DE474597C

DE474597C - Solder for thin sheets and foils made of aluminum

Info

Publication number: DE474597C
Application number: DEA41950D
Authority: DE
Inventors: Dr Felix Thomas
Original assignee: NEHER CO GmbH; Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: NEHER CO GmbH; Constellium Singen GmbH
Priority date: 1924-04-05
Filing date: 1924-04-05
Publication date: 1929-04-10

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 10. APRIL 1929ISSUED ON APRIL 10, 1929

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 49 h³ GRUPPECLASS 49 h ³ GROUP

Lötmittel für dünne Bleche und Folien aus Aluminium Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1924 abSolder for thin sheets and foils made of aluminum. Patented in the German Empire on April 5, 1924

Gegenstand der Erfindung ist ein LötmittelThe invention relates to a solder

für dünne Bleche und Folien aus Aluminium.for thin sheets and foils made of aluminum.

Das Löten von dünnen Blechen oder FolienSoldering thin sheets or foils

aus Aluminium bietet große Schwierigkeiten, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist.made of aluminum presents great difficulties as is well known to those skilled in the art.

Es ist bekannt, bei der Lötung von Metallen organische Stoffe als Lötmittel zu benutzen, jedoch ist keines der bisher beschriebenen Lötmittel geeignet, um dünne Aluminiumbleche oder -folien zu löten, weil die Bedingungen für die Lösung der Oxydhaut unter gleichzeitiger Entfettung des Metalls und Berührung der gereinigten metallischen Aluminiumoberfläche mit dem Lot unter Abschluß von Luft oder anderen oxydierend wirkenden Stoffen nicht gegeben sind. In anderen Fällen ist die Durchführbarkeit des Lötverfahrens an Bedingungen geknüpft, die sich praktisch nicht oder nur mit Schwierigkeiten einhalten lassen. So soll z. B. Aluminium unter Benutzung, eines aus Stearinöl oder anderen Fettsäuren und Benzin oder Benzol bestehenden Lötmittels gelötet werden. Dabei wird aber ausdrücklich die Notwendigkeit betont, die zu lötenden Stellen stark auf einer Heizfläche (Ofen) zu erhitzen, da nur dann die Lötung mit dem Kolben vorgenommen werden könne. Außerdem bedarf dieses Verfahren einer vorherigen Reinigung der Lötstellen, z. B. durch Kieselfluorwasserstoffsäure.It is known in the soldering of metals Using organic materials as solder, however, is not one of the soldering agents described so far suitable for soldering thin aluminum sheets or foils, because the conditions for the dissolution of the oxide skin with simultaneous degreasing of the metal and touching of the cleaned metallic aluminum surface with the solder with the exclusion of air or other oxidizing substances are not given. In other cases it is feasible of the soldering process is linked to conditions that are practically impossible or difficult to apply adhere to. So z. B. using aluminum, one made from stearic oil or others Fatty acids and gasoline or benzene existing solder can be soldered. However, the necessity is expressly emphasized to heat the areas to be soldered strongly on a heating surface (oven), since only then the Soldering with the piston can be made. In addition, this procedure requires a previous cleaning of the soldering points, e.g. B. by silicofluoric acid.

; Ferner ist ein Schweißverfahren für Aluminium bekannt, wobei ein Vorbereitungsbad Terpentinöl oder ein anderes Öl oder irgendeinen kohlenstoffhaltigen Körper enthält.; Furthermore, a welding process for aluminum is known, in which a preparatory bath is turpentine oil or contains any other oil or any carbonaceous body.

Praktische Versuche, dieses Verfahren zur Lötung dünner Aluminiumbleche und -folien zu verwenden, haben seine Unfruchtbarkeit ergeben, da durch das am Metall haftende Öl der Lötkolben regelmäßig verrußte und damit die Ausführung einer Lötung unmöglich wurde. Hiervon abgesehen, bedarf dieses Verfahren eines hochschmelzenden Flußmittels (Borax), dessen Anwendung bei der Verbindung dünner Aluminiumbleche und -folien unmöglich sein würde.Practical attempts at this method for soldering thin aluminum sheets and foils to use, have shown his sterility, because of the oil adhering to the metal The soldering iron regularly became sooty, making it impossible to solder. Apart from this, this process requires a high-melting flux (borax), its use in the connection of thin aluminum sheets and foils would be impossible would.

Es ist ferner bekannt, sich auch organischer Säuren, unter anderem Essigsäure, zu bedienen, jedoch sollen diese Säuren nicht so sehr als Flußmittel oder Desoxydationsmittel in Frage kommen, sondern vielmehr zur Bildung eines aus Aluminium-Aluminiumsalz bestehenden Kittes benutzt werden, der die gewünschte Verbindung der Metallstücke bewirken soll. Eine brauchbare Verbindung kann aber nicht erzielt werden.It is also known to use organic acids, including acetic acid, However, these acids should not be used as fluxes or deoxidizers, but rather to form a putty consisting of aluminum-aluminum salt be used, which is to bring about the desired connection of the metal pieces. A useful one However, connection cannot be achieved.

Ebenfalls einer organischen Säure oder des Salzes einer solchen, und zwar der Essigsäure, bedient sich ein anderer Vorschlag, jedoch nicht zum eigentlichen Löten, sondern nur zur Herstellung eines Lotes, das aber zu mindestensAlso an organic acid or the salt of such, namely acetic acid, uses another suggestion, however not for the actual soldering, but only for the production of a plumb bob, but at least that

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Felix Thomas in Singen, Hohentwiel,Dr. Felix Thomas in Singen, Hohentwiel,

98 Prozent aus Blei besteht und daher zum Löten von Aluminium nicht in Frage kommen kann.98 percent consists of lead and is therefore out of the question for soldering aluminum can.

Zum Löten bei._ elektrotechnischen Arbeiten ist die Anwendung eines Gemisches bekannt, das mit den Mischungen der Erfindung auf den ersten Blick große Ähnlichkeit aufweist, da es sich ebenfalls aus Harzsäuren und Azetaten einerseits und fettlösenden Mitteln, wie Benzin,For soldering in electrical engineering work, it is known to use a mixture, which at first glance bears great resemblance to the mixtures of the invention, since it also consist of resin acids and acetates on the one hand and fat-dissolving agents such as gasoline,

ισ Benzol, Spiritus, andererseits zusammensetzt.ισ benzene, alcohol, on the other hand composed.

Es enthält jedoch außerdem — im Widerspruch zu dem beabsichtigten Zweck — einen Zusatz von Fett, insbesondere Schweineschmalz, der für das Löten von Aluminium als hinderlich oder wenigstens erschwerend anzusehen ist.However, contrary to the intended purpose, it also contains an addition of fat, especially lard, which is a hindrance to soldering aluminum or at least aggravating.

Schließlich ist der Vorschlag gemacht worden, sich bei der Lötung von Aluminium organischer Flußmittel zu bedienen. Trotz der Anwendung dieser Flußmittel ist bei den bekannten Verfahren eine vorausgehende mechanische Reinigung erforderlich, und die erwähnten Flußmittel haben offenbar nur den Zweck, die Luft von der Lötstelle abzuhalten und eine Oxydation des Metalls an derselben zu verhindern. Die angeführten Stoffe (Kopaivabalsam und Stearinöl) sind nicht dazu geeignet, weil sie Mineralöle nicht zu lösen vermögen und die Ölhaut auf dem Aluminium in der Regel von Mineralölresten herrührt.Finally, the suggestion has been made to become more organic in the soldering of aluminum Flux to use. In spite of the use of this flux, the known methods prior mechanical cleaning is required, and the fluxes mentioned apparently only have the purpose to keep the air from the solder joint and to oxidize the Metal to prevent the same. The substances listed (copaiva balsam and stearin oil) are not suitable because they cannot dissolve mineral oils and the oil skin on the Aluminum usually comes from mineral oil residues.

Gegenüber den bekannten angeführten Lötmitteln besitzen die Lötmittel der Erfindung den Vorzug, daß fettlösende Flüssigkeiten, die zur Entfernung der auf der Aluminiumoberfläche fast immer vorhandenen Fett- oder Ölschicht dienen, gemeinsam mit solchen das Aluminium selbst nicht merklich angreifenden organischen Säuren oder Metallsalzen der letzteren zur Verwendung gelangen, die imstande sind, die stets auf dem Aluminium befindliche Oxydhaut zu lösen; dagegen sind weitere Zusätze, insbesondere von Fetten, Ölen o. dgl., wie sie einige der bekannten Lötmittel als wesentliche Bestandteile enthalten, bewußt vermieden, da, wie auch der praktische Versuch gezeigt hat, mit solchen Zusätzen eine erhebliche Erschwerung des Lötens von dünnen Aluminiumblechen und -folien verbunden ist. Der Grund, weshalb die Wichtigkeit dieses letzteren Punktes bisher nicht erkannt worden ist, liegt vermutlich darin, daß die Frage des Lötens sehr dünnwandiger Aluminiumteile erst in neuerer Zeit Bedeutung gewonnen hat, und daß man beim Arbeiten mit den bekannten fetthaltigen Lötmitteln bei AIuminiumblechen der gewöhnlich verarbeiteten Stärken (etwa 1 mm) den hinderlichen Einfluß des Fettes oder Öles nicht bemerkte, weil die Oxydhaut durch die übliche starke mechanische Bearbeitung der Lötstellen mit der Bürste, dem Kolben oder dem Schaber entfernt wurde. Solche mechanischen Einwirkungen sind natürlich bei sehr dünnen Blechen oder gar Folien ausgeschlossen. Die Erfindung bedeutet daher auch gegenüber den bis jetzt bekannten ähnlichen Verfahren zur Lötung von Aluminium, die trotz der Anwendung ähnlicher Lötmittel einer vorherigen mechanischen Reinigung der zu lötenden Stelle bedürfen, einen beachtenswerten technischen Fortschritt.Over against the known solders listed, the solders of the invention have the advantage of having grease-dissolving liquids that remove the on the aluminum surface Almost always existing layers of fat or oil are used, together with those that do not noticeably attack the aluminum itself organic acids or metal salts of the latter can be used are to loosen the oxide skin that is always on the aluminum; on the other hand, there are other additives, in particular of fats, Oils or the like, as they contain some of the known soldering agents as essential components, deliberately avoided because, as the practical experiment has shown, such additives make the Soldering of thin aluminum sheets and foils is connected. The reason the The importance of this latter point has not yet been recognized is presumably that the question of soldering very thin-walled aluminum parts has only recently gained importance has, and that when working with the well-known greasy solder with aluminum sheets the thicknesses usually processed (approx. 1 mm) have an adverse effect of the fat or oil not noticed, because the oxide skin by the usual strong mechanical Processing of the soldering points with the brush, the piston or the scraper was removed. Such mechanical effects are natural with very thin sheet metal or even foils locked out. The invention therefore also means similar to those known up to now Method of soldering aluminum, despite the use of similar solder require prior mechanical cleaning of the point to be soldered, a noteworthy one technical progress.

Das Lötmittel der Erfindung besteht aus einer oder mehreren organischen Säuren oder deren Metallsalzen, wobei als Lösungs- oder Suspensionsmittel Flüssigkeiten dienen, die auf die Metalloberfläche entfettend wirken, z. B. Alkohol, Benzin, Benzol und dessen Derivate, Chlorkohlenwasserstoffe, Tetralin usw. entweder einzeln oder in Mischung, wobei jedoch zu beachten ist, daß bei Verwendung eines einzelnen dieser Lösungsmittel ein solches gewählt wird, dessen Siedepunkt nicht zu tief Hegt, damit es bei Annäherung des Lötkolbens nicht bereits verdunstet und so an der Erfüllung seiner Aufgabe verhindert wird. Wird eine Mischung aus zwei oder mehreren Lösungsmitteln verwendet, so muß wenigstens ein Bestandteil einen genügend hohen Siedepunkt haben. In manchen Fällen, nämlich dann, wenn das Lösungsmittel mit der organischen Säure oder dem Salz einer solchen eine festere Bindung eingeht, die eine erhebliche Siedepunktserhöhung des ersteren zur Folge hat, kann jedoch auch mit einem niedrig siedenden Lösungsmittel der gleiche Erfolg erzielt werden. (Beispiel: Ölsäure mit Trichloräthylen.)The solder of the invention consists of one or more organic acids or their Metal salts, liquids being used as solvents or suspending agents which act on the Metal surface have a degreasing effect, e.g. B. alcohol, gasoline, benzene and its derivatives, Chlorinated hydrocarbons, tetralin, etc. either individually or in a mixture, although this must be taken into account is that when using a single one of these solvents, one is chosen, whose boiling point is not too low, so that when the soldering iron approaches it, it does not already occur evaporates and is thus prevented from fulfilling its task. Will be a mix of If two or more solvents are used, at least one component must be sufficient have a high boiling point. In some cases, namely when the solvent with the organic acid or the salt of a such a stronger bond enters into a considerable increase in the boiling point of the former However, the same result can also be achieved with a low-boiling solvent be achieved. (Example: oleic acid with trichlorethylene.)

Als organische Säuren kommen besonders in Frage: Harzsäuren, Stearin-, Palmitin-, Öl-, Ameisen-, Essig- und Oxalsäure, und zwar entweder einzeln oder gemischt. Als deren Metallsalze eignen sich besonders die Zink- und Zinnsalze. The following organic acids are particularly suitable: resin acids, stearic, palmitic, oleic, Formic, acetic and oxalic acids, either individually or mixed. As their metal salts The zinc and tin salts are particularly suitable.

Als Lötflüssigkeit kann demgemäß z. B. nur eine Lösung von Kolophonium in Benzin dienen und bei Verwendung von Metallsalzen organischer Säuren z. B. eine Lösung oder Mischung von Kolophonium, Zinkresinat und Zinnformiat in Alkohol oder Benzin.As a soldering liquid can accordingly, for. B. only serve a solution of rosin in gasoline and when using metal salts of organic acids z. B. a solution or mixture of rosin, zinc resinate and tin formate in alcohol or gasoline.

Die vorerwähnten Stoffe zur Herstellung des Lötmittels sind natürlich nicht erschöpfend, sondern es können auch gleichwertige weitere Stoffe Verwendung finden.The above-mentioned substances for the production of the solder are of course not exhaustive, but other equivalent substances can also be used.

Als Lot hat sich eine Legierung von etwa Prozent Zink und 60 Prozent Zinn am besten bewährt, es kann aber auch mit anders zusammengesetzten Loten gearbeitet werden.The solder is an alloy of about percent zinc and 60 percent tin proven best, but it is also possible to work with solders that are composed differently.

Die Ausführung des Verfahrens des Lötens erfolgt im wesentlichen in ähnlicher Weise wie beim Weichlöten von Zinkfolien, indem die Lötflüssigkeit gemäß der Erfindung an Stelle des üblichen Lötwassers Verwendung findet. Zweckmäßig arbeitet man mit einem elektrischen Lot- iao kolben oder einem Benzinlötkolben und bei' mäßiger Temperatur. Das Lötmittel wird aufThe method of soldering is carried out essentially in a manner similar to that of FIG when soldering zinc foils by using the soldering liquid according to the invention instead of the Usual soldering water is used. It is advisable to work with an electric solder iao or a gasoline soldering iron and at a moderate temperature. The solder will come on

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die zu lötenden Stellen gestrichen, so daß es diese in dünner Schicht bedeckt. Durch die Hitze des Lötkolbens werden z. B. die Harzsäuren (Kolophonium) zum Schmelzen gebracht und lösen die oberflächlichen Oxydschichten des Metalls.the areas to be soldered are painted so that it covers them in a thin layer. Through the Heat of the soldering iron are z. B. the resin acids (rosin) melted and dissolve the surface oxide layers of the metal.

Lötmittel und Lot sind von fremden Stoffen frei zu halten. Salmiakstein darf zum Reinigen des Lötkolbens allenfalls bei Beginn der LötungSoldering agent and solder must be kept free of foreign substances. Ammoniac stone is allowed for cleaning of the soldering iron at most at the beginning of the soldering

to zum Blankmachen und ersten Verzinnen benutzt werden, dagegen nicht während der Lötung, wo man ihn nur mit der Feile oder der Drahtbürste reinigen darf.
Eine nachträgliche Reinigung der Lötnähte ist nicht nötig, da etwa verbleibende Reste des Lötmittels keinen schädlichen Einfluß auf die Lötnaht oder das Lötgut haben.to be used for making the surface bright and tinning for the first time, but not during soldering, where it can only be cleaned with a file or wire brush.
Subsequent cleaning of the soldered seams is not necessary, since any remaining solder residues have no harmful effect on the soldered seam or the item to be soldered.

Claims

Patent claims:
20th

i. Solder containing organic fluxes and grease-dissolving hydrocarbons for soldering thin sheets and foils made of aluminum, characterized in that the addition of fats is excluded and oils of mineral or animal origin those which dissolve these fats and oils Liquids that do not act on aluminum itself, with such organic ones Acids or their metal salts are combined in the form of a solution or mixture, which are able to remove the thin oxide film present on the surface of the aluminum especially to solve with the heat used for soldering.

2. Solder according to claim 1, consisting solely of a solution of rosin in gasoline.

3. Solder according to claim 1, consisting of a mixture of stearic acid or Palmitic acid with benzene.

4. Solder according to claim 1, consisting of a mixture of formic acid with Benzene and methylhexalin.

5. The solder of claim 1 consisting of a mixture of acetic acid and Tetralin.

6. The solder of claim 1 consisting of a mixture of oleic acid with cresol or trichlorethylene.

7. Solder according to claim 1, consisting of a mixture of oxalic acid with ethyl alcohol and tetralin.

8. Solder according to claim 1 to 7, consisting of mixtures of those mentioned there Fabrics.

9. Solder according to claim 1, consisting of a mixture of tin silvinate, tin oleate, Rosin, benzene and trichlorethylene.