DE520572C

DE520572C - Method for operating protective gas ovens, in particular Loetoefen

Info

Publication number: DE520572C
Application number: DEA58337D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-07-03
Filing date: 1929-07-04
Publication date: 1931-03-13

Description

Schutzgasöfen, insbesondere Lötöfen, wurden bisher in der überwiegenden Zahl der Fälle mit Wasserstoff als Schutzgas betrieben. Beim Löten mit Kupfer verhindert der Wasserstoff eine 5 Oxydation der Lötstellen und bewirkt gleichzeitig eine leichte Verflüssigung des Lotes. Diese Eigenschaft des Wasserstoffs wird jedoch schon beim Vorhandensein geringer Mengen von Wasserdampf aufgehoben. Der durch Elektrolyse aus Wasser gewonnene Wasserstoff besitzt einen gewissen Feuchtigkeitsgrad, so daß er ohne vorhergehende Trocknung für den genannten Zweck gar nicht verwendbar ist. Auch wenn Wasserstoffgas ohne Feuchtigkeitsgehalt längere Zeit in Gasometern unter Wasserabschluß sich befindet, nimmt es von neuem Feuchtigkeit auf, so daß bisher der Betrieb elektrischer Öfen mit trockenem Wasserstoff als Schutzgas nur während weniger Stunden möglich war. . EinProtective gas furnaces, in particular soldering furnaces, have so far been used in the vast majority of cases Hydrogen operated as a protective gas. When soldering with copper, the hydrogen prevents one 5 Oxidation of the soldering points and at the same time causes a slight liquefaction of the solder. These However, the property of hydrogen is already in the presence of small amounts of water vapor canceled. The hydrogen obtained from water by electrolysis has a certain degree of moisture, so that it can be used without prior drying for the said Purpose is not usable. Even if hydrogen gas without moisture content is longer Time in gasometers is under water, it absorbs again moisture on, so that so far the operation of electric furnaces with dry hydrogen as protective gas only was possible within a few hours. . A

ao weiterer Nachteil der Verwendung von reinem Wasserstoff als Schutzgas im elektrischen Lötofen besteht darin, daß das Gas zur Verpuffung neigt und die Flamme in die Wasserstoffquelle zurückschlägt.ao another disadvantage of using pure hydrogen as a protective gas in the electric soldering furnace is that the gas tends to deflagrate and the flame into the hydrogen source strikes back.

as Die vorgenannten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß ein Stickstoffwasserstoffgemisch, das durch Zersetzung von wasserfreiem Ammoniak gewonnen wird, als Schutzgas Verwendung findet.as The aforementioned disadvantages are in accordance with the invention avoided that a nitrogen nitrogen mixture, which by decomposition is obtained from anhydrous ammonia, is used as a protective gas.

Beim Schweißen mit Wasserstoffgas ist man nun bereits dazu übergegangen, den benötigten Wasserstoff in größeren Mengen gebunden in flüssigem Ammoniak zu lagern und ihn direkt vor seiner Benutzung durch Dissoziation des Ammoniaks zu erzeugen. Abgesehen davon, daß dieses Stickstoffwasserstoffgemisch, wenn es der Schweißflamme zugeführt wird, Feuchtigkeit von der umgebenden Luft aufnimmt, dient es bekanntlich beim Schweißprozeß vor allem zur besonders starken Erhitzung der Schweißstelle, indem durch Einwirkung des Lichtbogens sich atomarer Wasserstoff bildet, der bei der Rückbildung zu molekularem eine sehr große Wärmeenergie erzeugt.When welding with hydrogen gas, one has now already switched to the required Hydrogen is bound in large quantities in liquid ammonia and stored directly to be generated by dissociation of the ammonia prior to its use. Apart from this, that this nitrogen nitrogen mixture, when it is fed to the welding flame, moisture absorbs from the surrounding air, it is known to be used primarily in the welding process for particularly strong heating of the welding point by the action of the electric arc atomic hydrogen is formed, which is a very large one when it regresses to molecular Generates thermal energy.

Indessen sind die Betriebsverhältnisse, insbesondere bei geschlossenen Lötöfen, andersartig. Durch die Verwendung des Stickstoffwasserstoffgemisches, das in völlig trockenem Zustand dem Lötofen zugeleitet werden muß, ergab sich, daß durch die Beimischung von Stickstoff zum Wasserstoff nicht nur die Verpuffungsund Explosionsgefahr des Wasserstoffs im Ofen wesentlich herabgemindert wurde, sondern daß auch eine leichte Verflüssigung des Lotes sowie eine einwandfreie Lötverbindung erzielt wurde, wobei die physikalischen Eigenschaften des Metalls durch Anwesenheit von Stickstoff keinerlei schädliche Beeinflussung erfuhren.However, the operating conditions are different, especially in the case of closed soldering ovens. By using the nitrogen-hydrogen mixture, which is in a completely dry state Must be fed to the soldering furnace, it was found that by the addition of nitrogen in addition to hydrogen, there is not only the risk of hydrogen deflagration and explosion in the furnace was significantly reduced, but that also a slight liquefaction of the solder as well A flawless solder joint has been achieved, taking into account the physical properties of the metal did not experience any harmful effects from the presence of nitrogen.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es bezeichnet α einen Behälter für unter hohem Druck stehendes flüssiges Ammoniak, welcher zur Vermeidung einer zu starken Abkühlung des flüssigen Ammoniaks während seiner Verdampfung zweckmäßig von einem Flüssigkeitsbad q, z. B. Ölbad, umgeben ist. Das Abführungsrohr b für das Ammoniakgas liegt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, um ein Abfließen von flüssigem Ammoniak zu verhindern. Dieses Abführungsrohr b mündet über ein Nadelventil c in eine Leitung d, in welcher ein Hochdruckventil e, ein Druckminderventil f und ein Niederdruckventil g vorgesehen sind. An die Leitung d schließt sich eine zweckmäßig mit als Katalysator dienenden Eisenfeilspänen gefüllte Heizschlange h an, in welcher das Ammoniakgas durch einen Bunsenbrenner i bis zu seiner Zersetzung erhitzt wird, um alsdann durch das Rohr k bei A₂ in den Lötofen I und bei A₁ in eine danebenliegende, von letzterem durch eine Absperrvorrichtung m getrennte Kühlkammer η zu gelangen. An dem offenen Ende des Lötofens I entweicht das Gasgemisch unter Flammenbildung ins Freie.A device for carrying out the method is illustrated in the drawing. It denotes α a container for liquid ammonia under high pressure, which, in order to avoid excessive cooling of the liquid ammonia during its evaporation, expediently from a liquid bath q, z. B. oil bath, is surrounded. The discharge pipe b for the ammonia gas lies above the liquid level in order to prevent liquid ammonia from flowing out. This discharge pipe b opens out via a needle valve c into a line d in which a high pressure valve e, a pressure reducing valve f and a low pressure valve g are provided. A heating coil h , suitably filled with iron filings serving as a catalyst, connects to the line d , in which the ammonia gas is heated by a Bunsen burner i until it decomposes, and then through the pipe k at A ₂ into the soldering furnace I and at A ₁ to get into an adjacent cooling chamber η, which is separated from the latter by a shut-off device m. At the open end of the soldering furnace I, the gas mixture escapes into the open with the formation of flames.

Es ist unbedingt erforderlich, daß nach erfolgter Zersetzung des Ammoniakgases auch keine Spuren desselben mehr in dem Gasgemisch verbleiben, da Ammoniak mit Eisen eine chemische Verbindung eingeht. Aus diesem Grunde muß auch die Leitung d aus einer Chromeisenlegierung oder einem anderen Baustoff bestehen, der von Ammoniak nicht angegriffen wird. Die Schlange h muß aus ammoniak- und hitzebeständigem Baustoff bestehen, während die Leitung k, k_lt k₂ aus einem gewöhnlichen Baustoff hergestellt sein kann, da das Wasserstoffstickstoffgemisch sich nicht chemisch mit Eisen verbindet.It is absolutely essential that after the ammonia gas has decomposed, no traces of it remain in the gas mixture either, since ammonia forms a chemical bond with iron. For this reason, the line d must also consist of a chrome iron alloy or some other building material that is not attacked by ammonia. The snake h must consist of ammonia and heat-resistant building material, while the line k, k _lt k _{2 can be} made of an ordinary building material, since the hydrogen-nitrogen mixture does not chemically combine with iron.

Der Lötofen I enthält ein poröses, mit einemThe soldering furnace I contains a porous, with a

elektrischen Heizdraht r umwickeltes und zur Aufnahme der zu lötenden Metallteile dienendes Tonrohr 0. Der Raum zwischen dem Rohr 0 und dem äußeren Gehäuse des Lötofens I ist mit Quarzsand χ ο. dgl. ausgefüllt. Die mit Wasserkühlung z-z ausgestattete Kammer η trägt an ihrem freien Ende ein Verschlußstück p. Die Wirkungsweise ist folgende: Bei geschlossenem Hochdruckventil e und offenem Ventile wird die Heizschlangeh auf etwa 1000⁰C erhitzt. Hierauf werden das Druckminderventil f und die Ventile e und g geöffnet, so daß das durch Verdampfung von flüssigem Ammoniak entstandene Ammoniakgas in die Heizschlange h strömt, wo es unter dem Einfluß der hohen Temperatur in Wasserstoff und Stickstoff aufgespalten wird, um hierauf über Ii durch A₂ bzw. A₁ in den Lötofen I und in die Kühlkammer η einzutreten. Die in dem mit Schutzgas angefüllten Rohr 0 untergebrachten Werkstücke (nicht dargestellt) werden bei Verwendung von Kupferlot durch den elektrischen Heizdraht r auf eine Temperatur von iioo° C erhitzt. Nach Beendigung des Lötvorganges werden bei geöffnetem Schieber m die Werkstücke in die Kühlkammer η geschoben, in der sie ebenfalls im Beisein des gleichen Stickstoffwasserstoffgemisches unter Luftabschluß abgekühlt werden. Hierauf werden die Werkstücke durch die sonst durch das Verschluß-Stück^) geschlossene Öffnung herausgenommen.electric heating wire r wrapped and used to hold the metal parts to be soldered clay tube 0. The space between the tube 0 and the outer housing of the soldering furnace I is covered with quartz sand χ ο. like filled out. The chamber η equipped with water cooling zz carries a closure piece p at its free end. The operation is the following: With a closed high-pressure valve e and open valves, the heating coil is heated to about 1000 h ⁰ C. Thereupon, the pressure reducing valve f and the valves e and g are opened so that the ammonia gas produced by evaporation of liquid ammonia flows h in the heating coil, where it is split under the influence of high temperature into hydrogen and nitrogen to thereto over Ii by A ₂ or A _{1 to} enter the soldering furnace I and the cooling chamber η . The workpieces (not shown) accommodated in the tube 0 filled with protective gas are heated to a temperature of 100 ° C. by the electric heating wire r when using copper solder. After completion of the soldering process, the workpieces are pushed into the cooling chamber η with the slide m open, in which they are also cooled in the presence of the same nitrogen-hydrogen mixture with the exclusion of air. The workpieces are then removed through the opening which is otherwise closed by the locking piece ^).

Claims

Patent claims:

1. A method for operating protective gas furnaces, in particular a soldering furnace, thereby characterized in that a nitrogen nitrogen mixture, which is obtained by the decomposition of anhydrous ammonia, as Inert gas is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the to the heating or Soldering chamber closable subsequent cooling chamber of the protective gas furnace with the Filled with hydrogen-hydrogen mixture as protective gas and the goods after their treatment in the heating or soldering chamber in this protective gas atmosphere with the exclusion of air is brought to cool.

1 sheet of drawings