DE2322356A1

DE2322356A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen ueberziehen eines streifens aus aluminium oder aluminiumlegierung mit einem weichlot

Info

Publication number: DE2322356A1
Application number: DE19732322356
Authority: DE
Inventors: Andre Chartet
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1972-05-04
Filing date: 1973-05-03
Publication date: 1973-11-22
Also published as: FR2182706A1; ES417592A1; ES414045A1; BE798707A; FR2182706B1; GB1422844A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL·. ING. W. EITLE · DR. KHR. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 ■ ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 9Π087 2322356

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Societe Anonyme des Usines Chausson, Asnieres, Hauts-de-Seine, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Überziehen eines Streifens aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit einem Weichlot

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen eines Streifens aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Weichlot sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Mit dieser Vorrichtung wird es möglich, einen Streifen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, der kontinuierlich vorwärtsbewegt wird, mit einem Weichlot zu überziehen, d.h. mit Metallegierungen, die Blei, Zinn, Zink, Cadmium, Silber und auch Aluminium oder andere Metalle enthalten

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können, deren Schmelztemperatur unter der von Aluminium liegt, zumindest wenn die genannten Metalle legiert sind.

Ziel der Erfindung ist es, einen Überzug auf Streifen aus Aluminium oder dgl. aufzubringen, ohne daß ein Flußmittel oder Schmelzzusatz erforderlich ist,wie es bisher notwendig war, um die normalerweise das Aluminium überziehende Oxidschicht zu entfernen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß man das Weichlot in einer Metallwanne in schmelzflUssigem Zustand hält, daß der zu überziehende Streifen in das Bad aus schmelzflüssigem Weichlot bewegt wird, wobei er in geringem Abstand zu den Wandungen der Wanne geführt wird, und daß durch Ultraschallgeneratoren, die mit den Abschnitten der Wandungen, nahe welchen der Streifen vorbeibewegt wird, angeordnet sind, die Wandungen mit Ultraschallwellen beaufschlagt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zweckmäßig so aufgebaut, daß sie eine zumindest teilweise mit Weichlot gefüllte Wanne aufweist, sowie Heizeinrichtungen zum Aufrechterhalten des schmelzflüssigen Zustandes des Weichlots, mindestens eine Reihe von Führungsrollen, welche im Innern der Wanne unterhalb der Oberfläche des schmelzflüssigen Weichlots angeordnet sind und über welche der Streifen aus Aluminium so geführt ist, daß er kontinuierlich seinen Weg in unmittelbarer Nähe der Wandungen der Wanne nimmt, und daß mindestens eine Ultraschalleinrichtung an der Wandung der Wanne an dem Abschnitt derselben angebracht ist, an welcher sich der Streifen vorbeibewegt.

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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden genauen Beschreibung hervor.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 - eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ultraschallöten im Schnitt;

Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1, jedoch um 9o° gedreht;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht mit der Darstellung zweier zusätzlicher Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 3 eines

weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 5 und 6 Schnittansichten ähnlich Fig. 3 und 4, mit der Darstellung zweier weiterer Ausführungsbeispiele;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht, aus welcher ein zusätzliches Merkmale der Erfindung ersichtlich ist, und

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Wanne 1 aufweist, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl besteht, und welche zumindest teilweise mit

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der Überzugslegierung 2 gefüllt ist. Diese Legierung wird durch eine nicht dargestellte Heizeinrichtung in schmelzflüssigem Zustand gehalten.

An den Seitenwandungen und vorzugsweise auch in der Bodenwandung der Wanne 1 sind Ultraschallerzeuger, sogenannte Sonotroden ^₃ angebracht, die oft auch als piezoelektrische Elemente bezeichnet werden, die in Tripelanordnung aufgebaut sind. Jede dieser Sonotroden kann beispielsweise einen Metallkörper 4 und einen daran anschließenden Kristall 5 aufweisen, welcher mittels eines Kopfes 6 mit dem Metallkörper 4 fest verbunden ist. Um eine Erwärmung des Kristalls zu verhindern, ist jeder Metallkörper vorzugsweise mit einem Kühlmantel 7 umgeben, in welchem eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Kühlwasser, zirkuliert.

Die Sonotroden sind mit einem Ultraschallgenerator verbunden, der jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Dieser Generator kann - z.B. gleichzeitig - alle Sonotroden versorgen, wenn diese parallel zueinander geschaltet sind. Beispielsweise kann an die verschiedenen Sonotroden bei einer Wanne mit einem Inhalt von 4 dm^ Überzugslegierung eine Ultraschallstärke von 15o Watt angelegt werden, wobei ein Generator von ca. 1 kW Leistung bei 2o KHz verwendet wird.

Aus Pig. 2 ist ersichtlich, daß die Sonotroden 3 vorzugsweise bezüglich der Achse des Streifens 8 vor dem Überziehen leicht versetzt angeordnet Bind.

Zum Zuführen des Streifens in die schmelzflüssige Legierung sind Führungsrollen 9 vorgesehen, welche den Streifen in das Bad 2 hineinleiten, sowie Rollen lo, welche im Inneren des Bades angeordnet sind und beispielsweise von

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einem in vertikaler Richtung beweglichen Rahmen oder Schlitten getragen sind, so daß sie aus dem Bad entfernt und im Bedarfsfall gereinigt werden können. Es. ist wichtig, daß die Stellung der Rollen 9 und Io so gewählt wird, daß der Streifen 8 in geringem Abstand von den Innenwandungen der Wanne 1 bewegt wird. Beispielsweise wurde für einen Streifen 8 mit einer Dicke von o,15 mm Aluminium bzw. Aluminiumlegierung festgestellt, daß der Streifen 8 in einem Abstand von ca. 5 mm von den Wandungen, an welchen die Sonotroden befestigt sind, vorbeigeführt werden sollte, wenn den vorgenannten Bedingungen bezüglich der an die Sonotroden angelegten Leistung entsprochen wird. Dieser Abstand kann im Bedarfsfall verringert oder auch etwas vergrößert werden, je nach der an die Sonotroden angelegten Leistung, den Abmessungen der Wanne und der. Dicke des zu überziehenden Streifens.

Ein zusätzliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf dem Weg des Streifens 8 nahe seinem Eintrittspunkt in das Bad 2 Elemente zum Entfernen der Luftblasen vorgesehen sind, welche vom Streifen mitgeführt worden sein können und an diesem auch im Bad hängen bleiben. Beispielsweise ist aus Fig. j5 ersichtlich, daß Abstreifer 11 beiderseits des Streifens, oder zumindest auf einer Seite desselben, angeordnet sein können.

Fig. 4 zeigt, daß die Abstreifer auch durch Metallbürsten 12 ersetzt werden können. Außerdem ist es möglich - wie Fig. 5 zeigt - eine zusätzliche Rolle Ij5 direkt am Eintrittspunkt in das Bad aus Überzugslegierung vor der ersten Rolle Io vorzusehen, oder auch zwischen den Rollen Io eine Rolle 14 anzuordnen, was aus Fig. 6 hervorgeht. Die Führung des Streifens über die Rollen hat eine ähnliche Wirkung wie die Abstreifer oder Bürsten.

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Um die Dicke der Überzugslegierung auf dem Streifen zu begrenzen, werden eine oder mehrere Trockenvorrichtungen auf dem Weg des Streifens aus der Wanne heraus angeordnet. Diese Trockenvorrichtungen können Abstreifer 15 sein, wie sie auch in Pig. 5 gezeigt sind, oder Gebläsedüsen 16, wie sie in Pig. 5 dargestellt sind. Wenn die Trockenvorrichtungen entsprechend eingestellt sind, kann die Dicke der Überzugslegierung auf beiden Seiten des Streifens verschieden gesteuert werden.

Aus Fig. 7 geht ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal hervor, wonach vorteilhafterweise zumindest auf der Abführseite des Streifens 8 eine Stufe oder abgesetzte Stelle 17 so vorgesehen ist, daß verhindert wird, daß Rückstände, Schlamm und Oxidpartikel, die auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Weichlotbades schwimmen, mitgenommen werden, wobei diese Rückstände sich gern nahe den seitlichen Rändern der Wanne 1 absetzen und nun in Abstand vom Streifen 8 gehalten werden.

Die Wanne 1 kann auch andere Formen aufweisen als in Pig. I bis 7 gezeigt sind. Insbesondere kann diese Wanne eine dreieckförmige Querschnittsfläche aufweisen, wie Pig. 8 zeigt. In dieser Figur ist jedoch die Wanne mit dem Bezugszeichen la versehen. Bei dieser Ausführungsform ist im Bedarfsfall nur eine einzige Führungsrolle notwendig, wobei die Einstellung des Abstandes des Streifens von der Wannenwandung leichter eingestellt werden kann. Wie schon gesagt, kann die dreieckige Wanne aus Fig. 8 auf der Abführseite des Streifens eine Stufe 17a zum Entfernen von Rückständen vom Streifen aufweisen. Außerdem ist aus dieser Figur ersichtlich, daß bei dieser Ausführungsform die Sonotroden 3 in ähnlicher Weise wie die in Verbindung mit Fig. beschriebenen Sonotroden angeordnet sind.

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Die Geschwindigkeit, rait welcher der Streifen 8 vorwärtsbewegt wird, kann innerhalb weit gestreckter Grenzen variieren, wobei natürlich diese Veränderungen auf jeden Fall von der Art der verwendeten Überzugslegierung abhängen.

.. Wie aus dem vorhergehenden deutlich wird, wird der Streifen beim Eintritt in die schmelzflüssige Legierung 2 gleichzeitig der Wirkung der Ultraschallstrahlung unterworfen, die die Abtrennung der den Streifen überziehenden Oxidschicht bewirkt. Diese Ablösung wird auch durch den Temperaturanstieg, dem der Streifen unterworfen ist, noch gefördert (unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen dem Metall und dem Metalloxid). Das Metall des Streifens - ob es sich nun um Aluminium oder Aluminiumlegierung handelt - wird somit völlig von der Oxidschicht befreit, wodurch die Überzugslegierung sehr fest am Streifenmetall haften.kann.

Die überzogenen Streifen können, wie oben beschrieben, weiterbearbeitet v/erden, indem sie mittels verschiedener Verformungsmaschinen geformt werden; insbesondere werden sie zu Einzelteilen von Wärmetauschern verarbeitet, die dann leicht zusammengefügt, und anschließend geschweißt oder gelötet werden können,indem zumindest teilweise die Überzugslegierung zum Schmelzen gebracht wird, die auf dem Aluminiumstreifen angelagert worden ist.

Die Erfindung ist keinesfalls auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern zahlreiche Änderungen und Modifizierungen sind im Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen eines Streifens aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Weichlot, dadurch gekennzeichnet, daß man da,s Weichlot in einer Metallwanne in schmelzflüssigem Zustand hält, daß der zu überziehende Streifen in das Bad aus schmelzflüssigem Weichlot bewegt wird, wobei er in geringem Abstand zu den Wandungen der Wanne geführt wird., und daß durch Ultraschallgeneratoren,die mit den Abschnitten der Wandungen, nahe Vielehen der Streifen vorbeibewegt wird, angeordnet sind, die Wandungen mit Ultraschallwellen beaufschlagt werden.

2. Vorrichtung zum Überziehen eines Streifens aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit Weichlot, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine zumindest teilweise mit Weichlot (2) gefüllte Wanne (1) aufweist, sowie Heizeinrichtungen zum Aufrechterhalten des schmelzflüssigen Zustandes des Weichlots, mindestens eine Reihe von Führungsrollen (9, lo), welche im Innern der Wanne (l) unterhalb der Oberfläche des schmelzflussigen Weichlots angeordnet sind und über welche der Streifen (8) aus Aluminium so geführt ist, daß er kontinuierlich seinen Weg in unmittelbarer Nähe der Wandungen der Wanne (l) nimmt, und daß mindestens eine Ultraschalleinrichtung (3) an der Wandung der Wanne (l) an dem Abschnitt derselben angebracht ist, an weicher sich der Streifen vorbeibewegt,

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Sonotroden (3), die an drei Wandungen der Wanne (1) so angeordnet sind, daß die sich entlang der drei Wandungen

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der Wanne (1) vorbeibewegenden Streifen (8) mit Ultraschallwellen beaufschlagt werden.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Wanne (1) befestigten Sonotröden (3) zumindest in dem sich zwischen den Wandungen der Wanne (1) und einem Kristall (5) erstreckenden Abschnitt von Kühlmänteln (7) umgeben sind, wobei der Kristall (5) die Ultraschallwellen auf die Sonotroden und über diese auf die Wandungen der Wanne (1) überträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wandung der Wanne (l) mit mindestens zwei Sonotröden (j5) versehen ist, deren Achsen jeweils zueinander versetzt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5* gekennzeichnet durch eine in der Wanne (1) unterhalb der Oberfläche des schmelzflüssigen Weichlots (2) und unterhalb des Eintrittspunktes des Streifens (8) in dieses angeordnete Abstreifeinrichtung (11).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine oberhalb der das schmelzflüssige Weichlot (2) enthaltenden Wanne (l) auf mindestens einer Seite des aus der Wanne (l) austretenden Streifens (8) angeordnete Trockeneinrichtung (15* 16).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (11) aus fest angeordneten und mit Metallbürsten (12) durch starre oder sich drehende Rollen (IJ, 14)

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oder ähnliche Organe gegen den Streifen (8) drückenden Belättern besteht, so daß die gesamte Oberfläche des Streifens (8) einer Reibung zum Ablösen von Luftblasen und Verunreinigungen unterliegt, welche möglicherweise durch den Streifen (8) in das schmelzflüssige Weichlot (2) verbracht wurden.

10. . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (1) zumindest im oberen Teil ihrer Wandung nach der Austrittsstelle des Streifens (8) eine Stufe (I7) aufweist, wobei sich der Streifen in größerem Abstand von der Wandung beim Austritt aus dem Weichlot (2) befindet, so daß die möglicherweise auf dem Weichlot (2) schwimmenden Verunreinigungen von dem daraus austretenden Streifen (8) entfernt werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis lo, dadurch gekennzeichnet , daß die Wanne einen rechteckigformigen (1) oder einen dreieckförmigen (la) Querschnitt aufweist.

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