoffes liegen.The invention relates to a method for soldering aluminum materials. Soldering is a connection process in which, in contrast to welding, the base material is used Although it is wetted by the molten additional metal at the connection point, it is not melted. The melting range of the The solder and the working temperature must therefore be below the melting temperature of the base material.

Beim Löten von Aluminium und Aluminiumlegierungen besteht ein wesentliches Problem darin, daß der Werkstoff infolge der stets auf der Oberfläche vorhandenen und sehr zähen Oxidhaut vom schmelzflüssigen Lot in nicht ausreichendem Maße benetzt wird. Diese Oxidhaut ist zwar sehr dünn, aber dicht und stabil, bildet sich nach ihrer Beseitigung, z.B. durch Beizen, spontan neu und verstärkt sich außerdem während des Lötvorganges, sofern dieser unter oxydierender Atmosphäre (z.B. Luft) durchgeführt wird. Es war bisher beim Löten von Aluminiumwerkstoffen erforderlich, diese störende Oxidhaut an der Verbindungsstelle entweder auf mechanischem oder chemischem Wege zu beseitigen. Der erstgenannte Weg wird beim Reiblöten, einem Sonderverfahren des Weichlötens, angewandt, wobei die Oxidschicht durch das geschmolzene Lot hindurch zerstört wird. Eine Abart dieses Prinzips stellt das Ultraschall-Löten dar, das jedoch keine größere technische Bedeutung erlangt hat.When soldering aluminum and aluminum alloys, there is a major problem that the material as a result of the always The very tough oxide skin present on the surface is not sufficiently wetted by the molten solder. Although this oxide skin is very thin, it is dense and stable, and after it has been removed, e.g. by pickling, it forms new and spontaneously is also intensified during the soldering process if it is carried out in an oxidizing atmosphere (e.g. air). It was previously necessary when soldering aluminum materials to either remove this annoying oxide skin at the connection point mechanical or chemical means to eliminate. The first-mentioned way is with friction soldering, a special process of soft soldering, applied, whereby the oxide layer is destroyed by the molten solder through. This is a variation of this principle Ultrasonic soldering, which, however, has not achieved any major technical importance.

Abgesehen von diesen Sonderverfahren geschieht die Entfernung der Oxidhaut durch die Anwendung von Flußmitteln, die außerdem die Lötstelle vor erneuter Oxydation schützen. Die für das Löten von Aluminium geeigneten Flußmittel enthalten im allgemeinen Chloride bzw. Fluoride, beim Weichlöten z.T. auch rein organische Verbindungen. Alle Flußmittel weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie korrodierend wirken - meist sogar in starkem Maße - und ihre Rückstände daher beseitigt werden müssen. Außerdem bestehtApart from these special processes, the oxide skin is removed by using fluxes, which also protect the solder joint from renewed oxidation. The fluxes suitable for soldering aluminum generally contain Chlorides or fluorides, with soft soldering partly also purely organic compounds. However, all fluxes have the disadvantage that they have a corrosive effect - usually even to a great extent - and their residues must therefore be removed. In addition, there is

109831/0996109831/0996

die Gefahr von Flußmitteleinschlüssen an der Lötstelle. Die Flußmittelrückstände und Flußmitteleinschlüsse beeinträchtigen die Korrosionsbeständigkeit der gelöteten Teile in starkem Maße, besonders wenn Feuchtigkeit auf die Lötstelle einwirken kann. Die Beseitigung der Flußmittelreste ist kostenintensiv und wird zudem meist nicht vollständig erreicht. Daher wurden bereits früher weitere Versuche zum flußmittellosen Löten, insbesondere Hartlote η, durchge führt.the risk of flux inclusions at the soldering point. The flux residues and flux inclusions affect the corrosion resistance of the soldered parts to a great extent, especially when moisture can act on the soldered joint. The removal of the flux residues is cost-intensive and, moreover, is usually not completely achieved. Hence have already been earlier further attempts at fluxless soldering, in particular Hard solders η, carried out.

Das letztgenannte Verfahren besitzt insofern eine besondere Bedeutung, wenn an eine Lötverbindung höhere Anforderungen in bezug auf die Festigkeitswerte und Korrosionsbeständigkeit gestellt werden. Die bisher zum flußmittellosen Löten von Aluminium W dafür bekannt gewordenen Arbeitsweisen führten noch zu keinem praxisreifen bzw. wirtschaftlichen Verfahren. So wurden beispielsweise in amerikanischen Patentschriften bzw. Veröffentlichungen Verfahrensweisen vorgeschlagen, nach denen entweder durch exotherme Reaktionen oder Reduktionsvorgänge die Oxidschicht an der Verbindungsstelle beseitigt oder auch im Hochvakuum von 10 Torr bzw. mit einer Kombination von Reduktionsvorgängen undThe last-mentioned method is of particular importance when higher demands are made on a soldered joint with regard to strength values and corrosion resistance. The working methods that have become known up to now for flux-free soldering of aluminum W have not yet led to a practical or economical process. For example, in American patents or publications, procedures have been proposed according to which the oxide layer at the connection point is removed either by exothermic reactions or reduction processes or also in a high vacuum of 10 Torr or with a combination of reduction processes and

—4
einem zusätzlichen Vakuum von ca. 10 Torr gearbeitet werden soll. Dabei werden vielfach die Lote sowie die außerdem erforderlichen weiteren Zusätze in Form von Pulvermischungen eingesetzt
—4
an additional vacuum of approx. 10 Torr is to be used. In this case, the solders and the other necessary additives in the form of powder mixtures are often used

Abgesehen von der sehr zweifelhaften Wirksamkeit der Oxidbeseitigung der vorgeschlagenen Arbeitsmethoden sind diese wegen der " Schwierigkeiten, die sich aus den notwendigen Schutzmaßnahmen der Pulver vor Oxydation sowohl bei der Herstellung als auch der Lagerung und Aufbringung auf das Werkstück ergeben, für eine wirtschaftliche Fertigung, insbesondere Serienfertigung, ungeeignet. Einer allgemeinen Anwendung des Lötens im Hochvakuum stehen die dabei erforderlichen hohen Anlagen- und Betriebskosten entgegen. Eine derartige Verfahrensweise ist daher nur in ganz speziellen Anwendungsfällen wie z.B. Reaktor- und Raketentechnik wirtschaftlich vertretbar.Apart from the very dubious effectiveness of the oxide removal of the proposed working methods, these are because of the "difficulties arising from the necessary protective measures the powder result from oxidation both during manufacture and during storage and application to the workpiece, for a economical production, especially series production, unsuitable. A general application of high vacuum soldering the high system and operating costs required for this opposite. Such a procedure is therefore only possible in very special applications such as reactor and rocket technology economically justifiable.

In der Regel weisen die zum Löten von Aluminium geeigneten Lote den Nachteil einer relativ hohen Viskosität und Oberflächenspannung und damit ungünstiger Benetzungseigenschaften auf. DiesAs a rule, the solders suitable for soldering aluminum have the disadvantage of a relatively high viscosity and surface tension and thus unfavorable wetting properties. this

109831/0996 3 109831/0996 3

gilt insbesondere für die Hartlote, die, wie vorstehend ausgeführt, von besonderer Bedeutung sind. Die dabei vorzugsweise eingesetzten Lote sind solche vom Typ Al-Si, denen gegebenenfalls noch weitere Zusätze wie Kupfer, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink und Cadmium zulegiert werden. Ferner werden außer den handelsüblichen Weichloten noch Lote der Basis Zn-Al verwendet, die nach der jeweiligen Zusammensetzung und damit der Arbeitstemperatur entweder den Hart- oder Weichloten zuzurechnen sind.applies in particular to hard solders which, as stated above, are of particular importance. The solders preferably used in this case are those of the Al-Si type, where appropriate other additives such as copper, magnesium, nickel, tin, zinc and cadmium can be added. In addition to the customary Soft solders still used Zn-Al based solders, depending on the respective composition and thus the working temperature either hard or soft solders are to be assigned.

Um die Nachteile der hohen Viskosität und Oberflächenspannung auszugleichen, werden den Flußmitteln z.T. Zusätze, z.B. in Form von Zinksalzen, beigegeben, die zu Abscheidungen an der Metalloberfläche führen und die Benetzungsverhältnisse an der Verbindungsstelle günstig beeinflussen.To the disadvantages of high viscosity and surface tension To compensate for this, additives are sometimes added to the fluxes, e.g. in the form of zinc salts, which lead to deposits on the Lead metal surface and the wetting conditions on the Affect the connection point favorably.

Durch die deutsche Patentschrift 66 398 aus dem Jahre 1891 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Lot für reines oder nahezu reines Aluminium bekannt, darin bestehend, daß eine größere Menge reinen Aluminiums geschmolzen, dann die Oberfläche des geschmolzenen Metalls mit einer Schicht von Phosphorsäure, saurem Natriumsulfat, Fluorverbindungen oder anderen sauer reagierenden Salzen vollständig bedeckt, und schließlich dem geschmolzenen Metall eine geringere Menge von Kupfer und Zinn oder Kupfer, Wismut, Zink und Zinn oder auch Kupfer, Antimon, Wismut und Zink oder endlich Kupfer, Wismut, Antimon und Zinn zugesetzt wird.By the German patent specification 66 398 from the year 1891 a method for the production of solder for pure or Almost pure aluminum is known to consist in the fact that a large amount of pure aluminum is melted, then the surface of the melted Metal with a layer of phosphoric acid, acidic sodium sulfate, fluorine compounds or other acidic reacting agents Salts completely covered, and finally the molten metal a lesser amount of copper and tin or copper, Bismuth, zinc and tin or also copper, antimony, bismuth and zinc or finally copper, bismuth, antimony and tin is added.

Dieses Lot hat sich trotz der langen Zeit in der Praxis nicht eingeführt. Ein solches Lot wäre auch praktisch infolge der geringen Schmelzpunktdifferenzen von Lot und Grundwerkstoff nicht geeignet und wurde seinerzeit nur als Lot angesehen, da man davon ausging, daß nach den seinerzeitigen Erkenntnissen der Schmelzpunkt des Aluminiums bei 800°C liegt. (Vgl. S. 1, linke Spalte, Abs. 2 der Patentschrift 66 398.)This plumb bob has not been used in practice despite the long time. Such a plumb bob would also be practical due to the small size Melting point differences between solder and base material are not suitable and was only regarded as a solder at the time, since it was assumed that, according to the knowledge at the time, the melting point of the aluminum is at 800 ° C. (See p. 1, left column, paragraph 2 of patent specification 66 398.)

Wie eingangs bereits beschrieben, besteht beim Löten von Aluminium ein wesentliches Problem darin, daß der Werkstoff infolge der stets auf der Oberfläche vorhandenen Oxidhaut vom schmelzflüssigen Lot in nicht ausreichendem Maße benetzt wird. Daraus wurde bisher stets gefolgert, daß zur Erzielung einer gutenAs already described at the beginning, there is a soldering of aluminum A major problem is that the material is separated from the molten material due to the oxide skin that is always present on the surface Solder is not sufficiently wetted. From this it has always been concluded that in order to achieve a good

_ 4 _ 109831/0996_ 4 _ 109831/0996

Lötverbindung die Oxidhaut zerstört und beseitigt werden muß. Im Gegensatz zu dieser bisher allgemein vertretenen Ansicht wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Benetzungsverhältnisse an der Lötstelle gegenüber denjenigen bei der Verwendung bisher bekannter Zusatzwerkstoffe dadurch wesentlich verbessert werden, daß man dem jeweils eingesetzten Lot Elemente zulegiert, die die Viskosität und Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes und gleichzeitig die Grenzflächenspannung zwischen schmelzflüssigem Lot und Grundwerkstoff in starkem Maße herabsetzen.Solder connection destroys the oxide skin and has to be removed. In contrast to this previously generally held view it has now been found, surprisingly, that the wetting conditions at the soldering point compared to those during use previously known filler materials are significantly improved by adding elements to the solder used in each case alloyed, which increases the viscosity and surface tension of the molten Solder and at the same time the interfacial tension between molten solder and base material in strong Reduce dimensions.

Wie Untersuchungen ergeben haben, kann eine starke Herabsetzung von Viskosität und Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes sowie der Grenzflächenspannung zwischen Lot und Grundwerkstoff b dadurch erreicht werden, daß man dem jeweils eingesetzten Lot Zusätze wie vorzugsweise Wismut und/oder Strontium und/oder Barium und/oder Antimon in Gehalten von 0,01 - 10 %, vorzugsweise 0,05 - 2 %, zulegiert. Als "jeweils eingesetztes Lot" kommen beispielsweise folgende Zusammensetzungen in Betracht:Studies have shown that the viscosity and surface tension of the molten solder and the interfacial tension between the solder and the base material b can be greatly reduced by adding additives to the solder used, such as preferably bismuth and / or strontium and / or barium and / or antimony in contents of 0.01-10 %, preferably 0.05-2 %, are added . The following compositions, for example, come into consideration as "solder used in each case":

a) 4 - 20 % Silicium, Rest Aluminium, gegebenenfalls mit schwankenden Mengen an weiteren Legierungskomponenten wie Kupfer, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink und/oder Cadmium, odera) 4 - 20 % silicon, the remainder aluminum, optionally with fluctuating amounts of other alloy components such as copper, magnesium, nickel, tin, zinc and / or cadmium, or

b) Aluminium 2 - 26 %, Rest Zink, oderb) aluminum 2 - 26 %, remainder zinc, or

c) Aluminium mehr als 26 - 45 %, Rest Zink, gegebenenfalls als weitere Legierungs-Komponente Mangan bis 1 %. c) Aluminum more than 26 - 45%, the remainder zinc, optionally manganese up to 1 % as a further alloy component.

Den genannten oder anderen Basisloten werden erfindungsgemäß die -- oben angegebenen Mengen von vorzugsweise Wismut und/oder Strontium und/oder Barium und/oder Antimon zugesetzt.According to the invention, the abovementioned amounts of preferably bismuth and / or strontium are added to the above-mentioned or other base solders and / or barium and / or antimony added.

Wie Versuche ergeben haben, eignen sich die auf diese Weise erhaltenen Lote überraschenderweise zum flußmittellosen Löten von Aluminium, wenn dieses in einer nichtoxydierenden Atmosphäre bzw. in einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil durchgeführt wird. Einmal kann es sich dabei um ein inertes Lötschutzgas, wie z.B. Schweißargon, Stickstoff handelsüblicher Reinheit, Formiergas oder Ammoniak, zum anderen um ein niedriges Vakuum von beispielsweise 10~ bis iO Torr handeln. Vakua von 10 bis 10 Torr, wie diese in den oben beschriebenen bisher vorgeschlagenen Methoden zum flußmittellosen Löten z.T. gefordertAs tests have shown, those obtained in this way are suitable Surprisingly, solder for flux-free soldering of aluminum, if this is in a non-oxidizing atmosphere or carried out in an atmosphere with a low oxygen content will. On the one hand, it can be an inert soldering shielding gas, such as welding argon, nitrogen of commercial purity, Forming gas or ammonia, on the other hand a low vacuum of, for example, 10 ~ to 10 Torr. Vacuums from 10 to 10 Torr as suggested so far in those described above Methods for flux-free soldering are sometimes required

109831/0996 - 5 "109831/0996 - 5 "

werden, sind bei dem beanspruchten Verfahren keinesfalls erforderlich. Die Lötstelle muß zwar auch bei der beanspruchten Verfahrensweise vorher gründlich gereinigt und getrocknet werden, doch sind hierbei keine über das bisher Übliche hinausgehende Maßnahmen erforderlich. Es werden jedoch sämtliche mit dem flußmittellosen Löten verbundenen Vorteile erzielt, d.h. insbesondere ist eine Nachbehandlung zur Beseitigung von Flußmittelresten nicht erforderlich.are by no means required in the claimed process. The soldering point must also be used in the case of the claimed Procedure must be thoroughly cleaned and dried beforehand, but this does not go beyond what has been customary up to now Measures required. However, all of the advantages associated with fluxless soldering are obtained; In particular, post-treatment to remove flux residues is not necessary.

Die vorstehend beschriebene Verminderung von Oberflächenspannung und Viskosität und damit der Benetzungseigenschaften durch die beanspruchten Zusätze zum Lot sind natürlich auch beim Löten mit Flußmittel von Vorteil. Beim Einsatz derartiger Lote kann dann auf die speziellen Zusätze zum Flußmittel, die die Benetzungsverhältnisse verbessern sollen, verzichtet werden. Außerdem kann dann die Zusammensetzung der Flußmittel derart geändert werden, daß sich beim Entfernen der Flußmittelreste Vorteile gegenüber den bisherigen Verfahrensweisen ergeben.The above-described reduction in surface tension and viscosity and thus the wetting properties through the claimed additives to the solder are of course also advantageous when soldering with flux. When using such solders the special additives to the flux, which are intended to improve the wetting conditions, can then be dispensed with. In addition, the composition of the flux can then be changed in such a way that when the flux residues are removed Advantages over the previous procedures result.

Lote mit den beanspruchten Zusätzen können in allen handelsüblichen Formen, wie z.B. Drähte, Stäbe, Formteile, Folien, Lotplattierungen usw. verwendet werden.Solders with the claimed additives can be found in all commercially available Shapes such as wires, rods, molded parts, foils, solder plating, etc. can be used.

Ausführungsbeispiele für LotzusammensetzungenExemplary embodiments for solder compositions

Beispiel 1example 1 11,7 % 11.7 % SiSi 0,09 % 0.09 % MnMn 0,03 #0.03 # MgMg 0,35 % 0.35 % FeFe 0,02 % 0.02 % TiTi 0,02 % 0.02 % CuCu 0,05 ££ 0.05 ZnZn 0,15 % 0.15 % BiBi

Rest AluminiumRemainder aluminum

Beispiel 2Example 2 12,312.3 SiSi 0,070.07 MnMn 0,020.02 MgMg 0,250.25 FeFe 0,010.01 TiTi 0,010.01 CuCu 0,040.04 ZnZn 0,500.50 BiBi 0,310.31 SbSb Rest AluminiumRemainder aluminum

108831/0996-108831 / 0996-

Beispiel 3Example 3

7,2 io 0,07 % 0,03 io 0,63 io 0,04 % 0,18 % 0,11 $ 1,95 % 7.2 io 0.07 % 0.03 io 0.63 io 0.04 % 0.18% $ 0.11 1.95 %

Rest AluminiumRemainder aluminum

Beispiel 4Example 4

8,1 % 0,05 io 0,02 % 0,49 % 0,02 % 0,13 % 0,09 % 2,13 % 0,76 %8.1 % 0.05 OK 0.02 % 0.49 % 0.02 % 0.13 % 0.09 % 2.13% 0.76%

Rest AluminiumRemainder aluminum

Beispiel 5Example 5

15,8 % 0,03 % 0,04 % 0,41 % 0,03 £ 0,11 % 0,18 % 1,11 # 1,37 %15.8 % 0.03 % 0.04 % 0.41 % £ 0.03 0.11% 0.18 % 1.11 # 1.37%

Rest AluminiumRemainder aluminum

19627601962760 66th 16,5 io 16.5 io Rest AluminiumRemainder aluminum 77th 95,70 % 95.70 % 88th 94,23 % 94.23 % 99 67,59 % 67.59 % 1010 68,18 #68.18 # Beispielexample 0,03 $ $ 0.03 Beispielexample 3,95 #3.95 # 5,10 %5.10% 30,40 %30.40% 28,73 % 28.73 % SiSi 0,03 io 0.03 io ZnZn 0,34 %0.34% 0,19 % 0.19 % 1,56 %1.56% 2,67 %2.67% MnMn 0,43 $ $ 0.43 AlAl Verunreinigungen 0,01 % Impurities 0.01 % 0,47 %0.47% 0,35 % 0.35 % 0,33 %0.33% MgMg 0,03 io 0.03 io BiBi Beispielexample Verunreinigungen 0,01 % Impurities 0.01 % Verunreinigungen 0,10 io Impurities 0.10 io FeFe 0,13 % 0.13 % ZnZn Beispielexample Beispielexample TiTi 0,17 % 0.17 % AlAl ZnZn ZnZn CuCu 1,78 % 1.78 % BiBi AlAl AlAl ZnZn BaBa SbSb SrSr BaBa MnMn MnMn

Verunreinigungen 0,09Impurities 0.09

109831/0996109831/0996

Die LÖtversuohe wurden mit Reinaluminium- und Al-Mn-Blechen und Loten mit den in den vorstehenden Beispielen angeführten Zusammensetzungen im elektrisch beheizten Ofen durchgeführt. In allen Fällen, in denen ohne Zusatz von Flußmitteln gelötet wurde, erfolgte dies unter einer Schutzgasatmosphäre wie z.B. Argon und Stickstoff. Die Löttemperatur lag dabei zwischen 590 und 6O5°C, die Lötzeit betrug jeweils 2 min. Bei allen Lötversuchen konnten einwandfreie Lötungen erzielt werden.The soldering versions were made with pure aluminum and Al-Mn sheets and soldering carried out with the compositions listed in the preceding examples in an electrically heated oven. In all cases in which soldering was carried out without the addition of flux, this was done under a protective gas atmosphere, e.g. Argon and nitrogen. The soldering temperature was between 590 and 605 ° C. and the soldering time was 2 minutes in each case Flawless soldering could be achieved during soldering tests.

Im Gegensatz dazu ergab sich keine Lötung bei Verwendung des handelsüblichen Lotes L-AlSi12 ohne die beanspruchten Zusätze, wenn kein Flußmittel benutzt wurde. Auch ein Rütteln der Probe während des Lötvorganges erbrachte kein besseres Ergebnis.In contrast, there was no soldering when using the commercial solder L-AlSi12 without the claimed additives, if no flux was used. Even shaking the sample during the soldering process did not produce a better result.

109831109831

Claims (18)

PatentansprücheClaims 1) Verfahren zum Löten von Aluminiumwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungsverhältnisse an der Lötstelle gegenüber denjenigen bei der Verwendung bisher bekannter Zusatzwerkstoffe dadurch wesentlich verbessert werden, daß man dem jeweils eingesetzten Lot Elemente zulegiert, die die Viskosität und Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes und gleichzeitig die Grenzflächenspannung zwischen schmelzflüssigem Lot und Grundwerkstoff in starkem Maße herabsetzen.1) Method for soldering aluminum materials, thereby characterized in that the wetting conditions at the soldering point compared to those when using previously known Filler materials are significantly improved by adding elements to the solder used, which the viscosity and surface tension of the molten solder and at the same time the interfacial tension between molten solder and base material to a large extent reduce. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man fc dem jeweils eingesetzten Lot Zusätze von Wismut und/oder Strontium und/oder Barium und/oder Antimon in Gehalten von je 0,Oi - 10 %, vorzugsweise 0,05 - 2 % zulegiert,2) The method according to claim 1, characterized in that fc the respectively used solder additions of bismuth and / or strontium and / or barium and / or antimony in contents of 0, Oi - 10 %, preferably 0.05 - 2 % alloyed, 3) Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lote mit den beanspruchten Zusätzen zum flußmittellosen Löten verwendet werden.3) Method according to claim i and 2, characterized in that solder with the claimed additives for flux-free soldering be used. 4) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lote mit den beanspruchten Zusätzen zum Löten mit Flußmitteln verwendet werden.4) Method according to claim 1 and 2, characterized in that solder with the claimed additives for soldering with fluxes be used. 5) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i - 4, ) gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 4 - 20 $>, Bi und/oder Sr und/oder Ba und/oder Sb in Gehalten von je 0,01 - 10 %, vorzugsweise 0,05 - 2 %, Rest Al, gegebenenfalls mit schwankenden Mengen an weiteren Legierungskomponenten wie Cu, Mg, Ni1 Sn, Zn und/oder Cd.5) solder for carrying out the method according to claims i - 4,) characterized by the following composition: Si 4 - 20 $>, Bi and / or Sr and / or Ba and / or Sb in contents of 0.01 - 10% each , preferably 0.05-2%, remainder Al, optionally with fluctuating amounts of further alloy components such as Cu, Mg, Ni 1 Sn, Zn and / or Cd. 6) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Al 2 - 26 %, Bi und/oder Sr und/oder Ba und/oder Sb in Gehalten von 0,01 - 10 %, vorzugsweise 0,05 - 2 %, Rest Zn.6) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Al 2-26 %, Bi and / or Sr and / or Ba and / or Sb in contents of 0.01-10 %, preferably 0 , 05 - 2 %, remainder Zn. - 9 109831/Π996 - 9 109831 / Π996 7) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Al mehr als 26 - 45 %, Bi und/oder Sr und/oder Ba und/oder Sh in Gehalten von je 0,01 - 10 fof vorzugsweise 0,05 - 2 %, Rest Zn, gegehenenfalls als weitere Legierungskomponente Mn his I %.7) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Al more than 26-45 %, Bi and / or Sr and / or Ba and / or Sh in contents of 0.01-10 fo each f preferably 0.05-2%, remainder Zn, if necessary Mn up to 1% as a further alloy component. 8) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 11,7 %\ Mn 0,09 56; Mg 0,03 %\ Fe 0,35 %', Ti 0,02 #; Cu 0,02 %\ Zn 0,05 %\ Bi 0,15 56; Rest Al.8) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Si 11.7 % \ Mn 0.09 56; Mg 0.03 % \ Fe 0.35 % ', Ti 0.02 #; Cu 0.02 % \ Zn 0.05 % \ Bi 0.15 56; Remainder Al. 9) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 12,3 %; Mn 0,07 %\ Mg 0,02 £; Fe 0,25 <jS>; Ti 0,01 fc Cu 0,01 %', Zn 0,04 %; Bi 0,50 #; Sh 0,31 %', Rest Al.9) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Si 12.3%; Mn 0.07 % \ Mg 0.02 £; Fe 0.25 <jS>; Ti 0.01 fc Cu 0.01 %, Zn 0.04 %; Bi 0.50 #; Sh 0.31 % ', remainder Al. ΙΟ) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 7,2 %\ Mn 0,07 #; Mg 0,03 %; Fe 0,63 #; Ti 0,04 £; Cu 0,18 £; Zn 0,11 £; Bi 1,95 %, Rest Al.ΙΟ) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Si 7.2 % \ Mn 0.07 #; Mg 0.03%; Fe 0.63 #; Ti £ 0.04; Cu £ 0.18; Zn £ 0.11; Bi 1.95%, remainder Al. 11) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 8,1 %\ Mn 0,05 %; Mg 0,02 %\ Fe 0,49 %\ Ti 0,02 %>\ Cu 0,13 #; Zn 0,09 %; Ba 2,13 %\ Sr 0,76 5δ; Rest Al.11) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Si 8.1 % \ Mn 0.05%; Mg 0.02 % \ Fe 0.49 % \ Ti 0.02 %> \ Cu 0.13 #; Zn 0.09%; Ba 2.13 % \ Sr 0.76 5δ; Remainder Al. 12) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i - 4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 15,8 %] Mn 0,03 %\ Mg 0,04 <fo\ Fe 0,41 <fo\ Ti 0,03 %,· Cu 0,11 %\ Zn 0,18 <fo\ Sb 1,11 %\ Ba 1,37 %\ Rest Al.12) Solder for carrying out the method according to claims i - 4, characterized by the following composition: Si 15.8 %] Mn 0.03 % \ Mg 0.04 <fo \ Fe 0.41 <fo \ Ti 0.03% , · Cu 0.11 % \ Zn 0.18 <fo \ Sb 1.11 % \ Ba 1.37 % \ remainder Al. 13) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Si 16,5 %\ Mn 0,03 #; Mg 0,03 £; Fe 0,43 %\ Ti 0,03 £; Cu 0,13 %; Zn 0,17 %; Ba 1,78 36; Rest Al.13) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Si 16.5 % \ Mn 0.03 #; Mg £ 0.03; Fe 0.43 % \ Ti 0.03 £; Cu 0.13%; Zn 0.17%; Ba 1.78 36; Remainder Al. 14) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Zn 95,70 "}o\ Al 3,95 D/o\ Bi 0,34 %', Verunreinigungen 0,01 %. 14) Solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Zn 95.70 "} o \ Al 3.95 D / o \ Bi 0.34 % ', impurities 0.01 %. 109831 /nqqe - 10 -109831 / nqqe - 10 - "" 19627B0" " 19627B0 15) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Zn 94,23 %\ Al 5,10 #; Bi 0,19 %', Ba 0,47 %; Verunreinigungen 0,Oi %. 15) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Zn 94.23 % \ Al 5.10 #; Bi 0.19 % ', Ba 0.47 %; Impurities 0. Oi %. 16) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Zn 67,59 %\ Al 30,40 #; Sb 1,56 %; Mn 0,35 %\ Verunreinigungen 0,10 fo. 16) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Zn 67.59 % \ Al 30.40 #; Sb 1.56 %; Mn 0.35 % impurities 0.10 fo. 17) Lot zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: Zn 68,18 %; Al 28,73 fo] Sr 2,67 %; Mn 0,33 %\ Verunreinigungen 0,09 %. 17) solder for carrying out the method according to claims 1-4, characterized by the following composition: Zn 68.18 %; Al 28.73 fo] Sr 2.67%; Mn 0.33 % \ impurities 0.09 %. 18) Verfahren nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß die beanspruchten Lote in jeder handelsüblichen Form ver-18) Method according to claim 1-17, characterized in that the claimed solders in any commercially available form ψ wendet werden. ψ must be turned.
DE1962760A 1969-12-15 1969-12-15 Use of an aluminum-based solder for flux-free brazing of aluminum materials in protective gas, inert gas or vacuum Expired DE1962760C3 (en)

Priority Applications (25)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE758884D BE758884A (en) 1969-12-15 PROCESS FOR BRAZING ALUMINUM AND ITS ALLOYS
DE1962760A DE1962760C3 (en) 1969-12-15 1969-12-15 Use of an aluminum-based solder for flux-free brazing of aluminum materials in protective gas, inert gas or vacuum
GB1776473A GB1333030A (en) 1969-12-15 1970-04-14 Method of brazing aluminium and aluminium alloys
AT986070A AT299647B (en) 1969-12-15 1970-11-02 Flux-free soldering of aluminum materials
CH1256172A CH555216A (en) 1969-12-15 1970-11-09 SOLDER FOR FLUX-FREE SOLDERING OF ALUMINUM MATERIALS.
CH1656170A CH538325A (en) 1969-12-15 1970-11-09 Solder for flux-free soldering of aluminum materials
DK576370A DK132868C (en) 1969-12-15 1970-11-13 SOLDER FOR FLUSE-FREE SOLDERING OF ALUMINUM MATERIAL
FR7041153A FR2072194A5 (en) 1969-12-15 1970-11-17
NO04483/70A NO130098B (en) 1969-12-15 1970-11-23
GB5653370A GB1328642A (en) 1969-12-15 1970-11-27 Method of brazing aluminium and aluminium alloys
ZA708097*A ZA708097B (en) 1969-12-15 1970-11-30 A method of soldering aluminium and aluminium alloys
SE16683/70A SE362375B (en) 1969-12-15 1970-12-09
LU62217D LU62217A1 (en) 1969-12-15 1970-12-10
SU1725153A SU532324A3 (en) 1969-12-15 1970-12-14 Solder for soldering aluminum
SU1725550A SU453818A3 (en) 1969-12-15 1970-12-14 ALUMINUM SOLDER SOLUTION
NLAANVRAGE7018270,A NL170707C (en) 1969-12-15 1970-12-15 METHOD FOR FLUID-FREE SOLDERING OF ALUMINUM MATERIALS
CA100,643A CA964082A (en) 1969-12-15 1970-12-15 Process and solder for soldering aluminum-containing work-pieces
JP45111355A JPS504466B1 (en) 1969-12-15 1970-12-15
US00285100A US3811177A (en) 1969-12-15 1972-08-29 Process for brazing workpieces of aluminum containing material
CA158,737A CA965995A (en) 1969-12-15 1972-12-13 Process and solder for soldering aluminium-containing work-pieces
NO486573A NO133022C (en) 1969-12-15 1973-12-19
US05/729,039 US4121750A (en) 1969-12-15 1976-10-04 Processes for soldering aluminum-containing workpieces
US05/836,766 US4173302A (en) 1969-12-15 1977-09-26 Process and alloy for brazing aluminum-containing articles
US05/853,768 US4241148A (en) 1969-12-15 1977-11-21 Composite aluminum-containing workpieces
US06/661,281 US4905887A (en) 1969-12-15 1984-10-16 Process for soldering aluminum containing workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1962760A DE1962760C3 (en) 1969-12-15 1969-12-15 Use of an aluminum-based solder for flux-free brazing of aluminum materials in protective gas, inert gas or vacuum

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1962760A1 true DE1962760A1 (en) 1971-07-29
DE1962760B2 DE1962760B2 (en) 1972-01-20
DE1962760C3 DE1962760C3 (en) 1980-04-03

Family

ID=5753892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1962760A Expired DE1962760C3 (en) 1969-12-15 1969-12-15 Use of an aluminum-based solder for flux-free brazing of aluminum materials in protective gas, inert gas or vacuum

Country Status (5)

Country Link
AT (1) AT299647B (en)
DE (1) DE1962760C3 (en)
GB (1) GB1333030A (en)
SU (2) SU532324A3 (en)
ZA (1) ZA708097B (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020959A (en) * 1973-05-25 1975-03-05
JPS5547362A (en) * 1973-07-14 1980-04-03 Ver Aluminummniumuberuke Ag Wax alloy
DE3518408A1 (en) * 1984-05-25 1985-11-28 Sumitomo Light Metal Industries Ltd., Tokio/Tokyo ALUMINUM HARD SOLDER AND ITS USE IN ALUMINUM HEAT EXCHANGERS
EP2855063B1 (en) 2012-05-31 2016-03-23 Gränges Sweden AB Multilayer aluminium brazing sheet for fluxfree brazing in controlled atmosphere
EP1608482B1 (en) 2003-03-29 2016-10-05 Grillo-Werke AG Welding, soldering or brazing method under a protective atmosphere of metallic workpieces using a zn/al filler material
EP2382087B2 (en) 2008-11-10 2020-11-04 Aleris Rolled Products Germany GmbH Process for fluxless brazing of aluminium and brazing sheet for use therein

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039298A (en) * 1976-07-29 1977-08-02 Swiss Aluminium Ltd. Aluminum brazed composite
DE4217122A1 (en) * 1992-05-23 1993-11-25 Mahle Gmbh Coilable aluminium@ alloy wire - contains silicon or nickel and is drawn from metal-sprayed starting material
CN102554491B (en) * 2011-12-14 2014-03-05 河南科技大学 Zn (zinc) based high-temperature lead-free soft solder and preparation method for same
CN103143854B (en) * 2013-02-25 2015-04-22 大连理工大学 Welding material for connection of magnesium/aluminum heterogeneous metal and preparation method thereof
CN111331278B (en) * 2020-03-26 2021-08-03 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 High-corrosion-resistance Zn-Al solder powder, solder paste and preparation method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020959A (en) * 1973-05-25 1975-03-05
JPS5512355B2 (en) * 1973-05-25 1980-04-01
JPS5547362A (en) * 1973-07-14 1980-04-03 Ver Aluminummniumuberuke Ag Wax alloy
JPS5641689B2 (en) * 1973-07-14 1981-09-30
DE3518408A1 (en) * 1984-05-25 1985-11-28 Sumitomo Light Metal Industries Ltd., Tokio/Tokyo ALUMINUM HARD SOLDER AND ITS USE IN ALUMINUM HEAT EXCHANGERS
EP1608482B1 (en) 2003-03-29 2016-10-05 Grillo-Werke AG Welding, soldering or brazing method under a protective atmosphere of metallic workpieces using a zn/al filler material
EP1608482B2 (en) 2003-03-29 2019-11-13 Grillo-Werke AG Welding, soldering or brazing method under a protective atmosphere of metallic workpieces using a zn/al filler material
EP2382087B2 (en) 2008-11-10 2020-11-04 Aleris Rolled Products Germany GmbH Process for fluxless brazing of aluminium and brazing sheet for use therein
EP2855063B1 (en) 2012-05-31 2016-03-23 Gränges Sweden AB Multilayer aluminium brazing sheet for fluxfree brazing in controlled atmosphere
RU2642245C2 (en) * 2012-05-31 2018-01-24 Гренгес Свиден Аб Multilayer aluminium sheet for flux-free high temperature brazing in controlled atmosphere

Also Published As

Publication number Publication date
DE1962760B2 (en) 1972-01-20
DE1962760C3 (en) 1980-04-03
ZA708097B (en) 1971-08-25
GB1333030A (en) 1973-10-10
SU453818A3 (en) 1974-12-15
AT299647B (en) 1972-06-26
SU532324A3 (en) 1976-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2161098C3 (en) Core electrode for automatic or semi-automatic welding
DE69205153T2 (en) METHOD FOR BRAZING METAL SURFACES.
DE2755435C2 (en) Soldering foil and process for its manufacture
DE19816671C2 (en) Use of alloys as lead-free solder alloys
EP1069968B1 (en) New fluxing agents
DE2614872A1 (en) PROCESS FOR CONNECTING ALUMINUM COMPONENTS TO AN ALUMINUM SOLDER ALLOY
DE3518408A1 (en) ALUMINUM HARD SOLDER AND ITS USE IN ALUMINUM HEAT EXCHANGERS
DE19921332A1 (en) Flux for brazing difficult-to-wet metallic materials
DE1962760A1 (en) Process for soldering aluminum materials
DE2017858C3 (en)
DE4301927A1 (en)
DE2126639B2 (en) SOLDER FOR SOLDERING ALUMINUM
DE2338261B2 (en) PROCESS FOR PRODUCING A SOLDERED JOINT BETWEEN ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOY COMPONENTS
DE1289395C2 (en) Hard solder for soldering tungsten, molybdenum and their alloys as well as soldering processes
DE1508336B1 (en) Hard solder
DE2341084B2 (en) USING A ZINC ALLOY CONTAINED AS MAIN COMPONENT
DE2028683A1 (en) Brazing aluminium and its alloys
DE1966027C3 (en) Use of a zinc aluminum solder precipitation from 1962760
DE2129460C3 (en) Use of a hard solder for flux-free soldering of aluminum materials in protective gas, inert gas or vacuum
DE2148034A1 (en) Flux-free braze
DE1627611C (en) Method for flux-free soldering of workpieces made of a zinc-containing copper alloy
DE1527307C3 (en) Process for the flux-free joining of parts made of aluminum and / or aluminum alloys
AT264955B (en) Process for brazing aluminum or aluminum alloys
CH467126A (en) Process for soldering workpieces made of aluminum or aluminum alloys
DE1176451B (en) Process for the production of a semiconductor component

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2129460

Format of ref document f/p: P