DE3501410A1

DE3501410A1 - Verfahren zum auftragen von lot

Info

Publication number: DE3501410A1
Application number: DE19853501410
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Heinrich (FH), 8034 Germering
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1986-07-17
Also published as: EP0189053A1

Description

" ³" 350U10

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(G 178) G 85/05

Hm /fl 16.1.85 10

Verfahren zum Auftragen von Lot

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Lot auf eine Werkstückoberfläche mittels Flammspritzen, wobei das Lot durch eine Brennstoff-Sauerstoff-Flamme geschmolzen und mit Hilfe eines Treibgases zerstäubt und auf die Werkstückoberfläche aufgetragen wird. Zum Verlöten zweier Werkstücke können die Oberflächen der Werkstücke mit Lot beschichtet, miteinander in Kontakt gebracht und auf die Schmelztemperatur des Lotes erwärmt werden, um eine metallische Bindung zu erreichen. Es ist bekannt, Lote mittels Flammspritzen auf eine Werkstückoberfläche aufzutragen.

Bei diesem Verfahren wird das Lot durch eine Brenngas-Sauerstoff -Flamme, in der Regel durch eine Acetylen-Sauerstoff-Flamme geschmolzen. Dazu wird das Lot beispielsweise in Drahtform einer Flammspritzpistole zugeführt und axial durch die Acetylen-Sauerstoff-Flamme geleitet. Anschließend wird das geschmolzene Lot von einem Druckluftstrahl erfaßt, zerstäubt und auf die vorbereitete Werkstückoberfläche geschleudert, auf der das zerstäubte Lot eine zusammenhängende und an der Werkstückoberfläche haftende Schicht bildet.

Lotschichten, die auf diese Weise hergestellt worden sind, besitzen jedoch häufig nicht die gewünschte Qualität. Die Analyse einer durch Flammspritzen auf eine Werkstückoberfläche aufgetragenen Lotschicht ergibt, daß sich deren Zusammensetzung von der des Lotes vor dem Auftragen durch Flammspritzen d.h. von der Zusammensetzung des Massivlotes unterscheidet. So fehlen in der aufgetragenen Lotschicht ein Teil der Legierungselemente - insbesondere Legierungselemente mit niedrigen Schmelztemperaturen. Außerdem findet ein Aufoxidieren der auf die Werkstückoberfläche aufgetragenen Lotschicht statt. Durch diese Veränderung des Lotes - sinkt die Festigkeit von Lötverbindungen, die nach dem geschilderten Verfahren hergestellt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, bei dem sich die Zusammensetzung einer Lotschicht, die durch Flammspritzen auf eine Werkstückoberfläche aufgetragen wurde, möglichst wenig von der des entsprechenden Massivlotes unterscheidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Treibgas ein inertes Gas verwendet und ein Brennstoff-Sauerstoff -Verhältnis eingestellt wird, bei dem der Brenn-Stoffanteil größer als der für eine neutrale Flammeneinstellung erforderliche Brennstoffanteil ist.

Erfindungsgemäß wird als Treibgasstrahl ein inertes Gas eingesetzt und ein bestimmtes Verhältnis der Brennstoffmenge zur Sauerstoffmenge eingestellt. Es wurde festgestellt, daß die Zusammensetzung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgespritzten Lotschicht sich nur geringfügig von der des entsprechenden Massivlotes unterscheidet. Dieser Effekt dürfte darauf zurückzuführen sein, daß durch die Verwendung eines inerten Treibgases und

BAD ORIGINAL

durch die Einstellung einer reduzierend wirkenden Flamme ein Abbrand von Legierungselementen und ein Aufoxidieren des geschmolzenen Lotes verhindert werden.

Werden Werkstückoberflächen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren belotet, so besitzt eine Lötverbindung zwischen einem auf diese Werkstückoberfläche aufgelöteten Teil und dem Werkstück eine gute Festigkeit. Voraussetzung hierfür ist, daß das Lot in einer ausreichenden Schichtdicke aufgetragen worden ist. Außerdem wird die Schmelztemperatur der Lote durch das erfindungsgemäße Flammspritzverfahren nicht erhöht. Insgesamt ergeben sich bei diesem Verfahren Lotschichten mit sehr guten Löteigenschaften. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn großflächige, kompliziert geformte Bauteile vor dem Löten mit Lot zu beaufschlagen sind.

Das inerte Zerstäubungsgas wird erfindungsgemäß allseitig an das geschmolzene Lot, d.h. nachdem das Lot die Brennstoff-Sauerstoff-Flamme durchlaufen hat, herangeführt. Neben den Aufgaben, das geschmolzene Lot zu zerstäuben und auf die Werkstückoberfläche zu transportieren, kommt dem inerten Gas auch die Funktion zu, einen Schutzgasmantel um das geschmolzene und zerstäubte Lot zu bilden. Durch das inerte Gas und das erfindungsgemäße Brennstoff-Sauerstoff verhältnis werden somit Bedingungen geschaffen, unter denen die Wechselwirkung des geschmolzenen Lotes mit Sauerstoff minimal ist. Als inertes Gas kommt grundsätzlich jedes Gas in Frage, das sich gegenüber dem geschmolzenen Lot inert verhält. Solche Gase sind beispielsweise die Edelgase. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden daher Argon oder Helium als Treibgas verwendet. Wegen seiner geringen Kosten, seiner Verfügbarkeit und seiner inerten Eigenschaften hat sich aber auch die Verwendung von Stickstoff als Treibgas besonders bewährt.

"⁶" 350U10

Erfindungsgemäß wird daher bevorzugt Stickstoff als Treibgas verwendet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorteilhafterweise Acetylen als Brennstoff verwendet. Dabei ist es von Vorteil, wenn nach einer bevorzugton Ausgestaltung der Erfindung ein Acetylen-Sauerstoff-Genisch verwendet wird, bei dem das Verhältnis der Acetylen- zur Sauerstoffmenge (Nm³) zwischen 1 : 0,8 und 1 : 1,15 liegt. 10

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Mischungsverhältnis von 1 : 0,9 eingestellt.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Auftragen aller Arten von Lotmaterialien geeignet. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren jedoch der Abbrand von Legierungselementen mit niedrigen Schmelzpunkten wirkungsvoll unterdrückt wird, ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Lote,die derartige Legierungselemente enthalten, besonders vorteilhaft.

Beispiel;

Zur Beschichtung einer Werkstückoberfläche mit Lot wird diese Oberfläche zweckmäßigerweise einer Vorbehandlung unterzogen. Die Vorbereitung der Oberfläche erfolgt durch Strahlen. Als Strahlmittel kann beispielsweise Glas verwendet werden. Durch das Strahlen wird die Werkstückoberfläche aufgerauht. Auf diese Weise wird eine metallisch reine, zerklüftete und im Vergleich zum unbehandelten Werkstück größere Oberfläche geschaffen und so optimale Voraussetzungen für das Wirksamwerden des Haftmechanismus zwischen Oberfläche und Lotschicht geschaffen.

In eine Flammspritzpistole wird in den zentralen Kanal beispielsweise ein drahtförmiges Hartlot (Durchmesser 3 mm)

BAD

eingelegt und mit einer Drahtvorschubgeschwindigkeit von ca. 0,55 m/min, gefördert. In einem den zentralen Kanal ringförmig umgebenden Kanal der Flammspritzpistole wird ein Acetylen-Sauerstoff-Gemisch herangeführt und verbrannt (Mischungsverhältnis Acetylenmenge zu Sauerstoffmenge ca. 1 : 0,9). Die das Lot umschließende Acetylen-Sauerstoff-Flamme bringt das Lot zum Schmelzen. Das geschmolzene Lot wird vom Treibgas zerstäubt. Als Treibgas wird Stickstoff verwendet, der in einem zum Acetylen-Sauerstoff-Kanal koaxialen Kanal geführt wird. Der Stickstoff bildet einen geschlossenen ringförmigen Treibgasmantel, um die Acetylen-Sauerstof f-Flamme und das geschmolzene Lot. Im Schütze des Stickstoffmantels wird das zerstäubte Lot auf die vorbereite Werkstückoberfläche geschleudert. Dabei wird ein Spritzabstand zwischen Flammspritzpistole und Werkstück von ca. 160 mm eingehalten. Die Relativgeschwindigkeit zwischen Flammspritzpistole und Werkstück beträgt etwa 25 m/min. Eine Analyse der Lotschicht ergab, daß deren Zusammensetzung sich nur geringfügig von der des entsprechenden Massivlotes unterscheidet.

Claims

(G 178) G 85/05 Hm/fl 16.1.85 350H10 ; Patentansprüche

1. Verfahren zum Auftragen von Lot auf eine Werkstückoberfläche mittels Flammspritzen, wobei das Lot durch eine Brennstoff-Sauerstoff-Flamme geschmolzen und mit * Hilfe eines Treibgases zerstäubt und auf die Werk- Λ

Stückoberfläche aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibgas ein inertes Gas verwendet und ein Brennstoff-Sauerstoff-Verhältnis eingestellt wird, bei dem der Brennstoffanteil größer als der für eine neutrale Flammeneinstellung erforderliche Brennstoffanteil ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas Stickstoff, Argon oder Helium verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff Acetylen verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Acetylen-Sauerstoff-Gemisch verwendet wird,

350H10

1 bei dem das Verhältnis der Acetylen- zur Sauerstoffmenge (Nm³) zwischen 1 : 0,8 und 1 : 1,15 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß 5 ein Mischungsverhältnis von 1 : 0,9 eingestellt wird.

6. Anwendung des Verfahrens auf das Auftragen von Loten, die Legierungselemente mit niedrigen Schmelztemperaturen enthalten, auf Werkstückoberflächen.

10 15 20 25 30 35