DE2124251A1 - Flux for high-temp brazing of steel without gas protection - - contg boric oxide silica, calcium oxide and in addition sodium oxid - Google Patents

Flux for high-temp brazing of steel without gas protection - - contg boric oxide silica, calcium oxide and in addition sodium oxid

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DE2124251A1
DE2124251A1 DE19712124251 DE2124251A DE2124251A1 DE 2124251 A1 DE2124251 A1 DE 2124251A1 DE 19712124251 DE19712124251 DE 19712124251 DE 2124251 A DE2124251 A DE 2124251A DE 2124251 A1 DE2124251 A1 DE 2124251A1
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Jurij Petrowitsch Moskau; Kusnezow Wladimir Alexandrowitsch Moskowskoj oblasti; Strekalow Genrich Nikolaewitsch Moskau; Michalewa Lilija Iwanowna Moskowskoj oblasti; Danilow (Sowjetunion). M
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Projektno-konstruktorskoje bjuro po mechaniszii energetitscheskogo stroitelstwa; Wsesojusnij saotschnij maschinostroitelnij institut; Moskau; Aserbajdschanskij nautschno-issledowatelskij institut po dobytsche nefti, Baku ; (Sowjetunion)
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Abstract

Addition of sodium oxide lowers the fusion point of a mixture of SiO2 and CaO to about 700-800 degrees C and increases the fluidity of the molten flux so that the use of a protective gas atomos. becomes superfluous. The pref. compsn. contains (in wt.%) SiO2 20-60, CaO 2-10, and Na2O 5-15, the remainder being B2O3. The pref. brazing compsns. contain Fe, Ni, Mn and Cu. The method is esp. suitable for the brazing of e.g. large steel constructions or tubing for use in petroleum boreholes.

Description

FLUßMITTEL ZUM HOCHTEMPERATURLÖTEN VON STÄHLEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Prozesse der Lotung von Stählen, insbesondere auf Flußmittel zum Hochtemperaturlöten von Stählen. Besonders wirksam ist die Verwendung dieses Flußmittels beim Löten an der Luft ohne zusätzliche Anwendung einer Schutzatmosphäre , z.B. beim Löten von Futter -rohrer für Erdölbohrungen über der Mündung des Bohrlochs, beim Löten von Fachwerkmetallkonstruktionen großer Ab -messungen, Allgemein bekannt ist ein Flußmittel zum Hochtemperatur -löten von Stählen,welches Kalziumoxid und Bohrsäureanhydrid enthält. Es ist auch allgemein bekannt ein Flußmittel zum Hochtemperaturlöten von Stählen, das Siliziumoxid enthält. FLUX FOR HIGH TEMPERATURE BRAZING OF STEELS The present invention relates to processes of soldering of steels, in particular to flux for High temperature brazing of steels. The use of this flux is particularly effective when soldering in air without the additional use of a protective atmosphere, e.g. when soldering casings for oil wells above the mouth of the borehole, when soldering framework metal structures of large dimensions, generally known is a flux for high temperature brazing of steels, which contains calcium oxide and Contains boric anhydride. It is also well known as a flux for high temperature soldering of steels containing silicon oxide.

In der Regel erfolgt die Lötung mit diesen Flußmitteln bei einer Temperatur von über 800°C unter Anwendung zusätzlicher einer Schutzmittel, z.B. in Argonatmosphäre, weil die Schutz -und eduktionseigenschaften des Flußmittels bei der genannten Temperatur zur Erzielung einer qualitativen Lötverbindung nicht ausreichen.Bei Temperaturen über 1000 - 110000 verlieren sie ihre Eigenschaften als Flußmittel. As a rule, these fluxes are used for soldering at one Temperature of over 800 ° C using additional a protective agent, e.g. in an argon atmosphere, because the protective and reduction properties of the flux not at the temperature mentioned to achieve a qualitative soldered connection They lose their properties at temperatures above 1000 - 110,000 as a flux.

AuXerdem müssen bei der Verwendung von Flußmittel, das Kalziumoxid enthält,seine Reste nach dem Lobten entfernt werden, weil diese mit der Zeit Korrosion der Lötverbindung hervor -rufen. In addition, when using flux, the calcium oxide contains, its remains are removed after praise, because these will corrode over time the soldered connection.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten Nachteile. The present invention aims to eliminate the above Disadvantage.

Der Erfindung wunde die Aufgabe zugrundegelegt,ein Fluß -mittel zum Hochtemperaturlöten von Stählen zu entwickeln, dessen Zusammensetzung es möglich macht, bei einer Tem -einer peratur von über 1000°C ohne Anwendujng zusätzlichen Schutz -atmosphäre zu löten. The invention was based on the object of a flux for To develop high-temperature brazing of steels, the composition of which makes it possible makes, at a temperature of over 1000 ° C without additional use Protective atmosphere to solder.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Flußmittels zum Hochtemperaturlöten von Stählen gelöst, welches Borsäureanhydrid, Siliziumoxid, Klaziumoxid und außerdem erfindungsgemäß Natriumoxid enthält. This task is done with the help of a flux for high temperature soldering Solved from steels, which boric anhydride, silicon oxide, calcium oxide and moreover according to the invention contains sodium oxide.

Man verwendet zweckmäßigkein Flußmittel, das die genannten Komponenten in folgenden Gew.% enthalt:Siliziumoid 20 - 60, Kalziumoxid 2 - 10,Natriumoxid 5 - 15, Borsäureanhydrid alles übrige. It is expedient not to use a flux which contains the components mentioned Contains the following weight percent: Silicoid 20 - 60, calcium oxide 2 - 10, sodium oxide 5 - 15, boric anhydride everything else.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer eingehenden Beschreibung konkreter Beispiele für deren Durchführung er -läutert. The invention is described below with reference to a detailed description concrete examples for their implementation.

Das erfindungsgemäße Flußmittel stellt ein feindisperses Pulver dar, welches Borsäureanhydrid, Siliziumoxid, Kalziumoxid, und Natriumoxid enthålt. The flux according to the invention is a finely divided powder, which contains boric anhydride, silicon oxide, calcium oxide, and sodium oxide.

Jede in dem Flußmittel enthaltene Komponente soll zum Schutz des Grundmetalls und des Lötmittels gegen Oxydation und zum Entfernen von Oxydfilmen in Lötprozeß beitragen. Each component contained in the flux is intended to protect the Base metal and solder against oxidation and for removing oxide films contribute to the soldering process.

Beim Löten in einem Temperaturenbereich von 600 - 10000C setzt sich das Borsäureanhydrid aktiv mit den Oxyden des Grundmetalls um,indem es leichtschmelzende Boride wie B203 Fe2O3 4 FeO bildet,dabei die Lötzone von den Oxydfilmen freihält und die Benetzung der zu lötenden Oberflächen durch das geschmolzene Lot begunstigt. When soldering in a temperature range of 600 - 10000C it settles the boric anhydride actively reacts with the oxides of the base metal by making it easily meltable Forms borides such as B203 Fe2O3 4 FeO, thereby keeping the soldering zone free from the oxide films and the wetting of the surfaces to be soldered by the molten solder favors.

Der Schmelzpumt des Siliziumoxids in Gemisch mit dem Kalziumoxid beträgt 1100 - 1200QC,dabei besitzt die erhaltene Schmelze eine hohe Viskozität, während sich diese Eigenschaft auf die qualität der Lötverbindung negativ auswirkt (es gbt Schlackeneinschlüsse). The melt pumps the silicon oxide mixed with the calcium oxide is 1100 - 1200 ° C, the resulting melt has a high viscosity, while this property has a negative effect on the quality of the soldered joint (there are slag inclusions).

Das Natriumoxid macht es moglich,bei der Umsetzung mit dem ,iliziumoxid und Kalziumoxid den Schmelzpunkt des Gemisches auf eine Temperatur von 700 - 80000 zu senlcen und die Dünn -flüssigkeit des Flußmittels zu erhöhen, was die Bildung von Schlackkeneinschlüssen in der Lötverbindung verhindert. The sodium oxide makes it possible in the reaction with the silicon oxide and calcium oxide the melting point of the mixture to a temperature of 700-80,000 to senlcen and to increase the thinness of the flux, causing the formation prevented from slag inclusions in the soldered joint.

Bei einer Temperatur von 700 - 8000C setzt sich das Natriumoxid mit dem Siliziumoxid und Kalziumoxid um und bildet eine Verbindung,die bei einer Temperatur von 800 - 13000C den Oxydfilm des Grund-und Lötmetalls aktiv auflöst und gleich -zeitig einen guten Schutz der Oberflache des Grund - und Lotmetalls gegen die Einwirkung der umgebenden Atmosphäre gewährleistet. At a temperature of 700 - 8000C the sodium oxide settles with it the silica and calcium oxide around and form a compound that is at a temperature from 800 - 13000C the oxide film of the base metal and soldering metal dissolves and the same -Time a good protection of the surface of the base - and solder metal against the effects the surrounding atmosphere guaranteed.

Man führt zweckmäßig das Hochtemperaturlöten der Stähle mit einem Flußmittel,das Siliziumoxide in einer Menge von 20 - 60 Gew.%, Kalziumoxide in einer Menge von 2 - 10 Gew.%, Natriumoxide in einer Menge von 5 - 15 Gew.%,Borsaureanhydrid alles übrige enthält. It is advisable to carry out the high-temperature soldering of the steels with one Flux containing silicon oxides in an amount of 20 - 60% by weight, calcium oxides in one Amount of 2-10% by weight, sodium oxides in an amount of 5-15% by weight, boric anhydride contains everything else.

Das Verhältnis der Komponenten in den genannten Bereichen ist so bemessen,daß sich bei einer Veränderung des Gehaltes an Silizumoxid, Kalziumoxid und Natriumoxid gleichzeitig im Sinne einer Vergrößerung oder Verringerung die Ligenschaften des Flußmittels wesentlich nicht verändern.Beim Nichtteinhalten der genannten Proportion und bei einer Vergrößerung oder Verminderung der enge einer oder zweier Komponenten des Fluß -mittels kommt es zu einer Steigerung des Schmelzpunktes des Flußmittels und es entsteht die Möglichkeit einer Verschlak -kung. The ratio of the components in the areas mentioned is like this measured that with a change in the content of silicon oxide, calcium oxide and sodium oxide at the same time to increase or decrease the properties of the flux do not change significantly if the proportions mentioned are not adhered to and with an increase or decrease in the narrowness of one or two components of the flux there is an increase in the melting point of the flux and there is the possibility of sluggishness.

Unbedeutende Veränderungen des Gehaltes an Borsaureanhydrid (5 + 10% gegenüber angegebenen beeinflussen die Eingeschaf -ten des Flußmittels nicht.Bei einer Steigerung seines Gehaltes in bedeutenden Mengen (über 10%) verliert das Flußmittel seine Eigenschaften bei. niedrigen Löttemperaturen (jenseits 900 - 100000).Bei einer bedeutenden Verringerung des Gehaltes an Borsäureanhydrid (über 10%) schützt das Flußmittel die Lötverbindung in einem Temperaturenbereich bis 650 - 70000 schlechter, wodurch die Qualität der Lötverbindung sinkt. Insignificant changes in the content of boric anhydride (5 + 10% compared to the specified does not affect the properties of the flux an increase in his salary in significant quantities (over 10%) the flux loses its properties. low soldering temperatures (beyond 900 - 100,000) with a significant reduction in the boric anhydride content (over 10%) the flux protects the solder joint in a range of temperatures up to 650 - 70000 worse, which decreases the quality of the soldered connection.

Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele für deren Durchführung ange -Führt. In order to better understand the present invention, the following concrete examples for their implementation are given.

Das Löten führt man auf Proben aus legiertem Stahl mit einer Festigkeit von 65 - 75 kp/mm2 mit einem Lötmittel auf der Basis von isen,Nickel,Mangan und Kupfer durch. Soldering is performed on alloy steel specimens with a strength from 65 - 75 kp / mm2 with a solder based on isene, nickel, manganese and Copper through.

Beispiel 1. Das Löten erfolgt bei einer Temperatur von 120000 mit einem Flußmittel der folgenden Zusammensetzung: Silizumoxid 2Qä;Natriumoxid 5%; Kalziumoxid 2%; Borsaurean -hydrid alles übrige. Example 1. The soldering takes place at a temperature of 120000 with a flux of the following composition: silicon oxide 2Q; sodium oxide 5%; Calcium oxide 2%; Boric anhydride everything else.

Die Scherfestigkeit der Lötverbindung beträgt dabei im Durchschnitt 28 kp/mm2 bei einer Schwankung der Festigkeits -werte der einzelnen Proben von 26 bis 29,5 kp/mm² Durch die rontgenographische Kontrolle wurde das Vor -handensein unbedeutender Schlackeneinschlüsse mit einem Durchmesser von nicht mehr als 1 mm festgestellt. The shear strength of the solder joint is on average 28 kp / mm2 with a fluctuation of the strength values of the individual samples of 26 up to 29.5 kp / mm² The X-ray control confirmed the presence insignificant slag inclusions with a diameter of no more than 1 mm established.

Beispiel 2. Das Löten erfolgt bei einer Temperatur von 120000 mit einem Flußmittel der folgenden Zusammensetzung: Siliziumoxid 30%; Natriumoxid 7%; Kalziumoxid 3%;Borsäute -anhydrid alles übrige. Example 2. The soldering takes place at a temperature of 120,000 with a flux of the following composition: silica 30%; Sodium oxide 7%; Calcium oxide 3%; boric acid anhydride everything else.

Dabei schwankt die Scherfestigkeit der einzelnen Proben von 28 bis 33 kp/mm2 und beträgt im Durchschnitt 31 kp/mm². The shear strength of the individual samples varies from 28 to 33 kp / mm2 and averages 31 kp / mm².

Durch die röntgenographische Kontrolle wurden keine Poren und Schlackeneinschlüsse nachgewiesen. The X-ray control revealed no pores and slag inclusions proven.

Beissiel 3. Das Löten erfolgt bei einer Temperatur von 120000 mit einem Flußmittel der folgenden Zusammensetzung. Example 3. The soldering takes place at a temperature of 120,000 with a flux of the following composition.

Siliziumoxid 35; Natriumoxid 8%; Kalziumoxid 4%; Borsäure -anhydrid alles übrige; Dabei schwankt die Scherfestigkeit der Lötverbindungen von 32 bis 36 kp/mm2 und beträgt im Durchschnitt 34 kp/mm2.Silicon oxide 35; Sodium oxide 8%; Calcium oxide 4%; Boric anhydride everything else; The shear strength of the soldered connections varies from 32 to 36 kp / mm2 and averages 34 kp / mm2.

Durch die rntgenographische Kontrolle wurden keine Poren und Schlackeneinschlüsse nachgewiesen. The X-ray control revealed no pores and slag inclusions proven.

Beispiel 4. Das Löten erfolgte bei einer Temperatur von 130000 mit einem Flußmittel der folgenden Zusammensetzung: Siliziumoxid 40%; Natriumoxid 10%; Kalziumoxid 8%; Borsäure -sahydrid alles übrige Dabei schwankt die Scherfestigkeit der einzelnen Proben von 30 bis 34 kp/mm2 und beträgt im Durchschnitt 32 kp/mm2. Example 4. The soldering was carried out at a temperature of 130,000 with a flux of the following composition: silica 40%; Sodium oxide 10%; Calcium oxide 8%; Boric acid sahydride everything else. The shear strength fluctuates of the individual samples from 30 to 34 kp / mm2 and averages 32 kp / mm2.

Durch die röntgenographische Kontrolle wurden keine Poren und Schlackeneinschlüsse nachgewiesen. The X-ray control revealed no pores and slag inclusions proven.

Beispiel 5. Das Löten erfolge bei einer Temperatur von 120000 mit einem Flußmittel der folgenden Zusammenset'ung; Siliziumoxid 6O; Natriumoxid 15%; Kalziumoxid 10%; Borsäure -anhydrid alles übrige. Example 5. Soldering takes place at a temperature of 120,000 with a flux of the following composition; Silicon oxide 6O; Sodium oxide 15%; Calcium oxide 10%; Boric anhydride everything else.

Dabei schwankt die Scherfestigkeit der Lötverbindung der einzelnen Proben von 24 bis 25,5 kp/mma und beträgt im Durchschnitt 24,5 kp/mm2. The shear strength of the soldered connection fluctuates between the individual Samples from 24 to 25.5 kp / mma and averages 24.5 kp / mm2.

Durch die röntgenographische Kontrolle wurde das Vor -handensein von Schlackeneinschlüssen mit einem Durchmesser von 1,5 mm festgestellt. The X-ray control revealed the presence of slag inclusions with a diameter of 1.5 mm.

Somit besitzt die Anwendung des Flußmittels der genannten Zusammensetzungen eine Reihe wirtschaftlicher Vorteile. Thus, the application of the flux possesses the aforesaid compositions a number of economic benefits.

Dadurch wird es möglich,daß Löten in einem breiten Tempe raturenbereich von 700 bis 130000 durchzuführen und qualitati ve Lötverbindungen ohne Anwendung sehr kostspieliger Schutz -atmosphäen zu erhalten. Dies macht es seinerseits möglich, auf die allgemeine Erhitzung von Erzeugnissen großer Abmessungen in den Öfen zu verzichten und die zweckmäßigere örtliche Erhitzung mit Hochfrequenzstromin,durch Widerstand oder Gas -brenner anzuwenden. This makes it possible for soldering in a wide temperature range from 700 to 130,000 to be carried out and qualitative soldered connections without application very expensive protective atmospheres. This in turn makes it possible towards the general heating of large-sized products in the ovens renounce and the more appropriate local heating with high frequency currentin, by Use resistance or gas burner.

Außerdem brauchen die Erzeugnisse, die mit dem Flußmittel der genannten Zusammensetzungen gelötet sind, nichtr nach der Lötprozsß zusätzlich gereinigt zu erden,weil die Reste dieses Flußmittels keine Korrosion des Grundmetalls bewirken und sogar als Schutzüberzug der Lötstelle dienen. Also, the products made with the flux need the said Compositions are soldered, not additionally cleaned after the soldering process ground, because the residues of this flux do not cause any corrosion of the base metal and even serve as a protective coating for the solder joint.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Flußmittel zum Hochtemperaturlöten von Stählen, das Borsäureanhydrid, Siliziumoxid, Kalziumoxid enthält, d a d u r c h g e k e n n.z e i c h n e t sodaß es neben den genannten Kom -ponenten Natriumoxid enthält. 1. Flux for high-temperature soldering of steels, boric anhydride, Silicon oxide, containing calcium oxide, which is not indicated so that it contains sodium oxide in addition to the components mentioned. 2. Flußmittel nach Anspruch 1,d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t ,daß es die genannten Komponenten in folgenden Gew, enthalt:Siliziumoxid 20 - 60,Kalziumoxid 2 - 10, Natriumoxid 5 - 15,Borsäureanhydrid alles übrige. 2. Flux according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that it contains the components mentioned in the following parts by weight: silicon oxide 20 - 60, calcium oxide 2 - 10, sodium oxide 5 - 15, boric anhydride everything else.
DE19712124251 1971-05-15 1971-05-15 Flux for high-temp brazing of steel without gas protection - - contg boric oxide silica, calcium oxide and in addition sodium oxid Pending DE2124251A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996025260A1 (en) * 1995-02-15 1996-08-22 Armin Issleib Method of producing a composite cast article in a casting mould

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