DE1963695A1

DE1963695A1 - Flussmittel fuer das Kapitallarloeten

Info

Publication number: DE1963695A1
Application number: DE19691963695
Authority: DE
Inventors: Bergman Axel Herbert
Original assignee: Svenska Metallverken AB
Current assignee: Svenska Metallverken AB
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1970-07-09
Also published as: SE346486B; CH522465A; BE743425A; NO125085B; GB1277116A; NL6919301A; AT292410B; FR2026862A1

Description

. HANS WIEMUTH 4 DnSSELDORF-OBERKASSEL

PATENTANWALT DOMINIKANERSTR. 37, POSTFACH 7J8

TELEFON J740 J2

TELEGR. PATENTBRYDGES DQSSELDORF POSTSCHECK KÖLN 110051 DRESDNER BANK 14-241969 COMMERZBANK 3609989

den 17. Dezember 1969

IHRZEICHEN: MEIN ZEICHEN: 1—3841 —5/9

Patentanmeldung

Aktiebolaget
Svenska Metallverken

Väateraa/Schweden

Flußmittel für das Kapillarlöten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flußmittel für das Kapillarlöten zum Verbinden von Bauelementen aus Metall, vorzugsweise von rohrförmigen, sich einander mit geringem Spiel umgreifenden Bauelementen mit von außen zugeführtem oder vorab in das eine der zu verbindenden Bauelemente eingesetztem Lot·

üs ist bekannt, Bauelemente aus Metall, welche durch Kapillarlüten verbunden werden sollen, im Bereich der Lötfläche mit Ausnehmungen, Vertiefungen oder Uuten zu versehen, die mit dem Lot gefüllt werden. Zum Löten werden die Lötflächen zusammengebracht und in der gewünschten Lage zueinander fixiert, woran eich das Erwärmen der Bauelemente anschließt. Die für daß Löten erforderliche fflußmittelmenge wurde zugleich mit dem Löten aufgetragen.

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Das Kapillarlöten zur Verbindung von Bauelementen aus Metall, insbesondere zum Verbinden von rohrförmigen, sich einander mit geringem Spiel umgreifenden Bauelementen hat in der gesamten Industrie_t insbesondere in der Bauindustrie eine umfangreiche Anwendung gefunden· Um durch das Kapillarlöten eine gute Verbindung zu erhalten, ist es von besonderer Bedeutung, daß die geeignete Menge an Flußmittel in Form einer Schicht auf die Lötflächen aufgetragen wird» Dieses Auftragen macht es erforderlich, beim löten Behälter und Auftragsorgane für das Flußmittel bereitzuhalten und das Auftragsorgan beim löten zu handhaben, was die Arbeit schwierig macht· Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist bereits versucht worden, das Flußmittel schon bei der Herstellung des Bauelementes auf dessen Lötfläche aufzutragen. Die üblichen Flußmittel sind jedoch stark korrosiv und lassen sich nicht in Kontakt mit dem Metall des Bauelementee aufbewahren, ohne daß Korrosion auftritt und das Flußmittel verdorben wird. Es ist somit wünschenswert, ein Flußmittel zur Verfügung zu haben, weiches bei normaler !Temperatur das Metall nicht angreift, jedoch, einen großen Fließeffekt bringt, wenn das Metall erwärmt wird, und welches auf lötflächen aufgetragen werden kann unabhängig davon, mit welchem Zeitabstand davon das löten erfolgt.

Die bekannten Flußmittel zum löten bestehen in der Regel aus wasserlöslichen Salzen, beispielsweise anorganischen Halogeniden. Die nichtwasserlöslichen Flußmittel sind gewöhnlich in Harzen als Hauptbestandteil enthalten. Andere wasserlösliche Flußmittel bestehen aus Mineralsäuren, v/ie ' Salzsäure oder Phosphorsäure oder Salzen einer Säure, welche durch Hydrolyse die Säure zurückbildet. Flußmittel dieser Art sind gewöhnlich stark korrodierend. Reste dieser Flußmittel müssen daher nach dem löten sorgfältig entfernt werden. Flußmittel dagegen, welche aus Harzen ohne Aktivierungsmittel bestehen, sind gewöhnlich bei normalen Semperaturen

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nicht korrosiv. Auch die Reste des Flußmittels wirken nach dem Iiöten gewöhnlich nicht störend. Flußmittel dieser Art erbringen jedoch eine viel schlechtere Fließwirkung als die. anorganischen Flußmittel.

Es ist daher versucht worden, verschieden zusammengesetzte Flußmittel herzustellen, die meist aus einem Träger, beispielsweise einem Hare, bestehen, wobei besonders Kolophonium zur Anwendung kommt. Als Aktivierungsmittel werden Halogenwaseerstoffsalze verschiedener anorganischer Amine verwendet. Ein Beispiel solcher Flußmittel gibt die USA-Patentschrift 2 992 949 an, nach welcher ein Flußmittel verwendet wird, welches aus einem Harz als Träger und einem AktivierungBmittel besteht, das ein Halogenwasserstoff salz von einem N.N-dieubstituierten Alkanolamin ist· Die britische Patentschrift 718 264- beschreibt ein Iluflmittel, welches aue einem schützenden Lack besteht, der auf ein Metallteil mit eingebautem lot aufgetragen wird und gegebenenfalls angeblich als Flußmittel dienen soll·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein lagerfähiges Flußmittel für dae Kapillarlöten zum Verbinden von Bauelementen aus Metall, vorzugsweise von rohrförmigen, sich einander uij geringem Spiel umgreifenden Bauelementen mit von außen zu^eführtem oder vorab in das eine der zu verbindenden Bauelenente eingesetztem Lot zu schaffen, welches zum einen so £ut wie gar nicht korrosiv ist und zum anderen einen besonders guten Fließeffekt gewährleistet, eo daß es geeignet ist, auf die Lötflächen von Bauelementen schon bei deren Herütellung aufgebracht zu werden und somit beim späteren Löten sich an Ort und Stelle befindet. Damit entfällt das Aufbringen des Flußmittels unmittelbar vor oder beim Lötvorgang, so daß die eingangs genannten Schwierigkeiten entfallen. Außerdem soll es die Reibung beim Zusammenschieben von einander umgreifenden Bauc-le- -nten verrii. ?rn.

Das Flußmittel nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, _f daß es aus einer Mischung von einem mit den Verbindungs-[flächen nur unwesentlich korrodierenden Fett, vorzugsweise Lanolin, und einem hochchlorierten Kohlenwasserstoff mit

niedrigem Dampfdruck beBteht.

Hierdurch liegt ein Flußmittel vor, welches durch seinen Gehalt an hochchloriertem Kohlenwasserstoff eine besonders wirkungsvolle Fließwirkung aufweist und lange Zeit vor dem iö'tvorgang aufgetragen sein kann, ohne das Metall zu korrodieren und-ohne daß über einen langen Zeitraum eine Minderung der Fließfähigkeit auftritt.

Es unterscheidet sich in vorteilhafter V/eise von dem Flußmittel nach der vorerwähnten USA-Patentschrift 2 992'949, bei dessen Anwendung im lalle der Verbindung einander umgreifender Rohre wegen des Kolophoniums eine zu hohe Reibung verursacht würde, die dae Zusammenfügen der Rohrteile für das Kapillarlöten praktisch unmöglich macht. Das erfindungsgemäße Flußmittel hat außerdem einen bedeutend höheren Ohlorgehalt, woraus eine wesentlich bessere Fließwirkung resultiert. Auch das Fett trägt dazu bei, das Fließen zu verbessern, was zur Erzielung einer dauerhaften Verbindung von besonderer Bedeutung ist. Das Flußmittel nach der britischen Patentschrift 718 264 bringt gleichfalls eine zu hohe Reibung beim Zur a:.naenfügen, beispielsweise von umeinander greif end en Rohren mit sich, so daß es gleichfalls für diesen Anwendungsfall unbrauchbar ist.

Gemäfi weiterer Erfindung kann vorgesehen sein, daß der chlorierte Kohlenwasserstoff ein chlorierter Parafiinkοhlenwasserstoff ist, der mindestens 8 Kohlenstoffatome und einen Chlorgehalt von 10 bis 73 ffew.# aufweist und im Flußmittel in einer solchen Men^e enthalten ist, da3 der Gesantgehalt an Chlor im Flußmittel zvri.sck.en 5 bis 40 Grew.$> beträgt.

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Beispiele geeigneter Chlorverbindungen sind chlorierte Alkane, • wie Olilorderivate von Octan, Nonan, Decan, Ündecan, Dodecan, Trideoan, letradecan, Pentadeoan, Hexadecan, Heptadeoan, Octadecan, Nonadecan, Eicosan, Heneiuosan, Docoaan, Tricosan, Tetraoosan, Pentacosan, Hexaoosan, Heptacosan, Octacosan und Nonacosan. Besonders geeignet sind Heptachlordecan, Pentachlordeoan, Pentachlordodecan, Heptachlortetradeoan, Hexachlortetradecan, Heptachlorhexadecan, Nonachloreicosan, Heptachloreicosan, Hexachlordocosan, Heptachlortetracosan und Heptachlorhexacosan.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung enthält das Flußmittel 30 bis 60 G-ew.# chloriertes Paraffin, ' z.B. Heptachlordecan, und mindestens 40 Gew.i» Lanolin. Außerdem sind darin vorteilhaft -^. o,3 °/₀ Benzotriazol als Korrosionsinhibitor enthalten.

In Anwendung des Flußmittels nach der Erfindung sieht diese vor, daß das Flußmittel vor seinem Auftragen auf die Lötflächen in einem organischen, flüchtigen Lösungsmittel auf», gelöst wird. Das flüchtige Lösungsmittel verdunstet, so daß auf der Lötfläche nur die Mischung aus dem Fett, welohea das Metall nicht wesentlich korrodiert, und dem hochchlorierte.u Kohlenwasserstoff mit niedrigem Dampfdruck besteht.

Bei dieser Anwendung des Flußmittels kann als organisches flüchtiges Lösungsmittel ein chlorierter Kohlenwasserstoff, ι wie Ghloräthylen, vorzugsweise Irichloräthylen dienen· Darin wird Benzotriazol vorteilhaft in Form einer Lösung eines niedrigen Alkanols, beispielsweise Methanol oder Äthanol, eingemischt. Die fertige Lösung kann auf die vorgesehenen Lötflächen durch Aufspritzen, Eintauchen oder Aufpinseln od.dgl. aufgetragen werden. Das Lösungsmittel verdunstet in der Luft oder durch Einbringen des Bauelements in ein Vakuum oder kann auch durch Erwärmen auf mäßige Eemperatüren j? um Verdunsten gebracht werden.

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Das erfindungsgemäße Flußmittel kann aufgrund der erzielten Lagerbeständigkeit auf die lötflachen von Bauelementen unmittelbar nach deren Herstellung unabhängig vom späteren Lötvorgang aufgetragen werden_f so daß der Lötvorgang vom Auftragen des Flußmittels völlig getrennt ist.

Die Anwendung des Flußmittels ist nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei mittels einer Rohrhülse durch Löten zu verbindende Rohrenden und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform zweier durch eine Hülse durch Löten miteinander zu verbindender Rohrenden.

Die Fig. 1 zeigt zwei Rohrenden 10 und 11, von denen· das Rohrende 10 in die Hülse 12 t-3 zur Mitte, nämlich bis zur Ringrippe 17 eingeschoben ist. Das Rohrende 11 ist dagegen nur teilweise in die Hülse 12 eingeschoben. Die Ringnuten 13 in der Hülse 12,· v/elche durch Herausdrücken der Wandungsabschnitte H erzielt sind, sind jeweils mit Lot 15 ausgefüllt. Die radial nach innen gerichtete Oberfläche des Lots 15 ist jeweils, gegebenenfalls zusammen mit den benachbarten Flächenabschnitten der Hülse 12 oder, wie gezeigt, zusammen mit der ganzen Innenfläche der Hülse 12 mit einer Flußmittelschicht der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung abgedeckt, die zugleich das Einschieben der Rohrenden 10 und 11 in die Hülse 12 erleichtert. Der radiale Abstand zwischen den Rohrenden 10 und 11 und der Hülse 12, also das dazwischen befindliche Spiel, ist sehr klein, so daß das Lot 15» wenn es durch Erwärmen der Hülse 12 und der Rohrenden 10 und 11 schmilzt_f durch Kapillarwirkung ausfließt und den ganzen Raum zwischen der Hülse und den eingeschobenen Rohrenden 10 und 11 auffüllt.

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Die Hülse 12 weist auf halber Länge die bereits erwähnte Ringrippe 17 auf, welche die Eineohubwege der Rohrenden 10 und 11 begrenzt und genau festlegt·

Die Tig· 2 zeigt zwei Rohrenden 20 und 21, von denen das Rohrende 21 teilweise und das zweite Rohrende 20 ganz in die BohrhUlse 22 eingeschoben let. Die Hülse 22 ist wiederum mit einer radial nach innen geriohteten Ringrippe 23 versehen, um den Eineohubweg der Rohrenden 20 und 21 zu begrenzen und festzulegen· Wiederum ist die Hülse 22 auf der Innenseite mit einer Flußmittelschicht 24 der erörterten Zusammensetzung abgedeckt* Die figur zeigt außerdem einen Brenner 25, mit dessen Hilfe die Hülse 22 erwärmt wird, um das in Torrn der Lotatange 26 zugeführte Lot zu schmelzen·

Claims

Patentansprüche

1. Flußmittel für das Kapillarlöten zum Verbinden von Bauelementen aus Metall, vorzugsweise von -rohrförmigen, sich einander mit geringem Spiel umgreifenden Bauelementen mit von außen zugeführtem oder vorab in das eine der zu verbindenden Bauelemente eingesetztem Lot, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel aus einer Mischung von einem mit den Verbindungsflächen nur unwesentlich korrodierenden Fett, vorzugsweise Lanolin, und einem hochchlorierten Kohlenwasserstoff mit niedrigem Dampfdruck besteht.

2. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte Kohlenwasserstoff ein chlorierter Paraffinkohlenv/asser stoff ist, der mindestens 8 Kohlenstoff atome und einen Chlorgehalt von 10 bis 73 Gew.?S aufweist und im Flußmittel in einer solchen Menge enthalten ist, daß der öesamtgehalt an Chlor im Flußmittel zwischen 5 bis 40 Gew.96 beträgt.

3. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel 30 bis 60 Gew.^ chloriertes Paraffin, z.B. Heptachlordecan, und mindestens 40 Gew.# Lanolin, vorzugsweise auch —as 0,3 fd Benzotriazol als Korrosionsinhibitor enthält.

4. Anwendung des Flußmittels nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel vor seinem Auftragen auf die Lötflächen in einem organischen, flüchtigen Lösungsmittel gelöet wird.

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5. Anwendung des Flußmittels naoh einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel vor seinem Auftragen auf die lötflächen in einem chlorierten Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Trichlorethylen gelöst wird.

6. Anwendung des Flußmittels nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel auf die Lötflächen von Bauelementen unmittelbar nach deren Herstellung unabhängig vom späteren Lötvorgang aufgetragen wird.

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