NO885590L - PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS. - Google Patents
PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS.Info
- Publication number
- NO885590L NO885590L NO88885590A NO885590A NO885590L NO 885590 L NO885590 L NO 885590L NO 88885590 A NO88885590 A NO 88885590A NO 885590 A NO885590 A NO 885590A NO 885590 L NO885590 L NO 885590L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- zinc
- elements
- aluminum
- solder
- flux
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 23
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 32
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 31
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 7
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 6
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 5
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for sammen-føyning av belagte aluminium- eller aluminiumlegeringselementer, og mer spesielt et system anvendbart for lodding av elementer i en aluminiumvarmeveksler. The present invention relates to a system for joining coated aluminum or aluminum alloy elements, and more particularly to a system applicable for soldering elements in an aluminum heat exchanger.
Oppfinnelsen er også rettet mot en varmeveksler med høy termisk ytelse og høy korrosjonsmotstand fremstilt ved lodding av belagte Al-elementer ved bruk av systemet. En metode for slaglodding av aluminiumdeler hvor delene er sammenføyd ved hjelp av en AlSi slagloddingslegering med lavere smeltepunkt anvendes i dag ved fremstilling av automotive kon-struksjonskomponenter, f.eks. inntaksrør eller varmevekslere. For å fjerne oksydfilmer fra overflatene som skal sammenføyes for å forbedre flyteegenskapene (fukting) til den smeltede loddelegeringen anvendes kloridflussmidler. The invention is also directed to a heat exchanger with high thermal performance and high corrosion resistance produced by soldering coated Al elements using the system. A method for brazing aluminum parts where the parts are joined using an AlSi brazing alloy with a lower melting point is used today in the production of automotive structural components, e.g. intake pipes or heat exchangers. To remove oxide films from the surfaces to be joined to improve the flow properties (wetting) of the molten solder alloy, chloride fluxes are used.
Kloridbaserte flussmidler (loddepasta) er både løselige i vann og hygroskopiske, og denne ulempen forårsaker korrosjon av aluminiumelementene hvis rester av flussmiddel eller dets reaksjonsprodukter ikke er fullstendig fjernet fra de slag-loddede delene. Tross flere rense- og vasketrinn er det alltid fare for at noe av loddepastaen blir sperret inne i vanskelig tilgjengelige deler av den loddede konstruksjon og forårsaker korrosjonsproblemer. Videre vil fjerning av flussmidler, f.eks. ved hjelp av varmt vann og syre, resul-tere i økning av produksjonskostnadene, særlig fordi det er nødvendig også å behandle avløpet på grunn av miljømessige krav. For å unngå de ovennenvte ulemper er det i den senere tid blitt utviklet og anvendt flere flussmidler sammensatt av vannuløselige fluoaluminatkomplekser fremstilt ved smelting og blanding av fluoridene KF og A1F3samt andre fluorid-komponenter som beskrevet f.eks. i US patent nr. 4.475.960 og 4.579.605. Disse nye flussmidler kjennetegnes ved høy ak-tivitet, de kan brukes i mindre mengder, og siden de ikke er hygroskopiske er det mulig å forenkle eller sløyfe fluss-fj erningstrinnet. Chloride-based fluxes (solder paste) are both water-soluble and hygroscopic, and this disadvantage causes corrosion of the aluminum elements if residual flux or its reaction products are not completely removed from the brazed parts. Despite several cleaning and washing steps, there is always a risk that some of the solder paste gets trapped in hard-to-reach parts of the soldered structure and causes corrosion problems. Furthermore, the removal of fluxes, e.g. using hot water and acid, result in an increase in production costs, particularly because it is also necessary to treat the effluent due to environmental requirements. In order to avoid the above-mentioned disadvantages, several fluxes composed of water-insoluble fluoaluminate complexes produced by melting and mixing the fluorides KF and A1F3 as well as other fluoride components as described e.g. have been developed and used in recent times. in US Patent Nos. 4,475,960 and 4,579,605. These new fluxes are characterized by high activity, they can be used in smaller quantities, and since they are not hygroscopic, it is possible to simplify or skip the flux removal step.
Noen av disse kompleksene er allikevel veldig kostbare, de fleste må anvendes i en atmosfære av en tørr inert gass, og alle er utviklet for å bli brukt i forbindelse med slaglodding av Al-elementer. Dette representerer høy temperatur sammenføyning, typisk slagloddingstemperatur ligger mellom 555°C og 645C, noe som i tillegg til høyt energiforbruk også innebærer nødvendigheten av en nøyaktig temperaturkontroll for å oppnå stabil produktkvalitet i og med at smeltepunktet for de anvendte slagloddlegeringer ligger nær smeltepunktet for de loddede elementer av aluminium eller aluminiumleger-inger. Some of these complexes are nevertheless very expensive, most must be used in an atmosphere of a dry inert gas, and all have been developed to be used in connection with brazing of Al elements. This represents high temperature joining, typical brazing temperature is between 555°C and 645C, which in addition to high energy consumption also implies the necessity of accurate temperature control to achieve stable product quality as the melting point of the used brazing alloys is close to the melting point of the brazed elements of aluminum or aluminum alloys.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er følgelig å fremskaffe et ikke-korroderende loddestystem som kan anvendes ved lave temperaturer for sammenføyning av belagte aluminium- eller aluminiumlegeringselementer. The purpose of the present invention is therefore to provide a non-corrosive soldering system which can be used at low temperatures for joining coated aluminum or aluminum alloy elements.
Et annet formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en loddet Al- eller Al-legeringsvarmeveksler med høy termisk ytelse og korrosjonsmotstand med lave fremstillingskostnader. Another object of the invention is to provide a brazed Al or Al alloy heat exchanger with high thermal performance and corrosion resistance with low manufacturing costs.
Overraskende, og i motsetning til det som læres i teknikkens stand, ble det konstatert at loddede sammenføyninger mellom aluminiumelementer med høy pålitelighet og korrosjonsmotstand kan oppnås ved bruk av kloridflussmidler i kombinasjon med sinkbasert loddelegering anvendt som metallbelegg på de sammenstilte aluminiumelementer, hvor det kritisk formulerte (sammensatte) flusssmidlet kombinert med sinkbasert loddemateriale metallurgisk bundet til substratene former systemet ifølge foreliggende oppfinnelse. Surprisingly, and contrary to what is taught in the state of the art, it was found that soldered joints between aluminum elements with high reliability and corrosion resistance can be achieved by using chloride fluxes in combination with zinc-based solder alloy applied as a metal coating on the assembled aluminum elements, where the critically formulated ( composite) the flux combined with zinc-based solder material metallurgically bonded to the substrates forms the system according to the present invention.
I motsetning til forventningene og publikasjoner relatert til teknikkens stand viste det seg at en vannsuspensjon av flussmiddel sammensatt av sinkklorid, ammoniumklorid og natriumfluorid anvendt på overflater av Al-elementer belagt med sinkbasert loddelegering ga en perfekt fukting av de belagte overflatene og loddeforbindelser med en ideell konfigurasjon som sikrer en pålitelig kontakt med høy termisk konduktivitet. Ingen av de utførte korrosjonstester har avdekket noen innvirkning fra flussmiddelrester eller angrep på de loddede Al-elementene. Contrary to expectations and publications related to the state of the art, it turned out that a water suspension of flux composed of zinc chloride, ammonium chloride and sodium fluoride applied to surfaces of Al elements coated with zinc-based solder alloy provided a perfect wetting of the coated surfaces and solder joints with an ideal configuration which ensures a reliable contact with high thermal conductivity. None of the corrosion tests carried out have revealed any impact from flux residues or attack on the soldered Al elements.
Foreliggende oppfinnelse, som skissert ovenfor, vil nå bli beskrevet mer detaljert i det følgende under henvisning til utførte tester, foretrukne sammensetninger av de anvendte lodde- og flussmaterialene og Figur 1, som i et tverrsnitt viser en loddet forbindelse oppnådd mellom et sinkbelagt rør og tosidig belagt kjølelamell (finstock). The present invention, as outlined above, will now be described in more detail in the following with reference to tests carried out, preferred compositions of the solder and flux materials used and Figure 1, which in a cross-section shows a soldered connection obtained between a zinc-coated pipe and two-sided coated cooling fin (finstock).
Ifølge foreliggende oppfinnelse kan de metalliske elementer, som danner varmeveksleren, f.eks. rør, topp- og sideplater laget av Al eller Al-legeringer, være belagt med sinkbasert loddelegering ved hjelp av hvilken som helst teknikk som sikrer en ordentlig metallurgisk binding mellom loddemateriale og Al-substrater. Generelt forlanges det i en slik be-leggingsprosess at den sinkbaserte legering anvendes i smeltet tilstand ved f.eks. spraying, spruting, skvetting eller neddypping som vist i US patent nr. 4.615.952. Andre teknikker kan allikevel være aktuelle, f.eks. kan den sinkbaserte legering anvendes på Al-overflaten ved hjelp av trykk (såkalt strip cladding prosess), og den endelige ønskede tykkelsen på belegget oppnås ved en etterfølgende (ned)valsing. According to the present invention, the metallic elements which form the heat exchanger, e.g. tubes, top and side plates made of Al or Al alloys, be coated with zinc-based solder alloy using any technique that ensures a proper metallurgical bond between solder and Al substrates. In general, it is required in such a coating process that the zinc-based alloy is used in a molten state, e.g. spraying, sprinkling, splashing or dipping as shown in US patent no. 4,615,952. Other techniques may still be relevant, e.g. the zinc-based alloy can be applied to the Al surface by means of pressure (so-called strip cladding process), and the final desired thickness of the coating is achieved by a subsequent (down) rolling.
Fordelaktig kan det sinkbaserte loddemateriale inneholde fra 2,0 til ca. 6,0 vektprosent aluminium, og vilkårlig, bort-sett fra naturlig forekommende urenheter, noen struktur-modererende elementer, f.eks. Ti eller Mg. Tilsetning av aluminium nedsetter smeltepunktet for loddemidlet betrakte-lig sammenlignet med rent sink, for eksempel er det eutekt-iske smeltetpunktet ved 5% Al bare 382°C. Denne sammensetning forbedrer tilsynelatende til og med den korrosjonspro-tektive virkning av rent sink på aluminiumsubstrat (anode offer effekt), forbedrer flytbarheten til det smeltede loddemateriale og forhindrer en utstrakt diffusjon av sink til aluminium og oppløsning av tynnveggede Al-elementer, noe som er viktig for de etterfølgende formingsoperasjoner. Alle de ovenfor nevnte trekk resulterer i en enklere og lettere prosesskontroll både mht. loddetemperatur og holdetid. Advantageously, the zinc-based solder material can contain from 2.0 to approx. 6.0 weight percent aluminium, and any, apart from naturally occurring impurities, some structure-moderating elements, e.g. Ti or Mg. Addition of aluminum lowers the melting point of the solder considerably compared to pure zinc, for example the eutectic melting point at 5% Al is only 382°C. This composition apparently even improves the corrosion-protective effect of pure zinc on aluminum substrate (anode sacrificial effect), improves the fluidity of the molten solder material and prevents an extensive diffusion of zinc into aluminum and dissolution of thin-walled Al elements, which is important for the subsequent forming operations. All the features mentioned above result in a simpler and easier process control both in terms of soldering temperature and holding time.
Flussmidlet ifølge oppfinnelsen kan inneholde fra 80-95% ZnCl2, fra 5 til 15% NH4Cl og i tillegg opptil 5% NaF. Den aktuelle (faktiske) sammensetning er optimalisert mht. smeltepunkt slik at flussmidlet kan anvendes over det aktuelle området av loddetemperaturer fra 380 til 430°C. Flussmidlet kan formålstjenlig fremstilles i flytende form innblandet i vann, og den resulterende suspensjon eller slurry påføres Al-elementenes overflate ved hjelp av hvilken som helst egnet metode (pensling, spruting, dypping). Mengden av det påførte flussmidlet er tilpasset den aktuelle loddeoperasjon og dens betingelser. The flux according to the invention can contain from 80-95% ZnCl2, from 5 to 15% NH4Cl and in addition up to 5% NaF. The relevant (actual) composition is optimized with respect to melting point so that the flux can be used over the relevant range of soldering temperatures from 380 to 430°C. The flux can conveniently be prepared in liquid form mixed in water, and the resulting suspension or slurry applied to the surface of the Al elements by any suitable method (brushing, spraying, dipping). The quantity of the applied flux is adapted to the relevant soldering operation and its conditions.
Eksempel 1Example 1
En serie på ti aluminiumradiatorer omfattende valsepletterte (roll clad) topp- og sideplater, belagte trukne og valsede Al-rør og valsepletterte Al-lameller var sammenstilt og loddet sammen ved hjelp systemet ifølge foreliggende oppfinnelse. A series of ten aluminum radiators comprising roll clad top and side plates, coated drawn and rolled Al tubes and roll clad Al lamellae were assembled and soldered together using the system according to the present invention.
Pletterings-/beleggsammensetning:Plating/coating composition:
5% Al, resten hovedsakelig sink.5% Al, the rest mainly zinc.
Typiske områder for de anvendte pletteringsforhold og be-leggtykkelser: Typical areas for the applied plating conditions and coating thicknesses:
topp-/sideplater: 7,5% av (vegg)tykkelse,top/side plates: 7.5% of (wall) thickness,
ca. 13 0/um pletteringslag tosidig pletterte lameller: 10/80/10, about. 13 0/um plating layer double-sided plated lamellae: 10/80/10,
ca. 10/um pletteringslag rørbelegg (coating): 20-80/um about. 10/um plating layer pipe coating (coating): 20-80/um
Variasjoner i flussmiddelsammensetning:Variations in flux composition:
vannsuspensjon (15-20%) omfattende 80-95 g ZnCl2, 4-15 g NH4C1 og fra 0-5% NaF. water suspension (15-20%) comprising 80-95 g ZnCl2, 4-15 g NH4C1 and from 0-5% NaF.
De pletterte/belagte Al-elementene ble sammenstilt og holdt fast i forhold til hverandre ved hjelp av en egnet jigg. Etter avfetting med trikloretylen var alle overflater som skulle loddes, påsprøytet den ovennevnte flusskomposisjon og overført til et tørketrinn av prosessen. De sammenstilte elementene ble etterpå satt inn i en ovn og holdt ved en temperatur på 43 0°C over en periode på 8-10 minummter, fjernet fra ovnen og bråkjølt til romtemperatur. Prosessen ble avsluttet ved en enkel vaskeoperasjon av radiatorene uten at noen spesiell rensing eller syrevasking ble utført. Mikroskopisk undersøkelse av de resulterende loddeforbindelser mellom rør og lameller, lameller og plater viser høy-kvalitetsforbindelser med minimal porøsitet og innesperrede oksyder og flussrester - se Figur 1. The plated/coated Al elements were assembled and held firmly in relation to each other by means of a suitable jig. After degreasing with trichloroethylene, all surfaces to be soldered were sprayed with the above flux composition and transferred to a drying stage of the process. The assembled elements were then placed in an oven and held at a temperature of 430°C for a period of 8-10 minutes, removed from the oven and quenched to room temperature. The process was ended by a simple washing operation of the radiators without any special cleaning or acid washing being carried out. Microscopic examination of the resulting solder connections between tubes and lamellas, lamellas and plates shows high-quality connections with minimal porosity and trapped oxides and flux residues - see Figure 1.
Figuren viser i tverrsnitt en typisk loddet forbindelse 3 mellom en sinkbelagt rørvegg 1 og tosidig plettert lamell 2. Konfigurasjon av loddeskjøten (sømmen) med lav kontaktvinkel mellom loddematerialet og de sammenføyde Al-elementene demonstrerer klart de ypperlige fuktingsforhold. Loddematerialet er dradd fra overflaten av de sammenstilte Al-elementene til sømmen ved hjelp av kapillare krefter, og bare et tynt lag av beskyttende sinkmateriale er etterlatt på Al-elementene utenfor loddesømmene. Det finnes praktisk talt ingen oppløsning av lamellmaterialet, og selv med den relativt store loddefilet (kilen) som dannes, er forekomsten av porøsitet nesten lik null. The figure shows in cross-section a typical soldered connection 3 between a zinc-coated pipe wall 1 and double-sided plated lamella 2. Configuration of the solder joint (seam) with a low contact angle between the solder material and the joined Al elements clearly demonstrates the excellent wetting conditions. The solder material is pulled from the surface of the assembled Al elements to the seam by capillary forces, and only a thin layer of protective zinc material is left on the Al elements outside the solder seams. There is practically no dissolution of the lamellar material, and even with the relatively large solder fillet (wedge) that is formed, the incidence of porosity is almost zero.
De åpenbare fordeler ved slike loddeforbindelsr er en ypper-lig varmeovergang mellom rør og lameller på grunn av stort kontaktareal og ingen porøsitet, ypperlige korrosjons- og utmatningsegenskaper i loddeforbindelsen (ingen sprekker eller innleiringer). Det resterende tynne sinklaget, som dekker alle komponentene, sikrer en effektiv beskyttelse mot hullkorrosjon på Al-elementene. The obvious advantages of such solder joints are an excellent heat transfer between tubes and fins due to a large contact area and no porosity, excellent corrosion and fatigue properties in the solder joint (no cracks or deposits). The remaining thin zinc layer, which covers all the components, ensures effective protection against pitting corrosion on the Al elements.
Radiatorene ble deretter utsatt for korrosjon saltsprøyte-test (SS DIN 50021). Etter 1.000 timers eksponering i salt fantes det ingen hull (pitting) korrosjon på Al-elementene. En supplerende fuktighetstest (KK DIN 50017) ble videre utført med radiatorene - eksponering til 100% fuktighet i 1.000 timer og ingen hullkorrosjon ble registrert på det sinkbelagte aluminium. The radiators were then subjected to a salt spray corrosion test (SS DIN 50021). After 1,000 hours of exposure in salt, there was no pitting corrosion on the Al elements. A supplementary humidity test (KK DIN 50017) was also carried out with the radiators - exposure to 100% humidity for 1,000 hours and no pitting corrosion was recorded on the zinc-coated aluminium.
Eksempel 2Example 2
En tilsvarende loddetest ble utført med den samme fluss-sammensetning og under de samme forhold som i Eksempel 1. Lameller av aluminiumlegering AA 3 003 uten belegg isteden-for valsepletterte lameller ble brukt sammen med trukne Al-rør belagt med lag fra 20-80/um bestående av 5% Al og resten sink. De resulterende loddesømmene mellom lamellene og rørene ble av liknende kvalitet som i Eksempel 1. A corresponding soldering test was carried out with the same flux composition and under the same conditions as in Example 1. Lamellas of aluminum alloy AA 3 003 without coating instead of roll-plated laminations were used together with drawn Al tubes coated with layers from 20-80/ um consisting of 5% Al and the rest zinc. The resulting solder seams between the lamellas and the tubes were of similar quality as in Example 1.
Tilsynelatende er det mulig å anvende sammenføyningssystemet ifølge oppfinnelsen på visse Al-legeringer til og med for lodding av belagte Al-elementer til Al-elementer uten (Zn) belegg. Imidlertid oppnår man ingen korrosjonsbestyttelse fra sink på Al-elementer uten belegg, og det er fare for at det forekommer rester av flussmiddel og oksyd fra lameller innleiret i loddesømmene. Det anvendte flussmiddel skal i dette tilfelle også ha det høyeste testede innhold av NaF for å forbedre fuktingen av bare Al-overflater. Apparently, it is possible to apply the joining system according to the invention to certain Al alloys even for soldering coated Al elements to Al elements without (Zn) coating. However, no corrosion protection from zinc is achieved on Al elements without a coating, and there is a risk of residues of flux and oxide from lamellae embedded in the solder joints. In this case, the flux used must also have the highest tested content of NaF to improve the wetting of only Al surfaces.
Uten å ha en fullstendig forklaring på alle de enestående og synergetiske egenskaper ved foreliggende sammenføyningssys-tem er det åpenbart den velbalansert mengde av en optimalisert fluss-sammensetning som sikrer at kloridene er utsatt for en fullstendig dekomposisjon i det smeltede sinkbaserte loddematerialet. Flussmidlet er aktivisert ved en temperatur som ligger like under smeltepunktet for loddelegeringen og fukter og penetrer det ytre sinkoksydlaget. Sink fra ZnCl2er redusert til metallisk sink og pletteres på sinkunderlag. En blanding av klorider og oksyklorider fra de andre komponentene frigjøres i den følgende gassutvikling, noe som sammen med ovennevnte pletteringsoperasjon løfter oksydlaget fra sinkoverflaten og sikrer derved at ingen rester av flussklorider er oppdaget på overflaten av de loddede elementene. Nesten samtidig smelter det metallurgisk bundne sinkloddede materialet, og takket være en optimal flusskomposisjon mht. smeltepunktet finnes det ikke tid til re-ok-sydasjon av loddematerialet. Without having a full explanation of all the unique and synergistic properties of the present joining system, it is obviously the well-balanced amount of an optimized flux composition that ensures that the chlorides are exposed to a complete decomposition in the molten zinc-based solder material. The flux is activated at a temperature just below the melting point of the solder alloy and moistens and penetrates the outer zinc oxide layer. Zinc from ZnCl2 is reduced to metallic zinc and plated on a zinc substrate. A mixture of chlorides and oxychlorides from the other components is released in the following gas evolution, which, together with the above-mentioned plating operation, lifts the oxide layer from the zinc surface and thereby ensures that no residues of flux chlorides are detected on the surface of the soldered elements. Almost at the same time, the metallurgically bonded zinc brazed material melts, and thanks to an optimal flux composition in terms of melting point, there is no time for re-oxidation of the solder material.
I fravær av oksydlag flyter loddematerialet fritt og danner loddesøm. Således er det en signifikant forskjell mellom anvendelse av kloridflussmiddel på bar aluminium og sinkbelagte Al-elementer. Et mindre aggressivt flussmateriale kan anvendes i sistnevnte tilfelle både mht. komponenter og deres konsentrasjon, f.eks. kan innholdet av NaF reduseres vesentlig og til og med muligens sløyfes når alle de sammenføyde Al-elementene er plettert eller belagt med et sinklag. Ved å bruke sinkbasert loddemateriale inneholdende opptil 6% Al sikres at bare en minimal oppløsning av tynnveggede lameller og forekomst av sprø faser finner sted i løpet av loddeprosessen. Noe aluminium fra substratene kan allikevel løses opp i loddematerialet slik at Al-innholdet i belegget kan være noe lavere enn det tilsiktede sluttnivå. In the absence of an oxide layer, the solder material flows freely and forms a solder seam. Thus, there is a significant difference between the use of chloride flux on bare aluminum and zinc-coated Al elements. A less aggressive flux material can be used in the latter case both in terms of components and their concentration, e.g. the content of NaF can be significantly reduced and even possibly eliminated when all the joined Al elements are plated or coated with a zinc layer. By using zinc-based solder material containing up to 6% Al, it is ensured that only a minimal dissolution of thin-walled lamellae and occurrence of brittle phases takes place during the soldering process. Some aluminum from the substrates can still be dissolved in the solder material so that the Al content in the coating can be somewhat lower than the intended final level.
Det er flere klare fordeler forbundet med bruk av foreliggende system for fremstilling av aluminiumvarmevekslere. Lodding er en lavtemperatur prosess - 380 til 430°C sammenlignet med den nåværende brukte slaglodding som opererer i området fra 550 til 645°C. Produksjonssyklusen er redusert til 8-10 minutter, og det trengs ingen forlenget holdetid ved topptemperaturen. Man har ingen spesielle krav til ovns-atmosfære eller behov for etterrensingstrinn som vasking med syre. Et spesielt trekk ved varmevekslere fremstilt ved lodding basert på systemet ifølge oppfinnelsen er muligheten for en lettvint reparasjon av defekte forbindelser ganske enkelt ved å bruke f.eks. blåselampe på det defekte området. There are several clear advantages associated with using the present system for the manufacture of aluminum heat exchangers. Soldering is a low temperature process - 380 to 430°C compared to the currently used brazing which operates in the range from 550 to 645°C. The production cycle is reduced to 8-10 minutes, and no extended holding time at the peak temperature is needed. There are no special requirements for the oven atmosphere or the need for post-cleaning steps such as washing with acid. A special feature of heat exchangers produced by soldering based on the system according to the invention is the possibility of an easy repair of defective connections simply by using e.g. blowtorch on the defective area.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO88885590A NO885590L (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO88885590A NO885590L (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO885590D0 NO885590D0 (en) | 1988-12-16 |
NO885590L true NO885590L (en) | 1990-06-18 |
Family
ID=19891528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO88885590A NO885590L (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO885590L (en) |
-
1988
- 1988-12-16 NO NO88885590A patent/NO885590L/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO885590D0 (en) | 1988-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2094189C1 (en) | Method of connection of zinc-coated aluminium members and heat exchanger manufactured using this method | |
US4831701A (en) | Method of making a corrosion resistant aluminum heat exchanger using a particulate flux | |
EP1067213B1 (en) | Conversion coatings on aluminium from KF solutions for flux-less brazing | |
US20070099023A1 (en) | Aluminium alloy strip for brazing | |
US4610936A (en) | Hot-dip zinc alloy coated steel products | |
JPH09500422A (en) | Aluminum / lithium filler alloy for brazing | |
CA3000882C (en) | Aluminium composite material for use in thermal flux-free joining methods and method for producing same | |
JPH0232072B2 (en) | ||
EP0973629A1 (en) | Brazing filler alloy containing calcium | |
NO885590L (en) | PUMP SYSTEM FOR ALUMINUM ELEMENTS. | |
CA3000886C (en) | Aluminum composite material for use in thermal flux-free joining methods and method for producing same | |
EP0399050A1 (en) | GASEOUS PHASE BRAZING METHOD OF Al OR Al ALLOY | |
JPS6018294A (en) | Aluminum-brazed joint | |
JPS6037292A (en) | Brazing method of aluminum and alloy thereof | |
JPS6174771A (en) | Production of aluminum heat exchanger | |
Baldantoni et al. | NOCOLOK™ sil Flux-A novel approach for brazing aluminum | |
JPS6037293A (en) | Brazing method of aluminum and alloy thereof | |
JPH0230792B2 (en) | ||
JPS61103674A (en) | Production of aluminum brazing article having excellent corrosion resistance | |
JPS61103673A (en) | Production of aluminum brazing article excellent in corrosion resistance | |
JPS61246354A (en) | Aluminum tube having many holes for heat exchanger and its manufacture | |
JPH07308795A (en) | Aluminum clad material for non-corrosive flux brazing and its brazing method | |
JPS6037294A (en) | Brazing method of aluminum and alloy thereof | |
JPS61103675A (en) | Brazing method of aluminum and its alloy | |
JPH0259039B2 (en) |