DE2823122C2 - Verfahren zum Weichlöten von ineinander gesteckten Rohren aus nichtrostendem Stahl - Google Patents
Verfahren zum Weichlöten von ineinander gesteckten Rohren aus nichtrostendem StahlInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Weichlöten von ineinandergesteckten Rohren aus
nichtrostendem Stahl mit Hilfe einer Lötpaste, welche aus Phosphorsäure, Ammoniumphosphat und pulverförmigem
Zinn-Blei-Lot hergestellt worden ist.
Bei diesem bekannten Verfahren wird nach Schmelzen des pulverförmigen Lotbestandteiles in der
Lötpaste eine schmelzflüssige Lotlegierung der Lötstelle vom Lötspalt aus hinzugefügt, wobei die Lötstelle mit
Hilfe einer Lötlampe oder eines Gasbrenners erwärmt wird.
Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt das Erwärmen der Lötstelle mittels einer Lötlampe oder eines
Gasbrenners, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung führt, was wiederum eine ungleichmäßige
Zuführung und eine ungleichmäßige Füllung des Lötspaltes zur Folge hat. Dadurch werden Poren im
Bereich der Lötverbindung ausgebildet, die die Dichtigkeit der Lötverbindung herabsetzen.
Außerdem werden besonders geschickte oder gut angelernte Arbeitskräfte zur Ausführung des bekannten
Verfahrens benötigt, da das Einführen des geschmolzenen Weichlotes in den Lötspalt viel Geschick und
Erfahrung erfordert. Hierzu ist zu bemerken, daß sich das in der Lötpaste enthaltene Flußmittel auf Basis
Phosphorsäure und Phosphatverbindungen bei normalen Temperaturen gegenüber nichtrostendem Stahl
inert verhalt. Bei der Verwendung einer ein solches Flußmittel enthaltenden Lötpaste muß also mit dem
Auge der Temperaturbereich erkannt werden, in welchem das Flußmittel imstande ist, die Oberfläche des
nicb'rostenden Stahls zu aktivieren. Wird der Aktivierungs-Temperaturbereich
nicht getroffen, so besitzt üas zugeführte Weichlot kein Benetzungsvermögen bezüglich
der Oberfläche des nichtrostenden Stahls, so daß eine unzureichende Erwärmung der flußmittelhaltigen
Lötpaste ebenso ungünstig ist wie eine zu starke Erwärmung.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Gattung so auszubilden, daß Lötverbindüngen mit ausgezeichneter Dichtigkeit von ungelernten
Arbeitskräften hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung beruht auf dem Leitgedanken, daß sich eine gasdichte Lötverbindung auf einfache Weise unter
Verwendung einer Heizeinrichtung sowie eines sogenannten Hochtemperaturlotes erzielen läßt, wobei ein
solches Hochtemperaturlot einen Schmelzpunkt zwischen 215 und 275° C aufweist. Folglich liegt der
Schmelzpunkt des Lotes in demjenigen Temperaturbereich, in welchem die Lötpaste wirksam die Oberfläche
eines nichtrostenden Stahls aktiviert.
Beim Verfahren nach der Erfindung wird eine aus einem Flußmittel sowie pulverförmigem Zinn-Blei-Lot
bestehende Lötpaste in den Zwischenraum eingeführt, der zwischen zwei ineinandergesteckten Rohren aus
nichtrostendem Stahl vorhanden ist. Das Flußmittel besteht im wesentlichen aus Phosphorsäure sowie
Mono- sowie Diammoniumphosphaten. Diese Phosphate werden im folgenden lediglich als Ammoniumphosphate
bezeichnet. Ein Weichlot mit einem Schmelzpunkt, v/elcher innerhalb des Temperaturbereiches liegt,
in welchem die Lötpaste die Oberfläche des nichtrostenden Stahls aktiviert, wird am Ende der Lötstelle
angeordnet. Sodann werden mit Hilfe der am Außenumfang der Lötstelle befestigten Heizanordnung die
Lötstelle und das Weichlot gleichmäßig so erwärmt, daß das Weichlot schmilzt und in die Lötstelle hineinfließt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nicht nur porenfreie oder äußerst porenarme Weichlötverbindungen
geschaffen, sondern werden auch erfolgreiche Weichlötungen selbst dann erzielt, wenn der
Lötspalt in gewisser Weise unregelmäßig ist.
Das Weichlot schmilzt, wenn die Lötpaste die Temperatur erreicht, bei welcher sie wirksam die
Oberfläche des nichtrostenden Stahls aktiviert. Das geschmolzene Weichlot fließt auseinander und verteilt
sich im Bereich der Lötstelle, so daß der Lötspalt im wesentlichen gleichförmig ausgefüllt wird. Dieses
gewährleistet eine feste Verbindung der beiden miteinander verlöteten Rohre und eine luftdichte
Abdichtung der Lötstelle.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die
Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform, bei welcher das Weichlot am Ende des Außenrohres angeordnet wird,
f>5 F i g. 2 eine Ausführungsform, bei welcher das
Weichlot am Ende des Innenrohres angeordnet wird und
Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher das
Weichlot in einen Bereich eingebracht wird, der durch
Fräsen oder dergl. in der Innenfläche des Außenrohrendes ausgebildet ist.
Ein aus einem nichtrostenden Stahl gemäß SUS 304, deutsche Werkstoff-Nr. 1.4301, bestehendes Innenrohr 1
mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einrm Außendurchmesser von 22 mm wurde mit einem
Außenrohr 6 aus dem genannten rostfreien Stahl mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einem
Außendurchmesser von 24 mm verbunden, wobei die Lötstelle mit einer 0,8 «im breiten Lötspalte versehen
war und die in F i g. 1 dargestellte Gestalt aufwies. Zur Vorbereitung der Lötstelle war die endseitige Innenflä- '5
ehe des Außenrohres 6 entsprechend bearbeitet. In einen zwischen dem Innenumfang eines Abschnittes des
Außenrohres 6 und dem Außemumfang des entsprechenden Abschnittes des Innenrohrs t ausgebildeter
Lötspalt wurde Lötpaste 3 eingebracht, die durch Vermischen eines 60 Gew.-% Zinn und 40 Gew.-% Blei
enthaltenden pulverförmigen Lotes mit einem Flußmittel erhalten worden war, welches aus Phosphorsäure
und Monoammoniumphosphat (NH4H2PO4) bestand. 1,6 mm3 Sn-Ag-Weichlot 2 wurde am Ende der im
Außenrohr 6 vorgesehenen Lötstelle angeordnet. Dieses Weichlot bestand aus etwa 96 Gew.-°/o Zinn und
etwa 5 Gew.-°/o Silber und hatte einen Schmelzpunkt von 245°C. Anschließend wurde eine Heizanordnung 4
aus dem genannten nichtrostenden Stahl in gleichmäßi- ^"
ge Anlage an den Außenumfang der Lötstelle gebracht, um diese zu erwärmen. Beispielsweise war die
Heizanordnung 4 vor ihrer Verwendung mit Hilfe einer elektrischen Heizeinrichtung 5 auf eine vorbestimmte
Temperatur von 2800C erwärmt worden. '^
Erwärmt durch diese Heizanordnung 4 erreichte die Oberflächentemperatur der Lötstelle nach 50 bis 70
Sekunden 245°C mit der Folge, daß das Sn-Ag-Weichlot
2 zu schmelzen begann. Nach Ablauf einiger Sekunden floß das Weichlot 2 in die Lötstelle und füllte diese bzw.
den Lötspalt. Sodann wurde die Heizanordnung 4 zwecks Vollendung des Weichlötens entfernt.
Nach natürlichem Abkühlen auf Normaltemperatur wurde die Lötstelle einem hydraulischen Test bei einer
Belastung von 20 kg/cm2 unterzogen, der ergab, daß *r>
keine Wasserleckagen auftraten. Die Untersuchung eines Probekörpers, der aus der Lötstelle herausgeschnitten
worden war, zeigte, daß das Fließen und die Diffusion des Sn-Ag-Weichlotes 2 so ausreichend war,
daß eine gleichmäßige und im wesentlichen porenfreie >° Lötverbindung erzielt worden war.
Im weiteren wurde die Lötstelle horizontal angeordnet und wurde die Weichlötung wie vorstehend
beschrieben, durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, daß das Fließvermögen und die Diffusion des Sn-Ag-Weich- 5>
lotes 2 so ausreichend waren, daß eine einheitliche und porenfreie Lötverbindung erzielt worden war.
Ein aus rostfreiem Stahl gemäß SUS 430, deutsche b0
Werkstoff-Nr. 1.4016, bestehendes Innenrohr 1 mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einem
Aiißendurchmesser von 22 mm wurde in ein Außenrohr 6 hineingesteckt, welches aus demselben nichtrostenden
Stahl bestand und einen Innendurchmesser von 20 mm und einen Außendurchmesser von 23 mm besaß. Die
Lötstelle wies einen 1,0 mm oreiten Lötspalt auf und war so ausgebildet, wie in F i g. 2 dargestellt. Da1., wie
ersichtlich, erweiterte Ende des nichtrostenden Stahlrohres 6 war durch Weiten und nachfolgendes
Ausdrehen bearbeitet worden. In den Lötspalt zwischen dem inneren Umfang eines Abschnittes des Außenrohres
6 und dem Außenumfang des entsprechenden Abschnittes des Innenrohres 1 wurde eine Lötpaste 3
gemäß Beispiel 1 eingeführt und 1,6 mm3 Sn-Sb-Weichlot 2' wurde auf dem Ende des Ii.nenrohres 1
angeordnet Das Weichlot 2' bestand zu 95 Gew.-% aus Zinn und zu 5 Gew.-% aus Antimon, wobei der
Schmelzpunkt des Lotes bei 2100C lag. Anschließend wurde eine aus Kupfer bestehende Heizanordnung in
gleichmäßige Anlage an die äußere Peripherie der im Außenrohr 6 ausgebildeten Lötstelle unter Einschluß
des Sn-Sb-Weichlotes 2' gebracht, um dieselben zu erwärmen. In diesem Bereich war die Heizanordnung 4
vor ihrer Anwendung mit Hilfe einer elektrischen Heizeinrichtung 5 auf eine vorbestimmte Temperatur
von 2800C erhitzt worden.
Die Oberflächentemperatur der Lötstelle im nichtrostenden
Stahlrohr stieg unter der Wirkung des Heizgliedes 4 in 50 bis 70 Sekunden auf 245°C mit dem
Ergebnis, daß das Sn-Sb-Weichlot 2' zu schmelzen begann. Nach Verlauf einiger Sekunden floß das
Sn-Sb-Weichlot 2' in die Lötstelle bzw. den Lötspalt und füllte denselben aus. Sodann wurde die Heizanordnung
4 zwecks Abschluß des Weichlötens entnommen. Nach natürlichem Abkühlen auf Normaltemperatur wurde die
Lötstelle der gleichen hydraulischen Untersuchung wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei keinerlei Auftreten von
Wasserleckagen ermittelt wurde. Die Untersuchung einer aus der Lötstelle entnommenen Probe zeigte, daß
das Ausfließen und die Diffusion des Sn-Sb-Weichlots 2' so ausreichend war, um eine gleichmäßige und im
wesentlichen porenfreie Lötverbindung zu erzielen.
Des weiteren wurde die Lötstelle horizontal ausgerichtet und demselben Weichlötvorgang wie vorstehend
unterworfen. Die Ergebnisse zeigten, daß das Eindringen und die Diffusion des Sn-Sb-Weichlots 2' so
ausreichend waren, daß eine einheitliche und porenfreie Lötverbindung erzielt wurde.
Ein aus einem nichtrostenden Stahl gemäß SUS 304, deutsche Werkstoff-Nr. 1.4301, hergestelltes Innenrohr
1 mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einem Außendurchmesser von 22 mm wurde in ein Außenrohr
6 aus demselben nichtrostenden Stahl eingebracht. Das Außenrohr besaß einen Innendurchmesser von 20 mm
und einen Außendurchmesser von 24 mm, wobei die Lötstelle einen 0,8 mm dicken Lötspalt aufwies und eine
in F i g. 3 dargestellte Gestalt besaß und durch Fräsen in
der inneren Oberfläche der Endseite des nichtrostenden Stahlrohres ausgebildet worden war. Ein Sn-Ag-Weichlot
2, bestehend aus 96,5 Gew.-% Zinn und 3,5 Gew.-% Silber mit einem Schmelzpunkt von 2210C war in dem
Abschnitt aufgenommen, der in der Innenfläche der Lötstelle vorgesehen worden war. In den Lötspalt
zwischen dem Innenumfang eines Abschnittes des Außenrohres 6 und dem Außenumfang des entsprechenden
Abschnittes des Innenrohres 1, welches mit dem Außenrohr 6 zu verbinden war, wurde die bereits in
Beispiel 1 verwendete Lötpaste 3 eingebracht. Anschließend wurde eine aus Kupfer bestehende Heizanordnung
4 in gleichmäßige Anlage an den Außenumlang der Lötstelle des Außenrohres 6 gebracht, um dieselbe
zu erwärmen. Bei diesem Beispiel war die Heizanordnung 4 vor ihrer Verwendung mit Hilfe einer
elektrischen Heizeinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur von 2600C erwärmt worden.
Die Oberflächentemperatur der Lötstelle erreichte unter der Einwirkung der Heizanordnung 4 innerhalb
von 30 bis 40 Sekunden 230°C mit dem Ergebnis, daß das Sn-Ag-Weichlot 2 zu schmelzen begann. Nach
Ablauf einiger Sekunden floß das Sn-Ag-Weichlot in die Lötstelle ein und füllte dieselbe bzw. die Lötspalte aus.
Sodann wurde die Heizanordnung 4 zwecks Abschluß der Weichlötung entfernt.
Nach natürlichem Abkühlen auf Normaltemperaturen wurde die Lötstelle den gleichen hydraulischen
Beanspruchungen unterworfen wie in Beispiel 1 mit dem Ergebnis, daß sich keine Wasserleckagen zeigten. Die
Untersuchung eines aus der Lötstelle entnommenen Probekörpers zeigte, daß das Ausfließen und die
Diffusion des Sn-Ag-Weichlotes 2 ausreichend war, um eine gleichförmige und im wesentlichen porenfreie
Lötverbindung zu erzielen.
Des weiteren wurde die Lötstelle horizontal ausgerichtet und dem vorstehend erwähnten Weichlötvorgang
unterworfen. Die Ergebnisse zeigten, daß das Ausfließen und die Diffusion des Sn-Ag-Weichlotes so
ausreichend waren, daß gleichmäßige und porenfreie Lötverbindungen erzielt werden konnten.
Ein Vergleich des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Beispiel 1 mit dem Stand der Technik zeigt, daß
das erfindungsgemäße Verfahren in kürzeren Zeiträumen das Niederbringen von Weichlötungen ermöglicht
als das herkömmliche Verfahren und hinsichtlich Leistung und Dichtigkeit der Lötverbindung dem Stand
der Technik weit überlegen ist, wie aus der folgenden Tafel ersichtlich.
Gegenstand
Verfahren
Stand d. Technik erfindungsgemäßes Verfahren
Stand d. Technik erfindungsgemäßes Verfahren
Weichlot
Benötigte Zeitdauer nach Erwärmen
der Lötstelle
Leistung
Mühewaltung
Luftdichtigkeit der Lötstelle
Luftdichtigkeit der Lötstelle
50% Sn; 50% Pb
120-150 Sekunden
120-150 Sekunden
Es war einem Arbeiter nicht möglich,
gleichzeitig an zwei oder mehr
Lötstellen zu löten
gleichzeitig an zwei oder mehr
Lötstellen zu löten
größer
5/500
5/500
95% Sn; 5% Ag
60 bis 55 Sekunden
60 bis 55 Sekunden
Ein Arbeiter konnte
gleichzeitig an zwei oder
drei Lötstellen löten
gleichzeitig an zwei oder
drei Lötstellen löten
weniger .
1/500
1/500
Anmerkung:
Die Luftdichtigkeit der Lötstellen ist als Bruch wiedergegeben, in welchem der Nenner für die
Anzahl von unter einem Druck von 20 kg/cm2 ausgeführten hydraulischen Belastungsversuchen
und der Zähler für die Anzahl von bei der Versuchsdurchführung beobachteten Wasserleckagen
steht.
Ferner ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine erhebliche Erleichterung der Rohrlegerarbeiten
in bereits stehenden Gebäuden darstellt, insbesondere wo der zur Verfügung stehende Raum eng
ist oder die Verwendung von Feuer äußerst eingeschränkt ist.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß selbst
unausgebiideie Arbeitskräfte leicht und sehne!! ausgezeichnete
Weichlötungen erzeugen können, indem ein Weichlot mit einem hohen Schmelzpunkt, welcher
innerhalb des Temperaturbereiches liegt, in welchem die verwendete Lötpaste wirksam die Oberfläche von
nichtrostendem Stahl aktiviert, verwendet wird und der Außenumfang der Lötstelle mit Hilfe einer Heizanordnung
erwärmt wird. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren erfordert das herkömmliche Weichlöten
keinen Einsatz geschulten Personals, um von Hand das Erwärmen der Lötstelle und das Einbringen des
geschmolzenen Weichlotes durchzuführen. Außerdem läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für
das Weichlöten von Anschlußteilen in Wasser- oder Warmwasserrohrnetzen, wie Muffen, Krümmern,
T-Stücken Reduzierstücken usw. anwenden, sondern auch auf das Weichlöten von Anschlußteilen, für
Drainage- oder Sanitärrohrleitungsanlagen, die aus nichtrostenden Stahlrohren bestehen. Auch für Gasoder
Ölleitungen aus nichtrostendem Stahlrohr ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Außerdem er-
mügiici'ii uie vorliegende Erfindung das Erzielen Von
Lötverbindungen mit höherer Luftdichtigkeit, verglichen mit dem Stand der Technik.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Weichlöten von ineinandergesteckten
Rohren aus nichtrostendem Stahl mit Hilfe einer Lötpaste, welche aus Phosphorsäure, Ammoniumphosphat
und pulverförmigem Zinn-Blei-Lot hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lötpaste auf die den Lötspalt bildenden Flächen der zu verlötenden Rohre
aufgetragen wird, daß an einem Ende der Lötstelle ein Weichlot mit einem Schmelzpunkt angeordnet
wird, der innerhalb des Temperaturbereichs liegt, in welchem die Lötpaste die Oberfläche des nichtrostenden
Stahls aktiviert und daß eine Heizanordnung an dem Außenumfang der Lötstelle befestigt
wird, mit welcher die Lötstelle und das Weichlot gleichmäßig so erwärmt werden, daß das Weichlot
schmilzt und in die Lötstelle fließt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Weichlot am Ende des Außenrohres angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichlot am Ende des Innenrohres
angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichlot in einer Nut am Ende der
Innenfläche des Außenrohres angeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizanordnung auf
eine vorbestimmte Temperatur im Bereich von 210 bis 280° C erwärmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizanordnung mit Hilfe einer elektrischen Heizeinrichtung vor der Anwendung
auf eine vorbestimmte Temperatur von 260 oder 28O0C erwärmt wird
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782823122 DE2823122C2 (de) | 1978-05-26 | 1978-05-26 | Verfahren zum Weichlöten von ineinander gesteckten Rohren aus nichtrostendem Stahl |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782823122 DE2823122C2 (de) | 1978-05-26 | 1978-05-26 | Verfahren zum Weichlöten von ineinander gesteckten Rohren aus nichtrostendem Stahl |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2823122A1 DE2823122A1 (de) | 1979-11-29 |
DE2823122C2 true DE2823122C2 (de) | 1983-11-24 |
Family
ID=6040297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782823122 Expired DE2823122C2 (de) | 1978-05-26 | 1978-05-26 | Verfahren zum Weichlöten von ineinander gesteckten Rohren aus nichtrostendem Stahl |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2823122C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4315918A1 (de) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Lötverfahren |
Families Citing this family (4)
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FR2553321B1 (fr) * | 1983-10-12 | 1986-09-12 | Snecma | Rondelle de soudage et procede de soudage la mettant en oeuvre |
GB8817192D0 (en) * | 1988-07-19 | 1988-08-24 | Raychem Pontoise Sa | Solder & connection device incorporating solder |
GB8903311D0 (en) * | 1989-02-14 | 1989-04-05 | Raychem Pontoise Sa | Composite solder article |
DE4016562A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Degussa | Rohrverbindungsstuecke zur installation von rohrleitungen und verfahren zu ihrer herstellung |
-
1978
- 1978-05-26 DE DE19782823122 patent/DE2823122C2/de not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4315918A1 (de) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Lötverfahren |
DE4315918B4 (de) * | 1992-05-12 | 2006-04-20 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Lötverfahren |
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8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: B23K 1/18 |
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