NO122569B - - Google Patents

Description

Lodde-flussmiddel, særlig for lodding av aluminium og kobber.

Foreliggende oppfinnelse angår et forbedret lodde-flussmiddel særlig egnet for lodding av aluminium til kobber eller kobber til aluminium eller for lodding av andre metaller som skal omtales i den følgende beskrivelse. Det her brukte uttrykk "aluminium11 betegner aluminium av hvilken som helst kvalitet eller aluminiumlegeringer som i hovedsaken inneholder elementært aluminium, og uttrykket "kobber" betegner kobber av hvilken som helst kvalitet eller kobberlegeringer som i hovedsaken Inneholder elementært kobber.

Loddemidlet kan imidlertid også med fordel brukes for lodding av kobberlegeringer som messing, jern og stål eller liknende metaller.

Por å forbinde metalldeler ved hjelp av forskjellige kjente loddemetoder trenges ofte et flussmiddel. Dette flussmiddel har flere funksjoner. Por det første fremmer det dannelsen av en sterk forbindelse ved å hindre dannelsen av oksydhinner under opphetningen, og det tj ener også til å fjerne oksydhinner som eventuelt allerede er tilstede. Det er meget viktig at man kan hindre dannelsen av slike oksydhinner, særlig når aluminium skal loddes til aluminium eller til et annet ulikt metall, da aluminium har en naturlig affinitet for oksygen både i den faste og i den smeltede tilstand. Denne affinitet resulterer i dannelsen av en hård, hårdnakket fasthengende, ildfast ok-sydhinne på metalloverflaten som vil hindre en fukting av det underliggende metall med loddernetallet.

I tillegg til å kunne bryte opp oksydhinnen på overflaten av metallet og beskytte metalloverflaten mot reoksy-dasjon, må flussmidlet være istand til å danne et jevnt belegg med riktig tykkelse på metalldelen og også minske overflatespen-ningen av det smeltede loddemetall og derved muliggjøre en fukting, strømning og kapillaritet av loddemetallet over den behand-lede overflat e.

En annen ønsket egenskap av et lodde-flussmiddel er at det i må fjernes lett fra det faste metall ved hjelp av det flytende loddemetall uten å overlate et korroderende residuum og uten å angripe det faste metall på en annen enn overfla-disk måte. Dette er særlig viktig når metaildelen er i form av kobber- eller aluminiumkabler,, da det er meget vanskelig, hvis ikke umulig, ved hjelp av vasking å fjerne korroderende flussmiddelrester som kan være tilstede innenfor kabeltrådene. for å oppnå den ovenfor nevnté lette fjernelse, av korroderende residuer uten samtidig avsetting av flussmiddelrester, ber flussmidlet være flytende under loddetemperaturén og reagere ved en temperatur under loddemetallets likvidus-teaperatur. Forskjellige lodde-fluøamidler av salt-type har vært tidligere foreslått for å unngå disse vanskeligheter. Por eksempel har man foreslått lodde-flussmidler inneholdende sink-klorid, anmoniumklorid og et tilleggs-alkaliaetaULhalogenid eller ammoniumhalogenid annet enn klorid, enten i tørr fom eller blandet i et passende oppløshingsmiddelV Det er imidlertid fun-net at når tilleggs-alkalimetallhalogenidet eller ammoniumhalo-genidet blir tilsatt til konvensjonelt slnJc-klorid-ammoniua-klorid-flussmiddel, overlater det enten et uønsket korroderende ha-logenid-residuum på metalloverflaten, eller resulterer i en grov overflate på de loddete deler» Sistnevnte skadelige virkninger er særlig alvorlige når det gjelder lodding av kabeltråder av aluminium eller kobber. Andre ulemper forbundet med bruken av kjente lodde-flussmidler i forbindelse med kabeltråder er den dårlige korrosjonsmotstand av den loddete skjøt, hvilket kan ses av den store økning av elektrisk motstand når den loddete del utsettes for en fuktig atmosfære.

Oppfinnelsen har således som formål å tilveiebringe et forbedret flussmiddel til bruk for lodding av nevnte metalldeler.

Et annet formål er å tilveiebringe et forbedret flussmiddel i væskeform for lodding av metalltrådkabler.

Et annet formål er å tilveiebringe et lodde-flussmiddel som har god flyte-evne, danner et jevnt belegg og gir en god fluss-reaksjon, men som ikke avsetter et korroderende residuum, eller resulterer i en grov overflate på de loddete deler.

Lodde-flussmidlet ifølge oppfinnelsen består generelt av sink-klorid og ammonium-fluoborat, og ammonium-fluoborat utgjør fra 0,5 - 33 vektprosent av flussmidlet. Et fore-trukket flussmiddel består av sink-klorid og 5 - 25 vektprosent av ammoniumfluoborat. Disse flussmidler gir sterke loddete skjø-ter, oppviser gode fluss-egenskaper, avsetter ikke noen korroderende residuer, og de danner ikke grove overflater på de loddete deler. Skjønt oppfinnelsen ikke begrenses av noen teoretisk for-klaring, antas det at tilsetningen av ammonium-fluoborat til sink-klorid tilveiebringer de ovenfor nevnte ønskete egenskaper på en ikke helt forklarlig måte.

Det er også fordelaktig at ammonium-klorid inn-går i flussmidlet, Ammonium-klorid øker ytterligere på en viss måte aktiviteten av flussmidlet, forbedrer flytbarheten av loddemetallet og forårsaker dessuten at overflaten av den loddete skjøt får et skinnende metallisk utseende, og en slik skinnende overflate er ønsket for visse anvendelser. Bruken av et flussmiddel som inneholder sink-klorid, 0,5 - 25 vektprosent av ammonium-fluoborat og 0,5 - 25 vektprosent av ammonium-klorid gir gode resultater. Særlig gode resultater ble oppnådd ved å bruke et flussmiddel inneholdende sink-klorid, 0,5 - 10 vektprosent ammonium-fluoborat og 0,5 - 10 vektprosent ammonium-klorid.

Skjønt ammonium-klorid fortrinnsvis er tilstede i flussmidlet, særlig når man skal lodde aluminium- eller kobber trådkable r, kan forskjellige andre kjente tilsetninger innfø-res i flussmidlet avhengig av den anvendte særlige arbeidsmetode og de ønskete resultater. P.eks. ved varmplate-lodding er de metalldeler som skal loddes i det vesentlige i en plan stilling og er loddet i en passende vinkel til hverandre, hvilket tillater å vaske effektivt den loddete skjøt og derved å unngå dannelsen av korroderende residuer. I slike anvendelser kan istedenfor ammonium-klorid ett eller flere av følgende ytterligere tilsetnings-midler innføres i flussmidlet: metallhalogenider, ammoniumhalogenid med unntakelse av kloridet, stanno-klorid, kadmiumhaloge-nider o.s.v.

Flussmidlet ifølge oppfinnelsen kan brukes i pulver-, pasta- eller flytende form avhengig av den anvendte særlige loddemetode. For visse loddemetoder, f.eks. for dypplod-ding av metalltrådkabler, blandes flussmidlet fortrinnsvis med et bindemiddel som vil forårsake en jevn spredning av flussmidlet. Flussmidlet fremstilles helt enkelt ved å blande den ønskete mengde av hver flussmiddelbestanddel. Sa hver flussmiddelbestanddel vanligvis er i form av et fint pulver eller krystal-ler, kan dette lett oppnås ved hjelp av konvensjonelle blandere.^ Det dannete flussmiddel kan ddretter blandes med den ønskete mengde av oppløsningsmidlet. De mest fordelaktige oppløsnings-midler for flussmidlet er kortkjedete, alifatiske alkoholer, så-som metylalkohol, n-propylalkohol, isopropylalkohol og n-butyl-alkoholer. Mengden av det tilsatte oppløsningsmiddel er i hovedsaken avhengig av om flussmidlet er brukt i pasta- eller flytende form»

Flussmidlet kan anbringes ved hjelp av vanlige loddeverktøy og apparater. Flussmidlet ifølge oppfinnelsen eg-ner seg imidlertid særlig til lodding ved hjelp av den såkalte "dypploddemetode", ved hvilken det parti av metalldelen som skal skjøtes helt enkelt dyppes ned i flussmidlet som holdes i opp-løst tilstand for å belegge delen, og deretter fjernes fra fluBsmiddel-oppløsningen og neddykkes i smeltet loddemetall. En slik dypploddemetode kan brukes for å forbinde små tråder av en aluminium- eller kobber-batterikabel til en elektrisk homogen enhet, og den kan også brukes for å lodde kabelklemmer til av flere aluminium- eller kobbertråder sammensatte batteritråder. Når flussmidlet anbringes i flytende form på metalltrådkabler i en slik dypploddemetode, tilsettes vanligvis £ til 1 kg flussmiddel til 2-40 liter oppløsningsmiddel. Når kabeltrådene skal loddes til en klemme i en åpen-endet batterifane, er det ofte fordelaktig å ombøye eller på annen måte mekanisk å feste klem-mefanen til kabelen ved hjelp av et passende verktøy før flussmidlet anbringes på delene. Dette har den fordel at man kan belegge begge deler jevnt under ned-dyppingen i flussmidlet, og at man kan ned-dyppe de belagte mekanisk forbundne deler i ett trinn i smeltet loddemetall for å tilveiebringe en loddet skjøt.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Skjønt disse eksempler særlig beskriver bruken av flussmidlet ved en dypploddemetode for lodding av aluminium og kobber-kabeltråder, er det klart at oppfinnelsen kan brukes ved hvilke som helst loddeprosesser, f.eks. for flamme-lodding, varmplate-lodding o.s.v., og at den kan brukes for å lodde messing, jern, stål eller liknende metaller.

Eksempel 1

kg av et flussmiddel inneholdende 20 vektprosent ammonium-fluoborat og 80 vektprosent sink-klorid, ble opp-løst i 1,9 liter metylalkohol. Den frie ende av en isolert batterikabel bestående av 60 tråder med en diameter på 0,7 mm av aluminium med en kvalitet som var egnet for elektriske ledere og inneholdende over 99,6 # aluminium, ble innsatt i en åpen-endet klemmebøyle av kobber med en kvalitet som egnet seg for elektriske ledere. Klemmebøylen ble så bøyet rundt enden av en batterikabel, og det hele ble ned-dyppet i flussmiddel-oppløsningen. Den ned-dyppete enhet ble deretter fjernet og ned-dyppet i 10 sekunder i et smeltet loddemiddel inneholdende 35 # tinn og 65 # sink og holdt ved en temperatur på 400°C. Enheten ble deretter fjernet, og man lot den avkjøle. Den loddete aluminium-kobber-skjøt hadde en stor styrke, og det kunne ikke konstateres korroderende residuer hverken i den loddete skjøt eller i de tråder som befant seg i nærheten av den loddete skjøt. Skjøten oppviste videre en glatt, men mattert overflate med metallisk utseende og med stabile elektriske egenskaper i fuktig atmosfære.

Eksempel 2

i kg av et flussmiddel inneholdende 1,5 vektprosent ammonium-fluoborat, 4,5 vektprosent ammonium-klorid og

o

94 vektprosent sink-klorid ble oppløst i 1,9 liter metylalkohol. Hver fri ende av en isolert batterikabel med en lengde på 25 cm og bestående av 60 tråder med en diameter på 0,7 mm av aluminium med en kvalitet egnet for elektriske ledere og med et aluminium-innhold på over 99,6 ble innsatt i en åpen-endet klemmebøyle av kobber med en kvalitet som egnet seg for elektriske ledere. Klemmebøylen på hver fri ende ble deretter bøyet rundt hver ende av batterikabelen? og enheten ble dyppet ned i flussmiddel-opp-løsningen. Enheten ble deretter fjernet og neddyppet i 10 sekunder i et smeltet loddemiddel inneholdende 35 i» tinn og 65 # sink, holdt ved en temperatur på 400°C. Enheten ble deretter fjernet og kjølt. Den loddete aluminium-kobber-skjøt hadde en stor styrke, og man kunne ikke konstatere noe korroderende residuum i nærheten av den loddete skjøt. Skjøten hadde videre en glatt, skinnende overflate med metallisk utseende og stabile elektriske egenskaper i fuktig atmosfære.

Eksempel 3

0,75 kg av et flussmiddel inneholdende 10 vektprosent ammonium-fluoborat og 10 vektprosent ammonium-klorid og 80 vektprosent sink-klorid ble oppløst i 3,8 liter etylalkohol. Den fri ende av en isolert batterikabel bestående av 60 tråder av aluminium med en kvalitet som egnet seg for elektriske ledere og med en diameter på 0,5 mm ble innsatt i en klemmebøyle av kobber som ble bøyet rundt kabel-enden og ned-dyppet i flussmidlet og deretter ned-dyppet i loddemidlet som i eksempel 2. Den loddete aluminium-kobber-skjøt hadde enda samme egenskaper som skjøten oppnådd i eksempel 2.

Eksempel 4

1 kg av et flussmiddel inneholdende 4,4 vektprosent ammonium-fluoborat og 4,5 vektprosent ammonium-klorid og 91 vektprosent sink-klorid ble oppløst i 3,8 liter metylalkohol. Den fri ende av en batterikabel bestående av kobbertråder med en kvalitet som egnet seg for elektriske ledere og med en diameter på 0,6 mm ble innsatt i en klemmebøyle av kobber med åpen-endet konstruksjon, og bøylen ble bøyet rundt kabel-enden. Den bøyete enhet ble deretter ned-dyppet i flussmiddel-oppløsningen. Kabelen ble deretter fjernet og dyppet ned i 10 sekunder i et smeltet loddemiddel bestående av 40 # tinn og 60 % sink, holdt ved en temperatur på 400°C9 fjernet og kjølt. Den loddete kobber-kobber-^skjøt hadde de samme egenskaper som skjøten i eksempel 2.

Eksempel 5

Metoden i eksempel 2 ble gjentatt, unntatt at hver åpen-endet klemmebøyle bøyet rundt hver fri ende av batte-rikabelen, besto av aluminium som hadde et aluminium-innhold på over 99,0 # aluminium pluss små mengder av forurensninger, i hovedsaken jern og silicium. Den loddete aluminium-aluminium-skjøt hadde de samme egenskaper som i eksempel 2.

Den elektriske motstand mellom de loddete aluminium-kobber-skjøt er og mellom de loddete aluminium-aluminium-skjøter dannet i eksempel 2 og 5t ble målt. De loddete artikler i eksempel 2 og 5 ble deretter utsatt for en atmosfære med 100 JÉ relativ fuktighet ved en temperatur på 51,6°C i 51 dager. Ved slutten av denne tid ble den elektriske motstand av de loddete artikler målt og resultatene er angitt i den følgende tabell.

Prosenten av motstandsforandringen ligger innenfor de grenser som er fastsatt av batterifabrikanter.

Claims (5)

1. Lodde-flussmiddel inneholdende sinkklorid og et fluoborat, for lodding av aluminium, kobber, messing, jern og stål eller lig-nende metaller, karakterisert ved at det består av 0,5-33 vektprosent ammoniumfluoborat, eventuelt 0,5-25 vektprosent ammoniumklorid mens resten består av sinkklorid.

2. Flussmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at innholdet av ammoniumfluoborat er 5-25 vektprosent.

3. Flussmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at innholdet av ammoniumfluoborat er 0,5-25 vektprosent og innholdet av ammoniumklorid 0,5-25 vektprosent.

4. Flussmiddel som angitt i krav 3, karakterisert ved at innholdet av ammoniumfluoborat er 0,5-10 vektprosent og innholdet av ammoniumklorid 0,5-10 vektprosent.

5. Flussmiddel som angitt i krav 4, karakterisert ved at innholdet av ammoniumfluoborat er 1-5 vektprosent og innholdet av ammoniumklorid 1-5 vektprosent.