DE729579C

DE729579C - Verfahren zum Loeten von Kupferteilen

Info

Publication number: DE729579C
Application number: DEJ65445D
Authority: DE
Inventors: Hans Edner
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1939-08-18
Filing date: 1939-08-18
Publication date: 1942-12-22

Description

Verfahren zum Löten von Kupferteilen Es ist bekannt, Kupferteile mit Zink unter Anwendung eines Flußmittels zu löten. Eine derartige Verbindung ergibt grundsätzlich die übliche Lötverbindung, d. h. ein Schnitt durch die Lötstelle zeigt in der Mitte das Verbindungsmetall (in diesem Falle Zink), dann beiderseits anschließend eine dünne Legierungszone (in diesem Falle die verschiedenen möglichen Messingarten) und beiderseits weiterhin Grundmetall (in diesem Falle Kupfer). Das eigentliche Verbindungsmetall besteht hierbei also aus Zink, das während des Lötvorganges nur zu einem ganz geringen Bruchteil in Messing umgewandelt wird, im wesentlichen aber als unverändertes Zink erhalten bleibt. Dieses Lötverfahren, das wegen der Billigkeit des Zinks vor der üblichen Weichlötung mit teuren Zinnlegierungen den Vorteil ;großer Wirtschaftlichkeit besitzt, hat praktisch wenig Eingang gefunden. Ein Hauptgrund hierfür sind die mäßigen technologischen Eigenschaften des Zinks, die hauptsächlich auf .der hexagonalen Struktur es Zinks beruhen. Durch die geringe Dehnung des Zinks ist eine solche Lötstelle immer sehr spröde. Ein weiterer Grund für die beschränkte Brauchbarkeit des Lötens von Kupfür mit Zink ist ferner; daß in, der dünnen Legierungszone sämtliche bei der Löttemperatur existenzfähigen Messingarten entstehen, so, daß ,auch die Bildung des technologisch wertlosen und sehr unerwünschten ;,-Messings in Kauf ;genommen werden muß.
Zum Schweißen von Magnesium und seinen Legierungen ist zwar schon vorgeschlagen worden, die Schweißstücke mit einem zwischen sie gelegten Zinkblatt nach Erwärmung auf 35o bis q.5o°C unter Druck zusammenzupressen. Dieses Verfahren ist zur Verbindung von Kupferteilen nicht benutzbar, weil bei den genannten Temperaturen die durch die Erfindung erzielten Vorteile -nicht in Erscheinung treten können.
Es ist auch bekannt, zum Löten von. Kupferblechen zwischen die zu verlötenden Kupferbleche als Lot ein Blech aus Phos phorbronze zu legen. Während der Löterwärmung geht hierbei die Zwischenlage aus Phosphorbronze lediglich auf ihren beiden Außenseiten eine oberflächliche Verbindung mit den anliegenden Kupferblechen ein. Die Zwischenlage aus Phosphorbronze als solche bleibt hierbei also ebenfalls als Verbindungsbrücke zwischen den beiden Kupferblechen bestehen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Löten von Kupferteilen mittels Zinks und eines Flußmittels unter - Zusammenpressen der zu verbindenden Teile während des Lötvorganges und besteht darin, daß die zu verbindenden Stellen auf eine so hoch über der Zinkschmelztemperatur liegende Temperatur erwärmt werden, daß das Zink vollständig in die Verbindungsflächen hineindiffundiert. Hierdurch werden die eingangs genannten Nachteile der Zinklötung grundsätzlich beseitigt, und zwar aus folgenden Gründen: Durch die hohe Löttemperatur, die bis zur Verdampfungstemperatur des Lotes gesteigert werden kann, erhält das Zink eine hohe Diffusionsgeschwindigkeit, was zur Folge hat, daß eine rasche und intensive Verbindung der Metalle .an der Lötstelle eintritt. Die Durchdringung der Metalle ist dabei derart, daß unlegiertes Zink am Schluß des Lötvorganges nicht mehr vorhanden ist. Praktische Versuche haben gezeigt, daß bei dieser Arbeitsweise oft die entstandenen geringen Messingmengen auch im Schliff der Lötstelle nicht mehr nachgewiesen werden können. Es wird hierdurch also eine der Schweißung gleichwertige Verbindung geschaffen. Infolge der hohen Diffusionsgeschwindigkeit des Lotes ist ferner nur eine ganz kurze Zeit für die Ausführung der Lötung erforderlich, so daß z. B. Punktschweißmaschinen mit ihren bei Eisenblechen üblichen Arbeitsgeschwindigkeiten zum Ausführen des neuen Lötverfahrens verwendet werden können, während man bisher zur maschinellen Schmelzverbindung von Kupferteilen verwickelte und empfindliche gittergesteuerte Schweißmaschinen benötigte. Außerdem ist das neue Verfahren verhältnismäßig billig, da nur eine kurze Arbeitszeit erforderlich ist. Da .also auch nur eine kurzzeitige Erwärmung der zu verbindenden Kupferblechteile nötig ist, :ergibt sich noch der sehr bedeutende Vorteil, daß ein: Durchbrennen der Kupferbleche vermieden wird, da nicht so hohe Stromdichten erforderlich sind wie bei dem bisherigen Der Schmelzpunkt des -.Kupfers wird aber nicht erreicht, und die der Erwärmungsstelle benachbarten Stellen werden nur sehr wenig erwärmt, wodurch wieder die Entstehungsursachen der sehr schädlichen Kornvergrößerung geschweißter Kupferblechteile beseitigt werden. Die Festigkeitseigenschaften der Verbindung sind ganz wesentlich höher als bei den bisher bekannten mit Zink als Lot hergestellten Lötverbindungen.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken werden die zu verbindenden Kupferteile vor der Lötung mit einem galvanischen Überzug aus Zink von sehr geringer Stärke (z. B. o,ooo5 bis o,ooI mm) versehen. Diese dünne Lotschicht dringt bei der starken Erwärmung der zusammengepreßten Verbindungsstellen derart in die zu verbindenden Kupferteile ein, daß eine vollständige Verschmelzung der zu verbindenden Kupferteile erfolgt. Das Zink spielt in diesem Falle nur die Rolle, durch Messingbildung örtlich den Schmelzpunkt des Kupfers herabzusetzen. Dementsprechend ist auch gerade bei einem Schliffbild einer solchen Verbindung von Zink nichts mehr wahrnehmbar. Das Zink ist vielmehr mit Kupfer zu a-Messing legiert worden. Diese Tatsache, daß sich das Messing der metallographischen Beobachtung entzieht, ist nur dadurch erklärlich, daß so geringe Messingmengen, wie sie aus galvanischen Überzügen von wenigen µ entstehen, unterhalb der Beobachtungsgrenze liegen. Obwohl sie sich aber der Beobachtung entziehen, spielen sie trotzdem bei :der Ausführung der Erfindung die entscheidende Rolle.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Löten von Kupferteilen mittels Zinks und eines Flußmittels unter Zusammenpressen der zu verbindenden Teile während des Lötvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Stellen auf eine so hoch über der Zinkschmelztemperatur liegende Temperatur erwärmt werden, daß das Zink vollständig in die Verbindungsflächen hineindiffundiert. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbinden Kupferteile vor dem Löten mit einem galvanischen Überzug aus Zink von sehr geringer Stärke (z. B. o,ooo5 bis o,ooi mm) versehen werden.