DE1963695A1 - Flussmittel fuer das Kapitallarloeten - Google Patents
Flussmittel fuer das KapitallarloetenInfo
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Description
. HANS WIEMUTH 4 DnSSELDORF-OBERKASSEL
TELEFON J740 J2
TELEGR. PATENTBRYDGES DQSSELDORF
POSTSCHECK KÖLN 110051 DRESDNER BANK 14-241969
COMMERZBANK 3609989
den 17. Dezember 1969
Patentanmeldung
Aktiebolaget
Svenska Metallverken
Svenska Metallverken
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.
009824/1227
Das Kapillarlöten zur Verbindung von Bauelementen aus Metall, insbesondere zum Verbinden von rohrförmigen, sich einander
mit geringem Spiel umgreifenden Bauelementen hat in der gesamten
Industriet 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
009828/1227 bad ORIGINAL
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.
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.
009828/1227
Das erfindungsgemäße Flußmittel kann aufgrund der erzielten
Lagerbeständigkeit auf die lötflachen von Bauelementen
unmittelbar nach deren Herstellung unabhängig vom späteren Lötvorgang aufgetragen werdenf 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 schmilztf durch Kapillarwirkung
ausfließt und den ganzen Raum zwischen der Hülse und den eingeschobenen Rohrenden 10 und 11 auffüllt.
009828/1227 bad ORtQiNAb
« I t t (I
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 (6)
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.
6AO OBtQiNAL
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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