DE3011252B1 - Verfahren zum Vorbereiten des Loetens von mehrlagigen Boeden fuer Kochgeschirr u.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Verfahrens zum Vorbereiten des Hartlötens von Metallen und vor allem zum Hartlöten unter Flußmitteln der mehrlagigen Böden von Küchengeräten, insbesondere Kochgeschirr.

Es ist bekannt, Metalle gleicher oder unterschiedlicher Art mit Hilfe eines Lots oder Auftragsmetalls in Gegenwart eines festen beizenden Flußmittels zu verbinden (in der Beschreibung werden mit dem allgemeinen Terminus »Metall« sowohl reine Metalle wie auch Legierungen bezeichnet). Man kann beispielsweise Aluminium mit korrosionsbeständigem Stahl, Kupfer oder Aluminium löten (schweißen) oder Kupfer mit korrosionsbeständigem Stahl. Man verwendet hierzu das Auftragsmetall in Form eines Drahtes, der mit Flußmittel umhüllt oder mit einer mit Flußmittel gefüllten Bohrung versehen ist, oder in Form eines Pulvers, gemischt mit Flußmittel. Die Zusammensetzungen der Hartlote - oder ganz allgemein gesprochen des Auftragsmetalls - und der Fluß-

K) mittel sind bekannt, ebenso das Vorwärmen für das Löten (Induktions- oder Widerstandsheizung, im Ofen oder mit einem Lötrohr bzw. Brenner).

In der FR-PS 2391803 wird ein Verfahren zum Löten von Metallen beschrieben, das sich besonders gut für die Einzelherstellung sowie für die Massenherstellung von Böden von Küchengeschirr eignet, die aus mehreren Metallen zusammengesetzt sind, sowie für die elektrische Verbindung leitender Metalle. Im ersteren Falle handelt es sich darum, eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit herzustellen, und im zweiten Falle darum, eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit herzustellen zwischen zu verbindenden Elementen oder Teilen, was nicht immer mit Lötpulver möglich ist.

Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Hartlotes, das mit einer homogenen und haftenden Flußmittelschicht überzogen und auf die Form und Dimension der zu verlötenden oder verschweißenden Teile zugeschnitten ist. Das Hartlot kann sowohl als dünnes homogenes Band vorliegen wie auch als Gewebe, Gitter, Lochblech oder Streckmetall, das gegebenenfalls eine Oberflächenbehandlung erhalten hat, damit das Flußmittel besser haftet. Es kann auch eines der Stücke, die miteinander verbunden werden sollen, zuvor auf einer oder beiden Seiten mit einer Hartlotschicht bedeckt werden mit Hilfe eines bekannten Verfahrens, beispielsweise Aufwalzen, und es kann die Hartlotschicht ihrerseits mit einer Flußmittelschicht überzogen sein. In allen Fällen wird das Flußmittel nach üblicher Methode aufgebracht, beispielsweise durch Eintauchen in eine Suspension des Flußmittels in einer Flüssigkeit (Wasser mit verschiedenen Zusätzen für die Herstellung einer Suspension, organische Flüssigkeiten u. dgl.), Ansaugen oder Aufsprühen der Suspension mit einer Spritzpistole usw. Man kann auch das Hartlot in eine Flußmittelschmelze eintauchen. Liegt das Hartlot in Form eines dünnen Bandes vor, so kann das Band durch einen Ofen mit geregelter Temperatur, enthaltend die Flußmittelschmelze, gezogen werden.

Das Band wird beim Austritt aus dem Ofen abgekühlt und ein dünner, stark haftender Überzug aus Flußmittel bleibt an den beiden Seiten des Bandes haften, aus welchem unmittelbar die Zuschnitte der gewünschten Form und Abmessung gestanzt werden können. Das gleiche gilt, wenn das Hartlot in Form eines Bleches, eines Gewebes oder Streckmetalls oder Lochblechs vorliegt. Um die Haftung des Flußmittels zu erleichtern, kann man das Hartlot verschiedenen

et) Oberflächenbehandlungen unterziehen, wie auf mäßige Temperatur erwärmen, entfetten und bürsten.

Jedoch ergibt die Durchführung dieses bekannten Verfahrens eine Reihe von Schwierigkeiten.

Zum einen sind Gewebe oder Streckmetall aus einer Hartlot-Legierung nicht im Handel; deren Herstellung wäre kostspielig. Außerdem treten bei der Haftung des flüssigen oder gelösten Flußmittels zwi-

ORIGINAL INSPECTED

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sehen den Maschen des Gewebes Erscheinungen und ihrer Grundlinie; die eine Walze ist mit Bezug durch die Oberflächenspannung auf, die nicht immer auf die andere Walze um einen halben Rapport vervollkommen beherrschbar sind und die zu einem un- setzt, d. h. um eine halbe Diagonale gleichzeitig in gleichmäßigen Haften führen können. Wenn anderer- Längsrichtung und in Querrichtung. Diese versetzte seits ein dünnes Band vorliegt, so schmilzt beim Löten 5 Anordnung muß auf jeden Fall konstant gehalten dieses dünne Hartlotband gleichzeitig mit dem Fluß- werden, und die Rotation muß synchron ohne Rutmittel, und das flüssige Flußmittel breitet sich zu Flek- sehen oder Gleiten sein. Man erhält auf diese Weise ken aus, in denen nach dem Abkühlen keine Bindung eine strenge Symmetrie zwischen den auf jeder Seite vorliegt und in denen der Wärmeübergang zwischen erzeugten Vertiefungen.

den verschiedenen Schichten der Böden des Küchen- io Ein anderes Mittel zur Erzeugung von Vertief ungeschirrs gestört ist. Außerdem ist die mechanische gen, um das Flußmittel aufzunehmen besteht darin, Festigkeit der auf diese Weise erzeugten Verbindung daß man chemisch oder elektrochemisch auf einer beeinträchtigt. oder auf beiden Seiten des Bandes ätzt und die Ätz-Mit Hilfe der Erfindung werden nun diese Effekte tiefe in bekannter Weise über die Konzentration, behoben. Die Erfindung ermöglicht eine verbesserte 15 Temperatur und Einwirkungsdauer des Ätzmittels reVerteilung und Haftung des Flußmittels auf dem gelt.

Hartlotband, indem dieses Band auf mindestens einer Die auf diese Weise gravierten oder geätzten Hart-

Seite geprägt, graviert oder geätzt wird, so daß kleine lotbänder können mit Hilfe eines der oben beschrie-

Vertiefungen entstehen, die dann das Flußmittel auf- benen bekannten Verfahren mit Flußmittel überzogen

nehmen. 20 werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung Aufgrund der vollkommenen Haftung des Flußmitderartiger Vertiefungen; sehr wirksam und für die tels kann man unabhängig und je nach dem Anwengroßtechnische Fertigung am besten geeignet ist es, dungszweckdas Band mit dem Flußmittel beschichten das Band entweder zwischen einem angetriebenen und dann die Zuschnitte entsprechender Form und Gravierzylinder und einem mitlaufenden Zylinder 25 Dimension oder zuerst die Zuschnitte aus dem geätzdurchzuziehen, welch letzterer einen elastisch de- ten Band ausstanzen und in diese dann das Flußmittel formierbaren Überzug aufweist, wie Karton, Kau- einbringen.

tschuk oder bestimmte nachgiebige Kunststoffe. Eine Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert spürandere Möglichkeit besteht darin, das Band zwischen bar die Haftung des Flußmittels auf dem Hartlotband, zwei Ätzzylindern hindurchzuziehen, die synchron 30 Dadurch können die Zuschnitte transportiert, gelagert angetrieben werden, ohne jedoch zu gleiten bzw. zu und gehandhabt werden ohne Risiko, daß beim Löten rutschen. Im ersteren Falle erzeugt die Reliefwalze selbst örtlich Flußmittel fehlen. Außerdem besteht auf dem Band regelmäßige Vertiefungen. Diese Ver- aufgrund der gleichmäßigen Verteilung des Flußmittiefungen können sehr unterschiedliche Formen auf- tels in den Vertiefungen keine Gefahr mehr, daß bei weisen; die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn 35 den Abschälversuchen der gelöteten Stücke breite unes regelmäßige geometrische Formen sind, insbeson- verlötete und durch verfestigtes Flußmittel isolierte dere gleichseitige oder gleichschenkelige Dreiecke, Flecken vorhanden sind. Das Flußmittel ist vielmehr Quadrate oder Rauten mit einer Seitenlänge oder regelmäßig verteilt. Hieraus ergibt sich eine regelmä-Diagonallänge von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von ßige Verteilung der verlöteten Bereiche, die eine 1 bis 2 mm, sowie einer maximalen Tiefe von einigen 40 gleichmäßige Wärmeleitung über die gesamte Fläche Hundertstel bis zu einigen Zehntel Millimetern. sicherstellt. Weil aber ein Teil des Flußmittels zwi-Diese regelmäßigen geometrischen Formen können sehen den gelöteten Teilen eingeschlossen bleibt und leicht, einfach und billig mechanisch erzeugt werden; um eine Korrosion an den Stellen zu verhindern, an man verfügt dann laufend über Hartlotbänder aus denen das Flußmittel freigelegt ist, d. h. an der z. B. handelsüblichen Aluminium/Silicium-Legierun- 45 Schnittfläche der verbundenen Teile, wird vorzugsgen mit einem Siliciumgehalt von 5 bis 20% mit Star- weise ein nichtkorrodierendes Flußmittel verwendet ken von einigen Hundertstel Millimetern, was verrin- und insbesondere die Verwendung von Flußmitteln gerte Produktionskosten sicherstellt. auf der Basis von Alkalichloriden oder -fluoriden ver-

Die auf der einen Seite des Bandes erzeugten Ver- mieden,
tiefungen bilden auf der gegenüberliegenden Seite 50 .
Reliefs, und diese Reliefs begrenzen wieder Vertie- Beispiel
fungen, die ebenfalls Flußmittel aufnehmen können. Für die Herstellung von Kochgeschirr, dessen KÖr-Um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung des per aus korrosionsbeständigem Stahl besteht und desFlußmittels auf der einen und/oder der anderen Seite sen Boden zwei Lagen hat, nämlich eine innere aus zu erreichen, bemüht man sich daher um eine angenä- 55 korrosionsbeständigem Stahl als Teil des Körpers, herte Äquivalenz zwischen dem Volumen der Vertie- eine Zwischenlage in Form einer Alurniniumronde fungen auf jeder Seite. Dies erreicht man, wenn die und eine Außenlage in Form einer Ronde aus korro-Reliefs der Gravurwalze die Form von Rauten oder sionsbeständigem Stahl, wurde zwischen die Aluminivon Vierecken haben, die sowohl entlang ihrer großen umronde und dem Geschirrkörper bzw. der Stahl- und ihrer kleinen Diagonale aufgereiht sind und sich 60 ronde eine Hartlotronde aus einer Aluminium/Silian den Ecken berühren. Anordnungen von gleichsei- cium-Legierung mit etwa 13% Silicium angeordnet, tigen Dreiecken können ebenfalls in Betracht gezogen Diese stammte aus einem Walzband, 0,04 mm dick, werden. das zwischen einem angetriebenen Prägezylinder und Im zweiten Falle befindet sich auf den Prägewalzen einem mitlaufenden mit dickem Karton überzogenen eine identische Gravur einer Aneinanderreihung von 65 Zylinder gezogen wurde. Die Prägung bestand aus regelmäßigen Vierecken oder Rauten entlang ihren Rauten, deren große Diagonale 2 mm und deren beiden Diagonalen oder von gleichschenkeligen oder kleine Diagonale 1,5 mm betrug und die sich im wegleichseitigen Dreiecken entlang einer ihrer Höhen sentlichen an ihren Ecken berührten und entlang ihren

Diagonalen regelmäßig angeordnet waren. Die große Diagonale lag in der Längsrichtung des Bandes. Die Gesamtstärke des geprägten Bandes betrug etwa 0,15 mm. Das Band wurde dann auf 200° C vorgewärmt, mit einer wäßrigen Suspension des nicht korrodierenden Flußmittels auf der Basis von Kaliumfluoroaluminat kontinuierlich besprüht und schließlich getrocknet.

Nur ein geringfügiger Unterschied von einigen Prozent bestand zwischen der Menge an Flußmittel in den Vertiefungen der Seiten. Nun wurden die Ronden aus diesem Band gestanzt.

Gelötet wurde in bekannter Weise durch induktives Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 600° C.

Durch die übliche Abschäl-Prüfung und den Wärmeschock-Test wurde die besonders hohe Qualität des erfindungsgemäß erhaltenen Kochgeschirrs bestätigt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vorbereiten des Lötens von mehrlagigen Böden für Kochgeschirr mit Hilfe eines Lot-Bandes und Flußmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man das dünne Hartlot-Band auf mindestens einer Seite mit einer Vielzahl von insbesondere regelmäßig angeordneten kleinen Vertiefungen versieht und diese mit Flußmittel füllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Hartlot-Band mit Vertiefungen versieht, die auf der einen Seite volumenmäßig denen auf der anderen Seite entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Hartlot-Band mit Vertiefungen versieht, die rautenförmig oder viereckig sind und entlang ihrer Diagonalen bei Berührung der Ecken angeordnet sind oder gleichschenkelige oder gleichseitige Dreiecke sind und entlang der Grundlinie und der entsprechenden Höhe aneinander angeordnet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Hartlot-Blech mit Vertiefungen versieht, deren Diagonalen der Vierecke und Seiten der Dreiecke 0,5 bis 5 mm sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen des Hartlot-Blechs zwischen einer angetriebenen Prägewalze und einer mitlaufenden Walze, überzogen mit einem nachgiebigen und elastischen Material, oder zwischen zwei synchron angetriebenen Prägewalzen, deren Relief um einen halben Rapport verschoben ist, hergestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen des Hartlot-Blechs durch Ätzen gebildet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das geätzte oder geprägte Band vor dem Ausstanzen der Zuschnitte mit Flußmittel beschichtet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem geätzten oder geprägten Band ausgestanzten Zuschnitte mit Flußmittel überzogen werden.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht korrodierendes Flußmittel verwendet wird.