DE2553419C3

DE2553419C3 - Soldering process for ferromagnetic materials

Info

Publication number: DE2553419C3
Application number: DE19752553419
Authority: DE
Inventors: Vladislav D.; Puzrin Leonid G.; Kraschenko Vladimir M.; Beleckij Vjatscheslav A.; Blanin Valentin A.; Kiew Tabelev (Sowjetunion)
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1975-02-10
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1977-12-29

Description

3030th

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Lötens und genauer auf Lötverfahren für ferromagnetische Stoffe und kann beim Herstellen von verschiedenen Metallkonstruktionen aus ferromagneüschen Stoffen sowie auch allen möglichen Rohrleitungen unter Montagebedingungen, wenn das Zusammenbauen von Elementen mit Kapillarspalten schwer ausführbar ist, verwendet werden.The invention relates to the field of soldering and, more particularly, to soldering processes for ferromagnetic Fabrics and can be used in the manufacture of various metal structures from ferromagnetic fabrics as well as all possible pipelines under assembly conditions when assembling Elements with capillary gaps is difficult to implement, are used.

Es sind Lötverfahren, einschließlich solcher für ferromagnetische Stoffe, bekannt, welche das Verbin den von Elementen mit relativ großen Spalten ermöglichen. Sie sehen das Einlegen von Geflechten oder Drähten zwischen der Außen- und der Innenfläche der Werkstücke vor (BRD-Patent 11 93 770).There are soldering methods, including those for ferromagnetic materials, known which the Verbin that of elements with relatively large columns. You see the laying of braids or wires between the outer and the inner surface of the workpieces before (Federal German Patent 11 93 770).

Es ist ein Nachteil dieser Verfahren, daß ein zeit- und kraftaufwendiger Vorgang zum Einlegen von Geflechten oder Drähten vorhanden ist, wodurch diese Verfahren hauptsächlich nur für teleskopische Rohrverbindungen verwendet werden können.It is a disadvantage of these methods that it is a time consuming and laborious process for laying braids or wires are present, making this procedure mainly for telescopic pipe connections only can be used.

Diese Verfahren lösen nicht die Probleme, welche beim Löten der oft in der Industrie angetroffenen Stoßverbindungen von Elementen auftreten.These methods do not solve the problems often encountered in soldering in the industry Butt joints of elements occur.

Es ist auch ein Lötverfahren für ferromagnetische Stoffe bekannt, bei dem ein Sinterlot verwendet wird, welches aus einer schwerschmelzenden Komponente, im voraus magnetisiertevn Eisenpulver, das mit Kadmium bedeckt ist, und einer leichtschmelzenden Komponente, dem eigentlichen Lot, besteht. Zum Löten werden zusammengepreßte Briketts aus Pulvergemischen bei einem Gewichtsverhältnis des Lots und der bedeckten Eisenteilchen von 15 bis 20 :1 verwendet.There is also a known soldering process for ferromagnetic materials in which a sintered solder is used, which consists of a refractory component, previously magnetized iron powder, that with cadmium is covered, and a low-melting component, the actual solder. To be soldered compressed briquettes from powder mixtures at a weight ratio of the solder and the covered Iron particles from 15 to 20: 1 used.

Die Briketts, welchen die Form des entsprechenden Spaits erteilt wird, werden in die Verbindungszone der Stoffe eingelegt und bis zum vollkommenen Niederschmelzen der leichtschmelzenden Phase erhitzt, deren SchmelzDunkt bedeutend unter dem Curie-Punkt des imThe briquettes, which are given the shape of the corresponding cavity, are placed in the connecting zone of the Substances are inserted and heated until the low-melting phase has completely melted, their Melting point well below the Curie point of the im

voraus magnetisieren Eisenfüllstoffs liegt.magnetize iron filler beforehand.

Auf diese Weise wird es möglich, die magnetischen Eigenschaften des zusammengepreßten Briketts aufrechtzuerhalten, dank denen das Brikett in der Lotzone festgehalten w.rd. Dann wird die Verbmdungszone abgekühlt (japanisches Patent 45-23403).In this way it becomes possible to use the magnetic Maintain properties of the compressed briquette, thanks to which the briquette is in the soldering zone held w.rd. Then the joint zone is cooled (Japanese Patent 45-23403).

Der hauptsächliche Bestimmungszwecl; dieses Verfahrens besteht in der Verminderung von Verlusten beim Löten durch Einsparen von Materialien und auch in der Möglichkeit, den Prozeß automatisieren zuThe main purpose of destination; this procedure consists in reducing losses in soldering by saving materials and also in the ability to automate the process too

^!^wesentlicher Nachteil des bekannten sintermetallurgischen Lötverfahrens besteht darin, daß der Eisenfüllstoff im voraus magnetisiert werden muß und daß das Pressen von Briketts erforderlicher Form, die der Gestalt der Spalte zwischen den zu verbindenden Elementen entsprechen soll, kompliziert ist.^! ^ essential disadvantage of the well-known sinter metallurgical Soldering method consists in that the iron filler must be magnetized in advance and that the pressing of briquettes required shape that corresponds to the shape of the gaps between the ones to be connected Elements is complicated.

Die magnetischen Eigenschaften des Lots sind be.. erwähnten Verhältnis der Komponenten schwach und können praktisch nicht verwendet werden, um eine hochwertige Verbindung beim Füllen von breiten Spalten insbesondere beim Löten von Erzeugnissen mit ausgedehnten Querschnitten, zu erhaltenThe magnetic properties of the solder are ... mentioned ratio of the components weak and can practically not be used to make a high quality connection when filling wide gaps, especially when soldering products extensive cross-sections

Das erwähnte Verfahren kann nicht die Probleme lösen welche beim Ausführen von Montagestoßverb.ndungen beispielsweise beim Verlegen von Rohrleitungen auftreten, wenn ein axiales Zentrieren der Rohre nicht gewährleistet wird, wenn die Spalte ungleichmäßig sind und wenn die Rohre eine rissige Oberfläche oder einen niedrigen Bearbeitungsgrad besitzen Beim Erhitzen, wenn die magnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Erzeugnisses und der schwerschmelzenden Komponente geringer werden, w.rd das geschmolzene Lot im Spalt nicht festgehalten. Die Schmelze zusammen mit den E.sente.lchen fließt über die Kanten heraus. Das Löten ist undurchführbar.The aforementioned method cannot solve the problems encountered when performing assembly butt joints for example when laying pipelines occur when an axial centering of the pipes This is not guaranteed if the gaps are uneven and if the pipes have a cracked surface or have a low degree of processing When heated, if the magnetic properties of the ferromagnetic product and the refractory component are reduced, w.rd that molten solder not held in the gap. The melt together with the ducklings overflows the edges out. Soldering is impractical.

Dieser Nachteil wird besonders bei senkrechten oder nahezu senkrechten Spalten wahrgenommen wenn auf jedes im voraus magnetisiertes Teilchen das große Gewicht der geschmolzenen leichtschmelzenden Komponente wirkt. .This disadvantage is particularly noticeable with vertical or almost vertical columns when on each particle magnetized in advance has the great weight of the molten low-melting component works. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lötverfahren für ferromagnetische Stotfe zu entwikkeln bei dem das geschmolzene Lot in der Verbmdungszone festgehalten wird, selbst wenn große ungleichmäßige Spalte zwischen den zu verbindenden Stoffen vorhanden sind, und ein preisgünstiges Lot zum Durchführen dieses Verfahrens zu schaffen.The invention is based on the object of developing a soldering process for ferromagnetic stubs in which the molten solder is retained in the joint zone, even if large, uneven There are gaps between the materials to be joined, and an inexpensive solder for Perform this procedure to create.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Lötverfahren für ferromagnetische Stoffe, welches in der Verwendung eines Sinterlots besteht, das eine ferromagnetische schwerschmelzende Komponente und eine leichtschmelzende Komponente enthält, deren Schmelzpunkt unter den Curie-Punkt der schwerschmelzenden Komponente liegt, wobei dieses Lot m den Spalt zwischen den zu verbindenden Stoffen eingelegt und die Stoffverbindungszone auf die Löttemperatur erhitzt und dann abgekühlt wird, erfindungsgemäß im Spalt ein Magnetfeld erzeugt wird, dessen Kraftlinien den Spalt durchqueren und dessen Stärke ausreichend ist, um im Spalt die ferromagnetische schwerschmelzene Komponente beim Niederschmelzen der leichtschmelzenden Komponente festzuhalten. This object is achieved in that in the soldering process for ferromagnetic substances, which consists in the use of a sintered solder which contains a ferromagnetic low-melting component and a low-melting component whose melting point is below the Curie point of the low-melting component, this solder m the gap inserted between the materials to be connected and the material connection zone is heated to the soldering temperature and then cooled, according to the invention a magnetic field is generated in the gap, the lines of force of which cross the gap and whose strength is sufficient to hold the ferromagnetic low-melting component in the gap when the low-melting component is melted down .

Zweckmäßieerweise wird zum Durchfuhren des vorliegenden "Verfahrens ein Sinterlot verwendet, welches als schwerschmelzende Komponente Cu-Co-Legierungen, die aus SO bis 90 Gew.-% Cu und 50 bisExpediently, to carry out the present "process a sintered solder is used, which is a refractory component of Cu-Co alloys, that of SO to 90 wt .-% Cu and 50 to

25 53 41325 53 413

3 43 4

Γ bestehen und als ieichtschmelzende hat nur ein geringes Gewicht, ist kompakt und ist leichtΓ exist and as a light-melting one has only a low weight, is compact and is light

Gew.-°/o LO _Mn._Ni'.Legierungen, die aus 50 bis 66 zu bedienen. Zusammen mit dem erforderlichen% By weight LO _Mn . _N i '. Alloys that range from 50 to 66 to use. Along with the required

^KomPi?/ⁿr ?4bis34Gew.-^u/oMnund2bisl6Gew.-% Hilfswerkzeug wird er vom Arbeiter von einer ^KomP i? / ^N r? 4bis34Wew.- ^u /oMnund2bisl6Wew.-% auxiliary tool is used by the worker from a

^GeW I „ enthält Arbeitsstelle zur anderen gebracht. , ^GeW I “contains job brought to another. ,

Nibestehen, ei · betrachteten Vorschlags h Die Verwendung eines Dauermagnets vereinlacntFailure, a proposal considered h The use of a permanent magnet is combined

Zu den Hauptvortei ^ _Lölprozeß noch weiter, da keine StromversorgungTo the main advantages ^ _Lölproze ß even further, since no power supply

sind zu zahlen. erforderlich ist, was beim Löten unter freiem Himmel,are to be paid. what is required when soldering in the open air,

ι·- ~~n Fr-euenisse aus ferromagnelischen auf Bauplätzen usw. sehr bequem ist.ι · - ~~ n Fr-euenisse from ferromagnelic on building sites etc. is very convenient.

^l-^ESf ⁰I¹ZU denen eine große Menge von Stahl-und In den Spalt zwischen den zu verbindenden ^l - ^E Sf ⁰ I ¹ TO which a large amount of steel and In the gap between the to be joined

Stoffen, zu denen ein g j ^ ferromagnetischen Stoffen wird ein Lot eingelegt, dasSubstances to which a g j ^ ferromagnetic substances is inserted a solder that

^GUS^er_n So ten beTge ingen Anforderungen an aus einem Pulvergemisch besteht, wobei d,e ferromag- ^GU S ^e r _n So ten meet the requirements of a powder mixture, where d, e ferromag-

fSeSearbeitung gelötet werden. netische schwerschmelzende Komponente, der FuIl-fSe processing can be soldered. netic refractory component, the filler

f i nS? e.?orderifch, einen Druck auf die zu stoff, eine Temperatur des Curie-Punktes hat, die überf i nS? e.?orderifch, a pressure on the fabric, has a temperature of the Curie point that is about

des Verfahrens verwendet. _des ganzen Lötzyklus über die Werkstückkantenof the procedure used. _the entire soldering cycle over the workpiece edges

SsAAAr srss, sas Kä£ä3SsAAAr srss, sas Kä £ ä3

_ten der ferromagnetischen schwerschmelzenden Korn- 45
ten uci _ ο wipHpr^rhmelzen der leicht- _{th of} the ferromagnetic refractory grain 45
ten uci _ ο wipHpr ^ rhmelzen the light-

ten der ferromagnetischen scnwersuinici^uuv., ,^„...
ponente im Spalt beim Niederschmelzen der leichtschmelzenden Komponente sein. ten of the ferromagnetic scnwersuinici ^ uuv.,, ^ "...
component in the gap when the low-melting component melts down.

Die Magnetfeldstärke wird in direkter Abhängigkeit
von der Spaltbreite und der Fläche des Erzeugnisquerschnitts, von der Größe der Teilchen des schwerschmel- 50The magnetic field strength is directly dependent
on the gap width and the area of the product cross-section, on the size of the particles of the heavy melt 50

zenden Füllstoffs des Lots und vom Mengenverhältnis Wie oben angegeben wurae, lsi uei neu .^.,. the filler material of the solder and the proportion as stated above: wurae, lsi uei neu. ^.,.

der unmagnetischen Phase, der leichtschmelzenden so niedriger, je geringer der Kobaltgehalt im Lot ist,the non-magnetic phase, the lower the easily melting phase, the lower the cobalt content in the solder,

Komponente, zur ferromagnetischen schwerschmelzen- doch fallen mit dem sinkenden Kobaltgehalt auch dieComponent, for ferromagnetic melting - but with the decreasing cobalt content, the

den Komponente gewählt. Werte der magnetischen Eigenschaften. In diesem Fallthe component chosen. Magnetic property values. In this case

Es kann beispielsweise beim Löten von Stahlrohren 55 kann der Füllstoff die geschmolzene leichtschmelzendeFor example, when soldering steel pipes 55, the filler can be the melted, easily melted

mit 12,7-25,4 mm Durchmesser bei bis zu 2 mm großen Phase im Spalt nicht festhalten, sie kann nicht zwischenwith a diameter of 12.7-25.4 mm with a phase up to 2 mm in size in the gap, it cannot hold between

Spalten und einer Körnung der Teilchen des schwer- den Kanten verbleiben und fließt heraus. ZumGaps and a grain of the particles of the difficult edges remain and flow out. To the

schmelzenden Cu-Co-Füllstoffs von 30 bis 50 μΐτ> die Ausgleichen dieses Nachteils könnte der Füllstoff gehaltmelting Cu-Co filler from 30 to 50 μΐτ> the filler content could compensate for this disadvantage

Magnetfeldstärke im Spalt im Bereich von 5000 bis im Lot vergrößert werden, doch würde hierdurch 15 000 Oe liegen. 60 wiederum der Preis des Lots erhöht. Es könnten auchMagnetic field strength in the gap can be increased in the range from 5000 to plumb, but this would 15,000 Oe. 60 in turn the price of the lot increased. It could too

Wenn die Magnetfeldstärke bekannt ist, wird nach stärkere Magnetfelder verwendet werden, doch erfor-If the strength of the magnetic field is known, stronger magnetic fields will be used, but

der bekannten Methode die erforderliche Zahl der derten diese das Entwickeln von sperrigen Spezi&lanla-the known method, the required number of times these changes the development of bulky speci & lanla-

Wicklungswindungen in der Elektromagnetspule unter gen.Winding turns in the electromagnetic coil under gen.

Verwendung einer durch die Vorschriften der Sicher- Deshalb wurde die untere Grenze des KobaltgehaltsUse a by the regulations of the safe- Therefore, the lower limit of the cobalt content was

heitstechnik zugelassenen Stromspannung errechnet. 65 in den Legierungen so gewählt, daß eine einwandfreieheitstechnik-approved voltage is calculated. 65 chosen in the alloys so that a perfect

Die Elektromagnetwicklung wird durch einen äußerst Lötverbindung erhalten wird, während die obereThe electromagnet winding is obtained by an extremely soldered connection, while the upper one

einfachen Gleichrichter gespeist. Grenze durch den Preis festgelegt wird. Kupfer-Kobalt-fed by a simple rectifier. Limit is set by the price. Copper cobalt

Der nach diesem Prinzip gefertigte Elektromagnet Legierungen werden als Füllstoff auch dank ihrer hohenThe electromagnet alloys manufactured according to this principle are used as fillers also thanks to their high

Festigkeitseigenschaften verwendet.Strength properties used.

Die Lötnaht wird durch Teilchen des schwerschmelzenden Füllstoffs bewehrt, welche in der überschüssigen leichtschmelzenden Phase gleichmäßig verteilt sind, wobei nach der Kristallisation e.ne verfestigte Komposiiionslegierung entsteht.The solder seam is reinforced by particles of the refractory filler, which are in the excess The easily melting phase are evenly distributed, with a solidified composite alloy after crystallization arises.

Der optimale Gehalt an ferromagnetischem Füllstoff im Sinterlot entspricht 30 Gew.-%. Die leichtschmelzende Phase beträgt 70 Gew.-%, doch ist auch ein Ve^rhältnis von 20 Gew.-% zu 80 Gew.-% oder 50 Gew.-% zu 50 Gew.-% möglich. Dieses Verhältnis wird analog dem optimalen Kobaltgehalt im Füllstoff gewählt.The optimal content of ferromagnetic filler in the sintered solder corresponds to 30% by weight. The low-melting phase is 70 wt .-%, but also a Ve ^r ratio of 20 wt .-% to 80 wt .-% or 50 wt .-% to 50 wt .-% is possible. This ratio is chosen analogously to the optimal cobalt content in the filler.

Wie oben schon erwähnt wurde, soll der Schmelzpunkt der leichtschmelzenden Phase möglichst hoch liegen, um eine möglichst feste Lötnaht zu erhalten, doch soll gleichzeitig eine ausreichende Differenz zwischen ihrem Schmelzpunkt und dem Curie-Punkt des Füllstoffs erhalten bleiben.As already mentioned above, the melting point of the easily melting phase should be as high as possible in order to obtain a solder seam that is as strong as possible, but at the same time there should be a sufficient difference are maintained between their melting point and the Curie point of the filler.

Je größer diese Differenz ist, um so stärker wird der Effekt, durch den die Schmelze in großen Spalten festgehalten wird, da beim Ansteigen der Temperatur die ferromagnetischen Eigenschaften des Füllstoffs geringer werden.The greater this difference, the stronger the effect, through which the melt in large gaps is held, because when the temperature rises the ferromagnetic properties of the filler decrease.

Ausgehend von diesen Bedingungen soll beim Löten von Stahlkonstruktionen die Differenz zwischen dem Curie-Punkt des Füllstoffs und dem Schmelzpunkt der leichtschmelzenden Phase mindestens 80 bis 100⁰C betragen.Based on these conditions, the difference between the Curie point of the filler and the melting point of the easily melting phase should be at least 80 to 100 ^° C. when soldering steel structures.

Daher werden für den gewählten Füllstoff am vorteilhaftesten Legierungen auf Cu-Mn-Ni-Basis als leichtschmelzende Komponente verwendet, welche, in Gew.-% folgende Zusammensetzung haben: Cu -50 bis 66, Mn - 24 bis 34, Ni -2 bis 16.Therefore, Cu-Mn-Ni-based alloys are most advantageous for the selected filler as easily melting component used, which, in wt .-%, have the following composition: Cu -50 to 66, Mn - 24 to 34, Ni -2 to 16.

Legierungen dieser Zusammensetzungen, wobei der Gesar.itgehalt an Komponenten 100% entsprechen soll, benetzen gut die Teilchen des Cu-Co-Füllstoffs und besitzen eine zufriedenstellende Plastizität und Festigkeit. Alloys of these compositions, the total content of components should correspond to 100%, well wet the particles of the Cu-Co filler and have satisfactory plasticity and strength.

Die oben beschriebene leichtschmelzende Phase wurde auf der Basis einer binären Cu-Mn-Legierung, die mit Nickel legiert ist, mit möglichst niedrigem. Schmelzpunkt, 870⁰C, entwickelt.The above-described low-melting phase was based on a binary Cu-Mn alloy that is alloyed with nickel, with the lowest possible. Melting point, 870 ⁰ C, developed.

Bekanntlich stabilisiert das Einführen von Ni die Cu-Mn-Legierung, fixiert die feste Lösung und erhöht die Festigkeitseigenschaften der Legierungen. Schon 2 Gew.-% Ni, die in die Cu-Mn-Legierung eingeführt sind, beseitigen weitgehend die Porosität der Lötnähte.It is known that the introduction of Ni stabilizes the Cu-Mn alloy, fixes the solid solution and increases it the strength properties of the alloys. Already 2 wt .-% Ni, which are introduced into the Cu-Mn alloy, largely eliminate the porosity of the soldered seams.

Mit wachsendem Ni-Gehalt steigt die Korrosionsbeständigkeit der Lötverbindungen, doch wird anderer- so seits der Preis der leichtschmelzenden Phase höher, und es wächst ihre Sprödigkeit, da der Gehalt an Mn-Ni-Phase größer wird.The corrosion resistance increases with increasing Ni content the soldered connections, but on the other hand the price of the easily melting phase is higher, and their brittleness increases as the content of the Mn-Ni phase increases.

Um die Menge der spröden Mn-Ni-Phase zu vermindern, beträgt der Mn-Höchstgehalt zweckmäßigerweise 34 Gew.-%.In order to reduce the amount of the brittle Mn-Ni phase, the maximum Mn content is expediently 34 wt%.

Der Ni-Gehalt im Sinterlot wird in der Höhe von 2 bis 16 Gew.-% gewählt. Bei einem größeren Ni-Gehalt werden die plastischen Eigenschaften des Lots vermindert, und sein Preis wird bedeutend höher. Hierbei ist in Betracht zu nehmen, daß auch der Schmelzpunkt der leichtschmelzenden Phase unerwünscht ansteigt.The Ni content in the sintered solder is selected in the range from 2 to 16% by weight. With a larger Ni content the plastic properties of the solder are reduced and its price becomes significantly higher. Here is in It must be taken into account that the melting point of the low-melting phase also increases undesirably.

Zum Löten von Erzeugnissen, die in einem Korrosionsmedium eingesetzt werden, sind leichtschmelzende Phasen mit Ni-Hftchstgehalt. z. B. eine Legierung aus 60 Gew.-% Cu, 34 Gew.-% Mn und 16 Gew.-% Ni, zu verwenden.For soldering products that are used in a corrosive medium, easy-melting ones are used Phases with maximum Ni content. z. B. an alloy of 60 Wt .-% Cu, 34 wt .-% Mn and 16 wt .-% Ni to be used.

Zum Löten von Rohrleitungen allgemeiner Zweckbestimmung mit bis zu 50 mm Durchmesser sind Legierungen mit 8 Gew.-% Ni, zum Löten von nicht hochbeanspruchten Konstruktionen mit 2 Gew.-% Ni zu verwenden.For soldering general purpose pipes with a diameter of up to 50 mm Alloys with 8% by weight Ni, for soldering structures that are not subject to high loads with 2% by weight of Ni to use.

Eine Änderung des Gehalts an Cu und Mn im Bereich von 10 bis 15% in bezug auf die errechnete Zusammensetzung ist in Abhängigkeit von dem Schmelzpunkt der Legierungen zulässig. Diese Temperatur liegt auf der Höhe von ungefähr 900^cC. Daher enthalten die empfohlenen Legierungen unter Berücksichtigung, daß die dritte Komponente eingeführt wird, 50 bis 66 Gew.-% Cu und 24 bis 34 Gew.-% Mn. Da der Schmelzpunkt der leichtschmelzenden Phase einer der wichtigsten Kennwerte ist, werden nachstehend die Zusammensetzungen von mehreren Legierungen, die zum Herstellen von Sinterloten verwendet werden, und deren ungefährer Schmelzpunkt aufgeführt. Der Gehalt an Elementen ist in Gew.-% angegeben.A change in the content of Cu and Mn in the range of 10 to 15% with respect to the calculated composition is permissible depending on the melting point of the alloys. This temperature is at the level of approximately 900 C. Therefore, the recommended ^c alloys contain, taking into account that the third component is introduced 50 to 66 wt .-% Cu and 24 to 34 wt .-% Mn. Since the melting point of the easy-melting phase is one of the most important parameters, the compositions of several alloys used to make sintered solders and their approximate melting points are given below. The content of elements is given in% by weight.

Legierung A:Alloy A:

Cu-50,Mn-34,Ni-16;
Schmelzpunkt 960° C.Cu-50, Mn-34, Ni-16;
Melting point 960 ° C.

Legierung B:Alloy B:

Cu-62. Mn-30, Ni-8;
Schmelzpunkt 930° C.Cu-62. Mn-30, Ni-8;
Melting point 930 ° C.

Legierung C:Alloy C:

Cu-64, Mn-34, Ni-2;
Schmelzpunkt 900° C.Cu-64, Mn-34, Ni-2;
Melting point 900 ° C.

Die Verbindungszone der Stoffe wird bis zum vollkommenen Niederschmelzen der leichtschmelzenden Phase erhitzt, doch soll hierbei die Temperatur der magnetischen Umwandlung, der Curie-Punkt, nicht überschritten werden. Hiernach beginnt das Schwinden, welches das Sintern der flüssigen Phase und den normalen Prozeßablauf kennzeichnet.The connection zone of the substances becomes the easily melting ones until they have completely melted down Phase heated, but here the temperature of the magnetic transformation, the Curie point, should not be crossed, be exceeded, be passed. After this, the shrinkage begins, which is the sintering of the liquid phase and the indicates normal process flow.

Das Schwinden des Sinterlots ist leicht durch die Sichtkontrolle zu überwachen und kann als Signal für das Beendigen der Erhitzung dienen. Nach dem Abschalten der Heizquelle erfolgt eine Abkühlung, welche von der Kristallisation der geschmolzenen leichtschmelzenden Phase zusammen mit dem festen Füllstoff und von der Bildung der Lötnaht begleitet wird.The shrinkage of the sintering solder can easily be monitored by visual inspection and can be used as a signal for serve to stop heating. After switching off the heating source, it cools down, which from the crystallization of the molten low-melting phase together with the solid Filler and is accompanied by the formation of the solder seam.

Beim vorliegenden Verfahren wird in Gegenwart eines Flußmittels gelötet.In the present method, soldering is carried out in the presence of a flux.

Die Verwendung des Flußmittels ermöglicht es, ferromagnetische Stoffe unter Luftzutritt zu verbinden. Die Wahl des Flußmittels hängt von der Reaktionsfähigkeit des Lots und dem Schmelzpunkt der leichtschmelzenden Phase ab.The use of the flux enables ferromagnetic materials to be bonded with the admission of air. The choice of flux depends on the reactivity of the solder and the melting point of the easy-melting Phase off.

Zweckmäßigerweise wird für das betrachtete Sinterlot ein Flußmittel verwendet, das aus 80 Gew.-% Borax und 20 Gew.-% Borsäure besteht. Die Flußmittelmenge wird so bestimmt, daß sie 30% des Gesamtgewichts von der leichtschmelzenden Komponente und dem Füllstoff beträgt.It is expedient to use a flux for the sintered solder under consideration which consists of 80% by weight of borax and 20% by weight boric acid. The amount of flux is determined so that it is 30% of the total weight of the low-melting component and the filler.

Das Flußmittel wird wie auch alle Lotkomponenten in Pulverform mit einer Körnung von 30 bis 50 μίτι verwendet. Das sorgfältig aufbereitete Pulvergemisch, welches aus leichtschmelzender und schwerschmelzender Phase sowie aus Flußmittel besteht, wird zum Erleichtern seiner Verwendung in Alkohol oder in einem anderen leichtverdampfenden Lösungsmittel gelöst, bis die Konsistenz von saurer Sahne erreicht wird. Das Pulvergemisch kann in Form von Paste in Tuben eine längere Zeit aufbewahrt und befördertLike all solder components, the flux is in powder form with a grain size of 30 to 50 μίτι used. The carefully prepared powder mixture, which consists of low-melting and low-melting Phase as well as flux is used to facilitate its use in alcohol or in Dissolve another easily evaporating solvent until it has the consistency of sour cream will. The powder mixture can be stored and transported in the form of paste in tubes for a longer period of time

werden.will.

Nachstehend werden zum genaueren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens konkrete Durchführungsbeispiele desselben beschrieben.For a more detailed understanding of the method according to the invention, specific implementation examples are given below the same described.

example 1

Es wurde ein Rohr aus einem niedriggekohlten Stahl mit 12,7 mm Durchmesser gelötet. Die Stoßverbindung wurde ohne Kantenvorbereitung unter Luftzutritt ausgeführt. Das Rohr nahm im Raum eine beliebige Lage ein. Zum Löten wurde ein Sinterlot verwendet, dessen leichtschmelzende Phase in Gew.-% folgende Zusammensetzung hatte: Cu-50, Mn-34, Ni-16. Der Füllstoff bestand aus Cu - 50 und Co - 50 Gew.-%.A low carbon steel tube with a diameter of 12.7 mm was brazed. The butt joint was carried out without edge preparation with access to air. The pipe took any one in the room Location a. A sintered solder was used for soldering, the easily melting phase of which in% by weight is as follows Composition had: Cu-50, Mn-34, Ni-16. the Filler consisted of Cu - 50 and Co - 50% by weight.

Das Gewichtsverhältnis der leichtschmelzenden Phase zum Füllstoff betrug 7 :3. Das Flußmittel mit einer Zusammensetzung aus 80 Gew.-% Borax und 20 Gew.-% Borsäure wurde in einer Menge von 30% des Gesamtgewichts der Metallphase, der leichtschmelzenden Phase und des Füllstoffs, eingeführt.The weight ratio of the easily melting phase to the filler was 7: 3. The flux with a Composition of 80 wt .-% borax and 20 wt .-% boric acid was used in an amount of 30% of the Total weight of the metal phase, the easy-melting phase and the filler, introduced.

An die Rohrenden wurde mit ungleichnamigen Polen ein Elektromagnet angelegt, und im Spalt wurde die erforderliche Magnetfeldstärke 6800 Oe erzeugt. Die erforderliche Magnetfeldstärke wurde durch Regulieren der Spannung in der Elektromagnetwicklung eingestellt.An electromagnet was placed on the pipe ends with unlike poles, and the required magnetic field strength 6800 Oe generated. The required magnetic field strength was achieved by regulating set the voltage in the solenoid winding.

Das pastenförmige Lot wurde auf die Außenkante des Rohrs in der Nähe des Spalts aufgetragen. Hiernach wurde HF-Erhitzung durch einen auseinandernehmbaren ringförmigen Induktor eingeschaltet.The paste-like solder was applied to the outer edge of the pipe near the gap. After that RF heating was turned on by a detachable annular inductor.

Die eigentliche Lötzeit wurde durch den Augenblick begrenzt, in dem das Schwinden des geschmolzenen Lots beendet wurde, und betrug 30 Sek.The actual soldering time was limited by the moment when the melted Lot was finished and lasted 30 sec.

Nach dem Abschalten der Erhitzung und dem Abkühlen der Stoßverbindung innerhalb von 10 bis 15 Sek. wurde der Lötprozeß beendet.After turning off the heating and cooling the butt joint within 10 to 15 The soldering process was ended in seconds.

Die gesamte Lötzeit, zu der auch vorbereitende und abschließende Arbeitsgänge gehören, betrug höchstens 60 Sek.The total soldering time, which also includes preparatory and final operations, was at most 60 sec.

Die nach dem erwähnten Verfahren gelöteten Rohre wurden auf statische Zugfestigkeit geprüft. Die Zerstörung trat an der Lötstelle bei 38,8 kp/mm² ein, d. h. bei 92% der Grundmetallfestigkeit.The pipes soldered according to the method mentioned were tested for static tensile strength. The destruction occurred at the solder joint at 38.8 kp / mm ² , ie at 92% of the base metal strength.

Example 2

Es wurden Rohre gemäß Beispiel 1 hei folgenden unterscheidenden Besonderheiten gelötet.
S Die leichtschmelzende Phase hatte in Gew.-% folgende Zusammensetzung: Cu-62, Mn-30, Ni-8. Die Magnetfeldstärke im Spalt betrug 10 000 Oe.Pipes were soldered according to Example 1 with the following distinguishing features.
S The easily melting phase had the following composition in% by weight: Cu-62, Mn-30, Ni-8. The magnetic field strength in the gap was 10,000 Oe.

Die statische Zugfestigkeit der gelöteten Verbindungen war höher als die Grundmetallfestigkeit. Die Rohre ίο wurden weit von der Lötnaht zerstört.The static tensile strength of the brazed joints was higher than the base metal strength. The pipes ίο were destroyed far from the solder seam.

Example 3

Es wurden Rohre gemäß Beispiel 1 bei folgenden unterscheidenden Besonderheiten gelötet.
Der schwerschmelzende Füllstoff bestand aus 10 Gew.-% Co und 90 Gew.-% Cu. Der Spalt zwischen den Rohrkanten war 1,5 mm groß. Die Magnetfeldstärke betrug 14 500 Oe.Pipes were soldered according to Example 1 with the following distinctive features.
The refractory filler consisted of 10% by weight Co and 90% by weight Cu. The gap between the pipe edges was 1.5 mm. The magnetic field strength was 14,500 Oe.

Die statische Zugfestigkeit der Lötnähte betrug 80% der Grundmetallfestigkeit.The static tensile strength of the solder seams was 80% of the base metal strength.

Die Zerstörung der Rohre erfolgte in der Naht bei einer Durchschnittsspannung von 35 kp/mm².The pipes were destroyed in the seam at an average tension of 35 kp / mm ² .

Example 4

Es wurden Stahlstäbe mit 5 mm Durchmesser gelötet. Der Spalt zwischen den Stäben war mehr als 7 mm groß. Als schwerschmelzende Komponente wurde Eisenpulver mit einer Körnung der Teilchen von 30 μπι verwendet. Es wurde eine leichtschmelzende Komponente des Lots auf Sn-Pb-Basis verwendet, die 61 Gew.-% Sn enthielt.Steel bars with a diameter of 5 mm were soldered. The gap between the bars was more than 7 mm. Iron powder with a particle size of 30 μm was used as the low-melting component used. A low-melting component of the Sn-Pb-based solder was used, the 61 Contained wt .-% Sn.

Es wurde ein Pulvergemisch verwendet, das aus 80 Gew.-% leichtschmelzender Phase und 20 Gew.-% Eisenfüllstoff bestand.A powder mixture was used which consisted of 80% by weight of the easy-melting phase and 20% by weight Iron filler existed.

Es wurde bei Erhitzung durch Bestrahlen mittels einer Wolframspirale, die konzentrisch in bezug auf die zu lötenden Stäbe angeordnet war, gelötet. Die Magnetfeldstärke im Spalt betrug 5000 Oe.
Die Ergebnisse zeigten, daß bei so großen Spalten, welche 1,5 d entsprechen, wobei dder Durchmesser des zu lötenden Stabs ist, das Löten nach dem betrachteten Verfahren möglich ist. Die Festigkeit der Verbindungen wurde durch die Festigkeitseigenschaften der leichtschmelzenden Phase bestimmt. It was soldered while heated by irradiation by means of a tungsten spiral arranged concentrically with respect to the rods to be soldered. The magnetic field strength in the gap was 5000 Oe.
The results showed that with such large gaps, which correspond to 1.5 d , where d is the diameter of the rod to be soldered, soldering according to the method under consideration is possible. The strength of the connections was determined by the strength properties of the easy-melting phase.

Claims

Patent claims:

1. Soldering process for ferromagnetic materials, which consists in the use of a sintered solder, one ferromagnetic refractory component and one easy melting component contains whose melting point is below the Curie point of the refractory component lies, this solder being inserted into the gap between the materials to be connected and the connecting zone the substances are heated and cooled to the soldering temperature, characterized in that that a magnetic field is generated in the gap, the lines of force of which cross the gap and whose strength is sufficient to contain the ferromagnetic refractory component in the gap to hold on to the melting of the low-melting component.

2. Soldering method for ferromagnetic substances according to claim 1, characterized in that a Sintered solder is used, which Cu-Co alloys, which consist of 50 to 90 wt .-% Cu and 50 to 10 % By weight Co, as a refractory component and Cu-Mn-Ni alloys, which consist of 50 up to 66% by weight of Cu, 24 to 34% by weight of Mn and 2 to 16% by weight of Ni, as a low-melting component contains.