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Flußmittel zum Hartlöten von Aluminium und Aluminiumlegierungen Beim
Löten von Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet man Flußmittel aus verschieden
zusammengesetzten Gemengen von Alkali-, Erdalkali- und Erdmetallhalogeniden, die
zwar für gewöhnliche Lötungen ausreichen, aber dann. versagen,, wenn gleichzeitig
eine größere Zahl von Lötungen an einem Werkstück vorgenommen werden muß.
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Bei Verwendung der bekannten Flußmittel sind die Lote verhältnismäßig
träge und fließen nur unvollkommen in längere Nähte ein oder über größere Flächen
hinweg. Infolgedessen bilden sich unter anderem im Lot Einschlüsse des Flußmittels,
was unerwünschte Korrosion im Gefolge hat.
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Die bisher beachteten Nachteile dürften darauf zurückzuführen sein,
daß die bekannten Flußmittel bei der Löttemperatur noch ziemlich zähflüssig sind
und nur eine beschränkte oxydlösende Kraft besitzen. Das schmelzende Lot kann sich
infolgedessen nur langsam ausbreiten, bleibt stellenweise nach dem Schmelzen sitzen
und legiert sich weitgehend mit dem zu lötenden Aluminium, was ads »Fressen« bezeichnet
wird, was eine weitere Verminderung des Fließvermögens zur Folge hat.
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Man hat versucht, die Wirkung der Flußmittel durch Beimengung von
Schwermetallhalo:geniden zu verbessern., die mit dem Aluminium durch Ladungsaustausch
reagieren, wie z.. B. Zinn-, Zink-und/oder Kadmiumchlorid. Die chemische Umsetzung
zwischen diesen Flußmitteln und dem Aluminium, die dem sogenannten Reaktionslöten
zugrunde liegt, verläuft durch die Poren der
AluminiumoXydschicht
hindurch. Das unter dieser Schicht ausgeschiedene, bei der Löttemperatur flüssige
Schwermetall hebt das Oxyd vom Grundmetall ab, das Oxyd kann nunmehr leicht von
dem Flußmittel gelöst werden und bildet selbst eine Art »Gleitschicht« für das schmelzende
Lot.
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Es zeigte sich jedoch, daß derart zusammengesetzte Flußmittel nur
dann brauchbare Ergebnisse liefern, wenn sie der Lötstelle während des Lötvorganges
unaufhörlich zugeführt werden, nicht aber, wenn sie schon vor dem Löten auf die
Oberfläche der zu verlötenden Teile aufgebracht werden, wie dies z. B. bei der sogenannten
indirekten Lötung der Fall ist. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß
die Ausscheidung der Schwermetalle, namentlich die des Zinks, schon bei Temperaturen
erfolgt, die weit unter dem Schmelzpunkt mancher Lote liegen, so daß die dünneu
flüssige Schwermetallschicht schon längst oxydiert oder in das Grundmetall eindiffundiert
ist, bevor das Lot zum Schmelzen kommt. Bei sehr zahlreichen. und unter Umständen
noch unzugänglichere Lötstellen läßt sich aber das Flußmittel nicht während der
Lötung zuführen; in solchen Fällen muß es vorher auf die durch Tauche. oder durch
Erhitzen im Ofen zu lötende. Teile aufgebracht werden, wobei aus den obengenannten
Gründen Flußmittel der bekannten. Zusammensetzung versagen Es wurde nun gefunden,
daß die Reaktionstemperatur der Halogenide des Kadmiums mit dem Aluminium sich genügend
stark heraufsetzen läßt, wenn die Kadmiumhalogenide in Form vom. Anlagerungsverbindungen
mit den entsprechenden Lithiumhalogeniden, z. B, als Lithium-Kadmiumchlorid, angewendet
werden. Besonders günstig auf die Eigenschaften des Flußmittels wirkte. sich dabei
noch ein Überschuß des betref'fendenLithiumhalogenides über die der Formel 3
Cd Hal2 - q, Li Hal entsprechende Menge aus.
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Des weiteren konnte festgestellt werden., daß Anlagerungsverbindungen
zwischen Kadmium- und Lithiumchlori.d, im Gegensatz zum einfachen Kadmiumchlorid,
sich in organischen Lösungs-. mittedn mit höherer Dielektrizitätskonstante, wie
z. B. in Alkoholen, Aceton u. a., leicht lösen. Ebenso v%ird die Löslichkeit von-
Kadmiumbrömid und Kadmieunjodid in den genannten organischen Lösungsmitteln. durch.
Zugabe der entsprechenden Lithiumhalogeaide infolge der Bildung leichter löslicher
Doppelsalze weiter erhöht.
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Die. gegenüber dem einfachen Kadmiumhaloge-niden stark erhöhte Reaktionstemperatur
der Doppelverbindungen mit Aluminium und ihre leichte Löslichkeit in- organischen
Lösungsmitteln bieten die Möglichkeit, die Kadmiumhalogenide iw.d besonders das
Kadmiumchlorid in Form ihrer Lösungen in organischen Lösungsmitteln in gleichmäßiger,
dünner Schicht auf die zu verlötenden Stellen aufzubringen, ohne Gefahr zu laufen,
daß das Kadmium vorzeitig als schwammiger Niederschlag ausgeschieden wird, der sich
beim Erhitzen leicht oxydiert und die Wirksamkeit des Flußmittels in Frage stellt.
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Die an sich bekannte Anwendung von organischen Lösungsmitteln an Stelle
von Wasser wirkt sich auch dadurch günstig aus, daß es so gelingt, eine Hydrolyse
der Flußmittelsalze und eine Oxydation der Aluminiumoberfläche zu vermeiden.
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Bisher konnte man nichtwäßrige Lösungsmittel für kadmiumhalogenidhaltige
Flußmittel nicht mit Erfolg verwenden., da man einerseits die Möglichkeit ihrer
Auflösung nicht kannte, andererseits durch Aufschlämmung der Kadmiumsalze aber ihre
gleichmäßige Verteilung auf der Oberfläche nicht zu erreichen ist.
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Die weiteren Untersuchungen über dieAuflösung von Doppelverbindungen
der Kadmiumhalogenide mit Alkalihalogeniden ergaben, daß konzentrierte Lösungen
von Lithium=Kadmiumchlärid mit überschüssigem Lithiumchlorid in organischenLösungsmitteln
höherer Dielektrizitätakonstante, wie z. B. Methanol, durch einen Zusatz von Lithiumfluo-rid
in Mengen von etwa io bis 5o'/o des vorhandenen Lithiumchlorids eine schleimartige,
sehr beständige Suspension ergeben, die ihrerseits wieder als Lösungsmittel und/oder
Suspensionsmittel für weitere in dem angewendeten organischen:Lösungsmittel lösliche
und/oder unlösliche einfache und oder komplexe Halogenide der Alkali-, Erdalkali-und
Erdmetalle dienen kann.
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Man- erhält so auch von unlöslichen Salzen. sehr beständige Suspensionen
mit vorzüglichen Flußmitteleigenschaften:, die je nach ihrer Verdünnung mit einem
organischen Lösungsmittel höherer Dielektrizitätskonstante als Paste, als streichfähiger
Brei oder als zähflüssige Suspension, die durch Tauchen auf die zu lötenden Stellen
aufgebracht werden kann, verwendbar sind und infolge ihrer fettlösenden Eigenschaften
auch auf nicht entfetteten Flächen gut haften.
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Nachfolgend seien zwei Beispiele für Flußmittelzüsammensetzungen gemäß
der Erfindung wiedergegeben, durch diel jedoch keineswegs die Grenzen der Gehalte
an den einzelnen Stoffen, insbesondere ihr Mengenverhältnis und Art der günstigen
Zusätze, festgelegt sein sollen.