DE664856C

DE664856C - Flux for gas fusion welding of aluminum bronzes

Info

Publication number: DE664856C
Application number: DES122017D
Authority: DE
Original assignee: HANS SZEPANIK DIPL ING
Current assignee: HANS SZEPANIK DIPL ING
Priority date: 1936-03-06
Filing date: 1936-03-06
Publication date: 1938-09-07

Description

Von den Sonderbronzen, die in den letzten Jahren eine wachsende Bedeutung· erlangten, verdienen die Aluminiumbronzen eine erhöhte Beachtung', vor allem in Hinsicht auf S die notwendige Umstellung der deutschen Metallwirtschaft auf einheimische Werkstoffe mit dem Ziel des Austausches der Zinnbronzen gegen Aluminiumbronzen. Die Aluminiumbronzen ähneln nicht nur in den mechanischen und chemischen Eigenschaften den Zinnbronzen, sondern übertreffen' sie in vieler Hinsicht, insbesondere in ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen und korrosiven Angriffen. Unter den technischen Aluminiunibronzen versteht man Kupferlegierungen mit Aluminiumgehalten bis 120/0.From the special bronzes that were made in the last few years Years of growing importance, the aluminum bronzes deserve an increased Attention ', especially with regard to the necessary conversion of the German metal industry on native materials with the aim of exchanging tin bronzes for aluminum bronzes. The aluminum bronzes not only resemble tin bronzes in terms of mechanical and chemical properties, but surpass them in many ways, especially in their resilience against chemical and corrosive attacks. Among the technical aluminum bronzes one understands copper alloys with aluminum contents up to 120/0.

Die Verwendung dieser Bronzen, besonders in gewalzter und gezogener Form, leidet unter ihrer schlechten Schweißbarkeit und findet vielfach dort ihre Grenzen, wo bauliche Rücksichten bedingen, daß Teile aus Aluminiumbronze geschweißt werden müssen. Das gilt besonders für den Behälter- und Gerätebau.The use of these bronzes, especially in the rolled and drawn form, suffers its poor weldability and often finds its limits where structural Considerations mean that parts made of aluminum bronze must be welded. This is especially true for container and device construction.

Ebenso wie die Leichtmetalle und Leichtmetallegierungen durch die Lösung des Problems der Schweißbarkeit erst ihre eigentliche Anwendung finden konnten, ist das gleiche auch von den AlurniniumbiOnzen zu erwarten. So wie bei Reinaluminium ist auch bei der Aluminiumbronze die Lösung der Frage in erster Linie auf dem Gebiete deir Flußmittel zu suchen. Bei beiden ist die Aufgabe der Oxydlösung die gleiche, nur mit dem Unterschied, daß bei den Aluminiumbronzen die Wir kungs temperatur des, Gemisches etwa 400⁰ C höher liegen muß. Eine Folge dieses Umstandes, die die praktische Lösung des Problems der Schweißbarkeit der Alumiiniumibronzen erheblich erschwert, ist die wesentlich größere Dicke und Zähigfceit der gebildeten Oxydhaut.Just as the light metals and light metal alloys were only able to find their actual application through the solution of the problem of weldability, the same can also be expected of the aluminum coins. As with pure aluminum, the solution to the question with aluminum bronze is primarily to be found in the field of flux. In both, the object of the Oxydlösung is the same, only with the difference that in the aluminum bronzes We temperature, the mixture must be 400 ⁰ C higher kungs of about. A consequence of this fact, which makes the practical solution of the problem of weldability of aluminum bronzes considerably more difficult, is the much greater thickness and toughness of the oxide skin formed.

Die handelsüblichen Flußmittel zum Schweißen von Kupfer, Messing und Bronze sind zum Schweißen der Aluminiumbronze vollkommen ungeeignet. Offenbar ist dies darauf zurückzuführen, daß sie hoch borhaltig sind, und die Borverbindungen nicht imstande sind, Alumniurnoxyd aufzulösen. Die Aluminiumflußmittel sind dagegen bei der Arbeitstemperatur der Aluminiumbronzeschweißung wirkungslos. Sie bestehen im allgemeinen aus Chloriden und einfachen Fluoriden oder auch schon aus komplexen Berylliumsalzen und sind auf eine Wirkungstemperatur von etwa 6oo° eingestellt. Bei der Arbeitstemperatur von 1000 bis iioo° beim Schweißen der Aluminiumbronzen sind ihre wirksamen Stoffe schon verdampft oder zersetzt. Das Schweißen kommt in diesem Falle einem unzulängliehen Puddelschweißen ohne Flußmittel gleich.The commercially available fluxes for welding copper, brass and bronze are completely unsuitable for welding the aluminum bronze. Apparently this is on it due to the fact that they have a high boron content and the boron compounds are unable to Dissolve alumni oxide. The aluminum fluxes, on the other hand, are at working temperature the aluminum bronze welding has no effect. They generally consist of chlorides and simple fluorides or else already made of complex beryllium salts and are at an effective temperature of about 6oo ° set. At the working temperature of 1000 to 100 ° when welding aluminum bronzes their active substances have already evaporated or decomposed. In this case, the welding becomes insufficient Puddle welding without flux is the same.

Alle Versuche, die Wirkungstemperatur der Aluminiumflußmittel durch vergrößerte Zusätze von hochschmelzenden Fluoriden zu erhöhen, sind fehlgeschlagen. Derartige Flußmittel erwiesen sich gleichfalls als wirkungslos, weil die Oxydlösekraft und -geschwin-All attempts to reduce the temperature of the aluminum flux by increasing the amount of additives of high melting point fluorides have failed. Such fluxes also proved to be ineffective because the oxide-dissolving power and speed

digkeit solcher Gemische zum Schweißen von Aluminiumbronzen nicht ausreichen.such mixtures for welding aluminum bronzes are not sufficient.

Es wurde nun gefunden, daß sich zum Schweißen von Aluminiumbronzen besondere gut Mischungen aus zwei und mehreren
pel- oder Mehrfachfluoriden der Grupp^ und 4 des periodischen Systems eignen, hauptsächlich aber Gemenge von Bor- und Silicofluoriden des Lithiums, Natriums undIt has now been found that mixtures of two and more are particularly good for welding aluminum bronzes
Pel- or multiple fluorides of groups 4 and 4 of the periodic table are suitable, but mainly mixtures of boron and silicon fluorides of lithium, sodium and

ίο Kaliums. Auch entsprechende Mischungen von anderen Silicofluoriden sind für den vorliegenden Zweck brauchbar, z. B. die des Calciums, Bariums, Strontiums und Berylliums. Auch Doppelfluoride anderer Gruppen des periodischen. Systems sind in besonderen Fällen als Zusätze zu Gemengen von Bor- und Silicofluoriden geeignet, z. B. WismutkaliumfLuorid und AntimorinatriumfluOrid. Den gleichen Zweck erfüllen Doppelfluoride der Leichtmetalle der Gruppe 2 des periodischen Systems gut, z. B-. die Berylliumfluoride des Lithiums, Natriums und Kaliums. Als ein gutes Flußmittel erwies sich z. B. eine Mischung von gleichen Teilen Natriumsilicofluorid, Kaliümborfluorid, Np.-triumalurnmiuimfLuorid und KaliumberylliumfLuorid. ίο potassium. Corresponding mixtures of other silicofluorides are also available for the present Purpose useful, e.g. B. those of calcium, barium, strontium and beryllium. Also double fluorides of other groups of the periodic. Systems are in particular Cases suitable as additives to mixtures of boron and silicofluorides, e.g. B. Bismuth Potassium Fluoride and antimore sodium fluoride. Double fluorides serve the same purpose the light metals of group 2 of the periodic table are good, e.g. B-. the beryllium fluorides of lithium, sodium, and potassium. A good flux turned out to be e.g. B. a mixture of equal parts of sodium silicofluoride, Potash borofluoride, Np.-triumaluminum-fluoride and potassium beryllium fluoride.

Es zeigte sich jedoch, daß in einigen Fällen der Schmelzpunkt der Flußmittelzusamtmensetzung zu niedrig lag. Es ist dann zweckmäßig, hochschmelzende und' hochsiedende Bestandteile, unter anderem Chloride, zuzusetzen. Als besonders gut geeignet erwiesen sich beispielsweise die Chloride der Alkali- und Erdalkalimetalle. Da sich die Bor- und Siliciumfluoride im allgemeinen rasch verbrauchen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man solchen Mischungen auch einfache Fluoride der Gruppen 1 bis 3 des peri- o^dischen Systems zusetzt zum Zwecke der Regelung des Oxydlösevermögens und zur Verteilung der Wirkung auf größere Flächen. Die Zusätze an einfachen Fluoriden und anderen Stoffen können bis 40 0/0 betragen.However, it was found that in some cases the melting point of the flux composition was too low. It is then appropriate to use high-melting and 'high-boiling points Add ingredients, including chlorides. Proven to be particularly suitable For example, the chlorides of the alkali and alkaline earth metals. Since the boron and If silicon fluorides generally consume rapidly, it has proven advantageous to if such mixtures also include simple fluorides of groups 1 to 3 of the peri- O ^ dischen system added for the purpose of regulating the oxide dissolving power and for Distribution of the effect over larger areas. The additives of simple fluorides and others Substances can be up to 40 0/0.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Flußmittel zum autogenen Schweißen von Aluminiumzweistoff- und Aluminiummehrstoffbronzen, welches auf einer grundsätzlich anderen Art aufgebaut werden mußte als die Flußmittel für Kupferlegierungen und Alu- 5" miniumlegierungen. Während man bei den J&tjßmitteln zum Schweißen der Leichtmertalle iHjtfo.' ,Chloriden ausgeht und Fluoride in bey |räpjktpm Maße zusetzt, hat es sich bei den «Ϊ jtfininiumbronzen erfindungsgemäß als notwenfdig erwiesen, von Mehrstofffluoridgemischen auszugehen, die gegebenenfalls durch weitere Zusätze anderer Art verbessert und den jeweiligen Sonderbedürfnissen angepaßt werden können.The invention therefore relates to a flux for autogenous welding Aluminum two-material and aluminum multi-material bronzes, which on a fundamentally different basis Kind of had to be built up as the flux for copper alloys and aluminum 5 " aluminum alloys. While one is concerned with the jets for welding light alloys iHjtfo. ' , Runs out of chlorides and fluorides in both | räpjktpm measures, the According to the invention, fininium bronzes are considered necessary proven to start from multicomponent fluoride mixtures, which may be carried out by further additives of a different kind improved and adapted to the respective special needs can be.

Es ist zwar schon bekannt, beim Schweißen hochschmelzender Metalle, wie Tantal, Niob und Wolfram, als Flußmittel Kaliumitantalfluorid zu verwenden, dem unter Umständen Kryolith -oder ein anderes Halogen.- ⁶S salz beigemischt sein kann. Wie festgestellt wurde, verhält sich aber Aluminiumbronze beim Schweißen grundsätzlich anders als die genannten Metalle. Da Tantal zur fünften Gruppe des perio-dischen Systems gehört, kommt Kaliumtantalfluorid im übrigen für Flußmittel nach, der Erfindung wohl als Zusatz, nicht aber als Hauptbestandteil in Frage.It is already known to use potassium titantalum fluoride as a flux when welding high-melting metals such as tantalum, niobium and tungsten, to which, under certain circumstances, cryolite - or another halogen - ⁶ S salt can be admixed. As has been established, however, aluminum bronze behaves fundamentally differently when welding than the metals mentioned. Since tantalum belongs to the fifth group of the periodic system, potassium tantalum fluoride is also used for flux, the invention as an additive, but not as a main component.

Claims

Patent claims:

1. Flux for fusion welding, of aluminum bronzes, characterized in that they consist of mixtures of at least two double or multiple fluorides of groups 3 and 4 of the periodic System exist.

2. Flux according to claim 1, characterized by adding double or multiple fluorides of groups 2 and S of the periodic table.

3. Flux according to claim 1 and 2, characterized in that it also high-melting simple fluorides of groups 1 to 3 of the periodic 9 <> System included.

4. Flux according to claim 1, 2 and 3, characterized in that it is used for regulation the melting point also high-melting and high-boiling substances, ζ. Β. Chlorides.