DE836589C

DE836589C - Soldering process

Info

Publication number: DE836589C
Application number: DER4730A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Gagel
Original assignee: RAU FA G
Current assignee: RAU FA G
Priority date: 1950-11-03
Filing date: 1950-11-03
Publication date: 1952-04-15

Description

Lötverfahren Zurti Löten werden in der Technik im allgemeinen Lote. verwetwlet, die durch Zusammenschmelzen verschiedener tief- und hochschmelzender Metalle erzeugt und zu Draht, Blech oder grober bzw. feiner Pulverform verarbeitet werden. Die Lötstelle wird finit diesem I_ot feststehender Zusammensetzung und definierten Schmelzpunktes versehen und dieses Lot in der Lötfuge zum Schmelzen gebracht. Man hat auch schon versucht, aus zwei oder mehreren Bestandteilen in Pulverform ein einheitlich schmelzendes Lot neuer Zusammensetzung beim Lötvorgang selbst zu erschmelzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche mehr oder minder einheitlich schmelzende und einheitlich erstarrende Lote nic'lit allen Ansprüchen der Technik genügen. So liegt ein technisches Bedürfnis vor, bei möglichst niedrigen Temperaturen Lötungen vorzunehmen, während andererseits diese Lötungen möglichst hohe Temperaturen aushalten müssen.Soldering process Zurti soldering is generally soldered in the art. Verwetwlet, which is created by melting together various low and high melting Metals produced and processed into wire, sheet metal or coarse or fine powder form will. The solder joint is finite with this I_ot of fixed composition and defined Provided melting point and this solder brought to melt in the solder joint. Man has also tried powdered one from two or more ingredients to melt uniformly melting solder of a new composition during the soldering process itself. However, it has been shown that such more or less uniformly melting and uniformly solidifying solders do not meet all technical requirements. So there is a technical need to solder at the lowest possible temperatures undertake, while on the other hand these solderings withstand the highest possible temperatures have to.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den zu verlötenden Gegenständen ein niedrig schmelzendes Vorlot zum Schmelzen gebracht wird, und zwar in Gegenwart von höher schmelzenden Metallen oder Legierungen. Beim Erhitzen auf die Schmelztemperatur des Vorlotes finden von den Randzonen des (höher schmelzenden Metalls bzw. der höher schmelzenden Legierung ausgehend Reaktionen in flüssiger oder fester Phase statt, wodurch sich mit zunehmender Dauer der Erhitzung das endgültige Lot bildet, welches höher schmilzt und zäher ist als das Vorlot. Die Lötfuge bekommt dadurch eine höhere Zähigkeit bei Raumtemperatur und namentlich bei erhöhter Temperatur im Gegensatz z. B. zur Verwendung bisher bekannter leichtschmelzender Lote. Nach ausreichender Wärmebehandlung sind erheblich höhere Temperaturen zur Trennung der Lötnaht erforderlich, als sie der ursprünglichen Löttemperatur entsprechen.According to the invention the object is achieved in that between the objects to be soldered a low-melting pre-solder brought to melt in the presence of higher melting metals or alloys. At the Heating to the melting temperature of the pre-solder takes place from the edge zones of the (higher Melting metal or the higher melting alloy based on reactions in the liquid or solid phase, which increases with the duration of the heating the final solder forms, which melts higher and is tougher than the pre-solder. This gives the solder joint a higher toughness at room temperature and specifically at elevated temperature in contrast z. B. for use previously known easy melting Plumb bobs. After sufficient heat treatment, considerably higher temperatures are possible Separation of the solder seam required than it corresponds to the original soldering temperature.

Das nachfolgende Beispiel mag zur Erläuterung dieses Vorgangs dienen.The following example may serve to explain this process.

Wenn nach den jetzt benutzten bekannten Lötverfahren eine Platte aus einer hochschmelzenden Legierung oder aus Legierungsgemischen auf eine Stahlunterlage gelötet wird, so hatte bisher das Lot, mag es nun bei niedriger oder höherer Temperatur schmelzen, nach dem Schmelzen praktisch dieselbe Zusammensetzung wie während des Schmelzvorgangs und einen Schmelzpunkt, der unabhängig davon ist, wie oft das einmal geschmolzene Lot wieder erhitzt wurde.If, according to the known soldering process now used, a plate is made a refractory alloy or alloy mixtures on a steel base is soldered, so the solder used to be, it now likes it at a lower or higher temperature melt, after melting practically the same composition as during the Melting process and a melting point that is independent of how often it is molten solder was reheated.

Bei dem neuen Lötverfahren wird zuerst ein Vorlot zum Schmelzen gebracht, das aus Pulvern verschiedener Metalle oder Legierungen oder auch aus den zu lötenden Metallgegenständen selbst durch den Schmelzvorgang erzeugt werden .kann oder schon in der legierungsartigen Zusammensetzung des Vorlotes als Blech, Pulver od. dgl. zum Schmelzen gebracht wird. So kann dieses Vorlot, das z. B. aus Zink-, Kadmium- oder Zinn-Kupfer-Legierungen, insbesondere einer gepulverten Legierung aus 30% Zink, 40% Kadmium, 30% Kupfer, die mit Silberpulver vorzugsweise in Körnerform gemischt ist, besteht, schon bei tiefen Temperaturen erschmolzen werden, da selbst die hochschmelzenden Silberkörner sich leicht in den hochkadrnium'haltigen Schmelzen bei niederer Temperatur lösen. Fügt man nun zu diesem beispielsweise Silber, Kupfer, Kadmium, Zink oder Zinn enthaltenden Vorlot weitere Mengen von Kupfer, Messing oder anderen hochschmelzenden Metallen oder Legierungen hinzu, so lösen die höher schmelzenden Legierungen sich nur langsam von den Randzonen her in dem Vorlot, ohne aber ganz zu schmelzen. Durch weitere Diffusionsglwhung wird die Einformung des oder der Zusatzmetalle verstärkt, wodurch die Lötnaht einen erheblichen Zuwachs an Zähigkeit bekommt.With the new soldering process, a pre-solder is first melted, that from powders of different metals or alloys or from those to be soldered Metal objects themselves are created by the melting process .can or already in the alloy-like composition of the pre-solder as sheet metal, powder or the like. is brought to melt. So this pre-solder, which z. B. made of zinc, cadmium or tin-copper alloys, especially a powdered alloy made of 30% zinc, 40% cadmium, 30% copper, mixed with silver powder, preferably in granular form is, exists, can be melted at low temperatures, since even the high-melting ones Silver grains can easily be found in the high-cadmium-containing melts at low temperatures to solve. If you add silver, copper, cadmium, zinc or, for example, to this Pre-solder containing tin additional amounts of copper, brass or other high-melting points If metals or alloys are added, the higher-melting alloys dissolve only slowly from the edge zones in the pre-solder, but without completely melting. By further diffusion heat intensifies the formation of the additional metal (s), whereby the solder seam gets a considerable increase in toughness.

Das oder die höher schmelzenden Zusatzmetalle bzw. Legierungen können in verschiedener Form in die Lötnaht eingebracht werden. Ein Weg ist beispielsweise der, daß man mit dem in körniger Form vorliegenden Vorlot Körner dieses höher schmelzenden Metalls mischt und dann lötet und diese Mischung so weit erhitzt, daß zwar das Vorlot vollständig schmilzt, die Körner des höher schmelzenden Metalls aber nur von den Randzonen her angeschmolzen werden. Ein anderer Weg besteht darin, daß man eines oder beide der zu verlötenden Metalle, z. B. eine Platte aus Hartmetall und einen Träger aus Werkzeugstahl, an den zu verlötenden Flächen vor dem Lötvorgang mit dem höher schmelzenden Metall oder der höher schmelzenden Metallegierung nach bekannten Verfahren plattiert.The additional metal or alloys with a higher melting point can can be introduced into the solder seam in various forms. One way is for example the fact that with the pre-solder present in granular form, grains of this higher melting point Metal mixes and then soldered and heated this mixture so far that although the pre-solder completely melts, the grains of the higher melting metal but only from the Edge zones are melted on. Another way is to have one or both of the metals to be soldered, e.g. B. a plate made of hard metal and one Carrier made of tool steel, on the surfaces to be soldered before the soldering process with the higher melting metal or the higher melting metal alloy according to known Process plated.

Eine weitere Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß man ein Gewebe aus dieser höher schmelzenden Metallegierung zwischen die zu verlötenden Platten legt und seine Zwischenräume mit dem Vorlot ausfüllt und schließlich wieder nur so weit erhitzt, d'aß das Gewebe von den Randzonen aus geschmolzen wird.Another possibility is that you have a fabric from this higher melting metal alloy between the plates to be soldered and fills the spaces in between with the pre-plumb bob and finally only so far again heated so that the tissue is melted from the edge zones.

Als zweckmäßig hat sich weiter erwiesen, diese Gewebe aus einem Manteldraht mit einem besonderen hochschmelzenden Metallkern zu fertigen. In diesem Fall wird nur der Mantel des Manteldrahtes ganz oder teilweise von dem schmelzenden Vorlot aufgelöst, während andererseits das hochschmelzende Kernmaterial als Gitter zurückbleibt. Der Vorteil dieser Anordnung ist zu vergleichen mit der Verwendung eines Eisengeflechtes im Beton.This fabric made from a sheathed wire has also proven to be useful to manufacture with a special high-melting metal core. In this case it will only the sheath of the clad wire wholly or partially from the melting pre-solder dissolved, while on the other hand the refractory core material remains as a grid. The advantage of this arrangement can be compared with the use of an iron mesh in concrete.

Besonders günstig ist es, als Kernmaterial des Manteldrahtes eine Legierung zu verwenden, deren Ausdehnungskoeffizient zwischen denjenigen der beiden zu verlötenden Werkstoffe liegt. An Stelle des Gewebes aus Manteldraht können auch: plattierte Körner ähnlicher Zusammensetzung verwendet werden.It is particularly favorable to use one as the core material of the clad wire To use alloy whose coefficient of expansion is between that of the two materials to be soldered lies. Instead of the fabric made of sheathed wire, you can also: plated grains of similar composition can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure. for soldering metallic workpieces, characterized in that a low-melting pre-solder between the objects to be soldered is heated to the melting temperature of the pre-solder in the presence of higher-melting metals or alloys.

2. The method according to claim i, characterized in that that a mixture of a powder of a pre-solder and a powder of a metal or an alloy with a higher melting point is used, which at the soldering temperature enter into an alloy formation.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that a powdered alloy of 30% zinc, 40% cadmium, 30% copper, and silver powder, preferably in granular form, is used as the metal with a higher melting point will.

4. The method according to claim i, characterized in that the higher melting point Metal or higher melting alloy is a material used that deals with not or only partially alloyed with the pre-solder at the soldering temperature.

5. Procedure according to one of the preceding claims, characterized in that the The parts to be soldered are either part of the pre-solder or the `higher melting point Contain or consist of metal or both.

6. Procedure according to one of the Claims i to 4, characterized in that the higher melting 'metal or the higher melting alloy in the form of a coating on the objects to be soldered is used.

7. The method according to any one of claims i to 4, characterized in that that the higher melting metal or the higher melting alloy in the form of Grains is used, which are covered with a coating from the pre-solder. B. Method according to one of Claims i to 4, characterized in that the higher melting metal or the higher melting point Alloy in shape a wire mesh is used, the wires with a coating of the pre-solder are coated. cg. Method according to one of the preceding claims, characterized in that that as a higher painful metal or higher melting alloy a material is used, whose coefficient of expansion is between that of those to be soldered together Objects lies.