DE2117629A1

DE2117629A1 - Verfahren und Paßstück zur Herstellung einer Hartlötverbindung

Info

Publication number: DE2117629A1
Application number: DE19712117629
Authority: DE
Inventors: James Edwin Jackson Mich: Alcenius (V.StA.)
Original assignee: Aeroquip AG
Current assignee: Aeroquip AG
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR2089607A5; US3667109A; GB1343065A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN 7ROQ ZUSTEI-JL₁TINGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL· 41

TKI.. 367428 UND 364110 IELEGS. NEGBDAPATENT HAMBURG

AEROQUIP AG München is · mozartstr. 23

Zug/Schweiz ^TE1-^5380586

TELEGR. NEGEJ)APATHNT MÜNCHEN

Bahnhofs tr. 17

Hamburg, den 8. April 1971

Verfahren und Paßstück zur Herstellung einer Hartlötverbindung " ä

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hartlötverbindung zwischen einem Rohr und einem über das Rohr geschobenen Paßstück sowie die Ausbildung eines für dieses Hartlötverfahren geeigneten Paßstückes.

Rohrpaßstücke oder -fittings gemäß der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 419 953 beschrieben. Diese Paßstücke oder Fittings werden beispielsweise in Raumfahrtsystemen verwendet und sollen durch Hartlötung mit leichten Rohrteilen verbunden werden. An der Bearbeitungsstelle kann es notwendig sein, solche Paßstücke in einer im wesentlichen senkrechten Lage zu verlöten. Bei solchen Anlagen ist es unbedingt erforderlich, daß die Verlötung eine lecksichere Verbindung bildet.

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Der Stand der Technik ergibt sich, beispielsweise aus der vorerwähnten USA-Patentschrift. Das aus dieser Patentschrift bekannte Paßstück oder Fitting hat einen ringförmigen ¥ulst_f durch den auf der Innenseite ein Hohlraum zur Aufnahme der Hartlötlegierung gebildet wird. In diesen Hohlraum ist ein Hartlötring mit halbkreisförmigem Querschnitt eingesetzt. Das anzulötende Rohr wird in das Fitting so eingesetzt» daß es durch den Ring umfaßt wird. Dann wird das Fitting erhitzt, so daß die Hartlötlegierung schmilzt. Man hat jedoch bei der Hartverlötung solcher Paßstücke, insbesondere in vertikaler Lage, festgestellt, daß sich die Legierung oft nur auf der Innenseite der Aufweitung verteilt und nicht in die ringförmigen Kapillarspalte zwischen Rohr und Fitting beiderseits der Aufweitung einfließt. Das Ergebnis dieser Hartverlötung ist technisch mangelhaft und daher unbefriedigend.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Lötverfahrens und eines Paßstückes, bei dem diese Mangel in der Verbindung zwischen Rohr und Paßstück vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von der Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem Rohr und einem über das Rohr geschobenen Paßstück mit einer wulstförmigen

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Aufweitung, in der sich ein Vorrat an Hartlötlegierung befindet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Aufweitung wenigstens teilweise mit einem Stoff verunreinigt wird, der das Haften der geschmolzenen Legierung an dieser Fläche verhindert, und das Verbindungsstück erhitzt wird, wodurch die geschmolzene Lötlegierung in die Kapillarspalte zwischen Rohr und Paßstück beiderseits der Aufweitung gedrückt wird. Die mit dem Antihaftmittel verunreinigte Innenfläche bleibt beim Schmelzen der Hartlötlegierung von dieser unbenetzt, wodurch das der Legierungsschmelze zur Verfügung stehende Behältnisvolumen verringert und daher die Legierung aus diesem durch die Aufweitung gebildeten Behältnis in beide Richtungen in die Kapillarspalte gedrückt wird, in denen die flüssige Legierung durch Kapillarwirkung noch mehr aus dem Behältnis abgesaugt wird· Dadurch ergibt sich eine gut verlötete Verbindung, die sowohl %

einer visuellen Prüfung als auch einer für empfindliche Anlagen erforderlichen Röntgenstrahl-Untersuchung genügt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben.

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Fig, 1 ist ein Längsschnitt; eines bisher üblichen Hartlot-Paßstückes, bei dem die legierungsfreien Zonen nach Hartlötung in vertikaler Lage angegeben sind und das als Ausschußstück zu bezeichnen ist.

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, wobei jedoch die Hartlötlegierung in dem Paßstück dargestellt ist.

Fig. 3 ist ein Teillängsschnitt eines erfindungsgemäßen Paßstückes.

Fig. h ist ein Schnitt nach der Linie h-k der Fig. 3, in dem die Beschichtungszone erkennbar ist.

Fig. 5 ist die Ansicht eines Werkzeuges zur Aufbringung des Ant!haftmittels auf die Innenseite der Aufweitung.

Fig. 6 ist ein Querschnitt ähnlich wie Fig. 2, wobei jedoch die Hartlötlegierung in die Kapillarspalte der Verbindung eingeflossen ist.

Fig. 1 zeigt ein übliches, allgemein mit der Bezugszahl

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11 bezeichnetes Paßstück, das durch Hartlöten mit einem strichpunktiert dargestellten Rohr 12 zu verbinden ist. Das Paßstück hat zylindrische Teile I3, zwischen denen ein Legierungsbehältnis 14 ausgebildet ist. Dieses Behältnis hat ringförmige Gestalt und ist zwischen den zylindrischen Hauptteilen durch Aufweitung nach außen entstanden, so daß sich ein Wulst mit konvexer Außenseite und konkaver Innenseite I5 ergeben hat.

Ein Ring 16 aus Hartlötlegierung ist in das Paßstück eingesetzt und ruht in der Aufweitung 14. Der Ring 16 kann als ein mehrteiliger Spaltring eingesetzt werden, dessen Teile zum Einsetzen zusammengeklemmt werden.

Wenn das Paßstück eine ausreichende Flexibilität hat, kann das Teil 16 auch ein fester Ring sein. Der Ring hat vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt, so daß der Einschub des Rohres 12 möglich ist. Zwischen

dem Rohr und dem Paßstück bilden sich dann die ring- Λ

förmigen Kapillarspalte 17 und 18.

Bei. der üblichen Hartlötung wird das Paßstück durch ein geeignetes Heizmittel, beispielsweise einen Erhitzer nach der USA-Patentschrift 3 268 703, erhitzt. Dieser Erhitzer ist ein tragbarer Induktionsheizapparat, mit dem die Hartlötlegierung geschmolzen werden kann. Wenn die Verbindung im wesentlichen in vertikaler Lage

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ist, hat die Hartlötlegierung in dem Behältnis 14 vielfach die Neigung, sich auf der Innenseite des Behältnis auszubreiten und nicht in die Kapillarspalte 17 und 18 einzufließen. Die Folge entsprechend den Fig. 1 und 2 ist, daß die Röntgenstrahluntersuchung leere Zonen ober- und unterhalb des Behältnis und damit eine Attsschußlotung ergibt. Die Lage der in diesen Fällen wieder erstarrten Hartlötlegierung ist im Fig. 2 durch die Bezugszahl 16· bezeichnet.

Erfindungsgemäß wird nun wenigstens auf einen Teil der Innenfläche 15 des Behältnis vor dem Einsetzen des Lötringes 16 ein Film eines Werkstoffes, wie z. B. Aluminium,aufgebracht. Andere geeignete Werkstoffe sind Aluminiumoxyd, grünes "Nicrobraz Stopp-off" oder ein ähnliches Material, das die Haftung der Hartlötlegierung an der Innenseite der Aufweitung 14 verhindert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen, eine Ausführungsform, bei der etwa die halbe Fläche der Innenseite mit Aluminium beschichtet ist. Diese Beschichtung ist sehr dünn und kann durch ein Werkzeug aufgebracht werden, wie es in Fig. 5 mit der Bezugszähl 20 bezeichnet ist. Dieses Werkzeug hat ein abgerundetes Ende 21, mit dem die in den Fig. 3 und eingezeichnete Fläche 22 berieben werden kann, wobei

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der Handgriff des Werkzeuges 20 dazu dient, in das Innere des Paßstückes 11 zu gelangen.

Nachdem die dünne Beschichtung aus Aluminium oder einem ähnlichen Werkstoff auf die Fläche 22 der Aufweitung aufgebracht ist, wird tiexr Ring 23 aus Hartlötlegierung in die in Fig. 3 dargestellte Lage gebracht. Wenn das Fitting in einer sehr empfindlichen Anlage, wie z, B. einem Raumschiff, verwendet wird, kann es vor der Ver- "

wendung mit einer Schutzverpackung versehen werden, um es im Zustand absoluter Sauberkeit zu halten. Am Einbauort wird das Fitting 19 ausgepackt und das Rohr Zh eingesetzt. Bei Erhitzung der Verbindung mit einem geeigneten Lötwerkzeug, wie z. B· dem aus der vorerwähnten USA-Patentschrift 3 268 703 bekannten Lötwerkzeug, wird die Lötlegierung aufgeschmolzen. Wenn die Legierung in dem Behältnis auf den Film 22 trifft, ist keine Haftung möglich, und die Legierung wird durch λ

ihren Volumenüberschuß aus dem Behältnis in die Kapillarspalte 25 und 2.6 ober- und unterhalb der Aufweitung gedruckt. Das Hartlötmaterial füllt diese Spalte durch Kapillarkraft aus, wobei sich schließlich die in Fig. gezeigte Verbindung mit vollständig mit Lötmaterial gefüllten Kapillarspalten und somit eine lecksichere und voll ausreichende Verbindung ergibt.

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Obwohl das durch die Erfindung gelöste Problem sich bei vertikaler Verlötung ergab, kann die Erfindung auch bei Verlötungen unter beliebigen Winkeln Anwendung finden, wobei ebenfalls der gewünschte Fluß des Lötmaterials gewährleistet ist. Ferner kann die Erfindung auch auf Gebieten außerhalb der RaumfahrtIndustrie Anwendung finden.

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Claims

■" s "" Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem Rohr und einem über das Rohr geschobenen Paßstück mit einer wulstförmigen Aufweitung, in der sich ein Vorrat an Lötlegierung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Aufweitung wenigstens teilweise mit einem Stoff verunreinigt wird, der das Haften der geschmolzenen Legierung an dieser Fläche verhindert, und das Verbindungsstück erhitzt wird, wodurch die geschmolzene Lötlegierung in die ICapillarspalte zwischen Rohr und Paßstück beiderseits der Aufweitung gedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Aufweitung mit Aluminium, Aluminiumoxyd oder grünem Nicrobraz Stopp-off"

verunreinigt wird. \

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenfläche der Aufweitung ein Film des Antihaftmittels aufgebracht, ein Lötlegierungsring in die Aufweitung eingelegt und das Paßstück mit einer Schutzverpackung versehen wird und daß das Paßstück am Ort der Verwendung ausgepackt, das vertikale Rohr in das Paßstück eingesetzt und die Hartlötlegierung durch

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Erhitzen des Paßstückes geschmolzen wird, wobei die Lötlegierung nur den nicht mit Antihaftmittel beschichteten Teil der Innenfläche benetzt und in die Kapillarspalte gedrückt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch. gekennzeichnet, daß das Antihaftmittel auf die Innenfläche mit einem aus diesem Mittel bestehenden Werkzeug aufgebracht wird, das an einem Ende einen Handgriff und am anderen Ende ein in die Aufweitung des Paßstückes einführbares Teil aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Aluminium besteht.

6. Paßstück zur Herstellung einer Lötverbindung mit einem in das Paßstück eingesetzten Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zylindrischen Teilen

(13) des Paßstückes (11) eine ringförmige Aufweitung

(14) ausgebildet ist, auf die Innenseite (15) wenigstens eines Teiles der Aufweitung (i4) eine dünne Beschichtung (22) eines Antihaftmittels für die Löfclegierung aufgebracht ist und in die Aufweitung (i4) ein Ring (16) aus Hartlötlegierung eingesetzt ist, so daß die durch Erhitzen des Paßstückes (11) gebildete Schmelze der Lötlegierung

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von der beschichteten Fläche abgestoßen und dadurch in dfe Kapillarspalte (i7, 18) zwischen Rohr (12) und Paßstück (11) gedrückt wird.

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