DE697405C - Loetmittel - Google Patents
LoetmittelInfo
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- DE697405C DE697405C DE1939K0153372 DEK0153372D DE697405C DE 697405 C DE697405 C DE 697405C DE 1939K0153372 DE1939K0153372 DE 1939K0153372 DE K0153372 D DEK0153372 D DE K0153372D DE 697405 C DE697405 C DE 697405C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
- B23K35/3615—N-compounds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lötmittel.
An ein Lötmittel werden die verschiedenartigsten Anforderungen gestellt.
Voraussetzung für eine einwandfreie. Lötung ist erstens, daß das Lötmittel die Oxydhaut
entfernt, welche die Metalle bedeckt und die eine dauerhafte Verbindung zwischen
den zu lötenden Metallteilen und dem Verbindungslot verhindern würde.
Zweitens muß das Lötmittel so beschaffen sein, daß nach Ablauf des Lötvorganges möglichst keine Spur des Lötmittels an der Lötstelle zurückbleibt, um die Möglichkeit elektrolytischer Zersetzungen auszuschalten und damit dem Zerfall der Lötstelle vorzubeugen.
Zweitens muß das Lötmittel so beschaffen sein, daß nach Ablauf des Lötvorganges möglichst keine Spur des Lötmittels an der Lötstelle zurückbleibt, um die Möglichkeit elektrolytischer Zersetzungen auszuschalten und damit dem Zerfall der Lötstelle vorzubeugen.
Ein gutes Lötmittel soll drittens beim Lötvorgang keinerlei gesundheitsschädliche
Dämpfe entwickeln, eine Eigenschaft, die besonders bei Massenlötungen in geschlossenen
Räumen von Wichtigkeit ist.
Und viertens ist es wünschenswert, daß das Lötmittel möglichst; für alle, zum mindesten
aber für die Mehrzahl der üblichen Gebrauchsmetalle verwendet werden kann.
Es sind nun bereits eine große Anzahl von verschiedenen Lötmitteln in Vorschlag gebracht
worden, die aber die oben angeführten Anforderungen in ihrer Gesamtheit mehr oder
weniger nicht erfüllen. Gerade die viel benutzten Lötmittel, wie Salzsäure, Ammoniumchlorid,
Chlorzink usw., sind für empfindliche Lötungen nicht verwendbar, da es sich insbesondere,
selbst bei sorgsamster Ausführung der Lötarbeit nicht vermeiden lallt, daß
Reste des Lötmittels an der Lötstelle verbleiben oder sich aus den beim Lötvorgang
entstandenen Verbindungen zurückbilden und so Anlaß zu Korrosionserscheinungen geben.
Man hat nun zur Vermeidung dieses Nachteils bereits Lötmittel in Vorschlag gebracht,
die als Bestandteil neben Kolophonium eine organische Base oder deren Halogenhydrat
enthalten. Die in diesen Vorschlägen genannten Verbindungen (Triäthylamin, ToIu-
idinchlorhydrat) sind nun aber nicht'für alle
Metalle zu verwenden, da sie beispielsweise nicht für die in der Neuzeit so besonders
wichtige Lötung von Aluminium und Aluminiumlegierungen
brauchbar sind.
I£s ist für Aluminium auch ein Lötmittel bekanntgeworden, das aus einem Halogeniiydrat
oder einem halogenhaltigen Komplexsalz einer wasserstoffreichen organischen
ίο- Aminbase gebildet wird, d.h. also einer Base, die aus mit organischen Resten substituiertem
Ammoniak besteht. Diese Lötmittel konnten aber nicht zur Lötung von Aluminiumlegierungen
mit hohen Magnesiumgehalten veris wendet werden.
Die genannten, als Lötmittel bereits vorgeschlagenen Basen verflüchtigen sich allerdings
bei der üblichen Löthitze vollständig oder \rerbrennen, so daß die Lötstelle nach dem in
ίο vorschriftsmäßiger Weise vorgenommenen
Lötvorgang keine Rückstände des Lötmittels mehr aufweist, die zu Korrosionen führen
könnten. Da es sich aber bei den genannten Verbindungen um exotherme Körper handelt,
d.h. also um solche, die zu ihrer Verbrennung oder ihrem "Zerfall Zuführung von Wärme
benötigen, so können doch unzersetzte Anteile auf der Lötstelle verbleiben, wenn die Wärmezufuhr
zu früh unterbrochen wird, d.h. also beispielsweise' wenn der Lötvorgang nicht
"' ganz vorschriftsmäßig vorgenommen wurde.
Es wurde nun gefunden, daß die Tetrazene
oder ihre symmetrischen oder asymmetrischen organischen Abkömmlinge jind die Derivate
dieser \rerbinduhgen, z. B. alkylierte, arylierte,
acylierte Tetrazene, oder die Verbindungen dieser Stoffe mit Säuren, insbesondere mit
Halogenwasserstoffsäuren, als Lötmittel alle die am Anfang der Beschreibung genannten
Forderungen erfüllen, d.h. also, die neuen Lötmittel haben eine ganz hervorragende
Beizwirkung, verflüchtigen sich beim Lötvorgang völlig, entwickeln keine gesundheitsschädlichen
Dämpfe und sind, insbesondere in der Form der Verbindung mit Halogenwasserstoffsäuren,
für die Mehrzahl der üblichen Gebrauchsmetalle, Aluminium und dessen Legierungen eingeschlossen, verwendbar.
Ein einfaches organisch symmetrisch substituiertes Tetrazen ist das Tetramethyltetrazen
von folgender Strukturformel:
CH;
CH3
3 ν χ
>Ν—-N -Ν — NC
CH3
CIL
Ganz besonders, ist nun bei den neuen Löt-
mitteln hervorzuheben, daß auch bei nicht
fio ganz einwandfreiem Löten keinerlei Reste
von ihnen auf der Lötstelle zurückbleiben.
Diese Eigenschaft beruht darauf, daß die Tetrazene endotherm sind, was bedeutet, daß
sie unter Freimachung von Energie zerfallen. Praktisch bedingt diese Eigenschaft, daß der
einmal eingeleitete Zerfallvorgang des Moleküls nicht mehr abgestoppt werden kann,
sondern sich von selbst bis zur völligen Zersetzung des Basenmoleküls in seine
Elementarbausteine fortsetzt. Dieser Zerfall der Tetrazene unter Energiefreimachung ist
teilweise so erheblich, daß es für manche Zwecke, so z. B. bei Lötung von Nickelblechen,
zweckmäßig erscheint, den Zerfall * durch hinreichende Verdünnung des Lötmittels
abzuschwächen. Für Aluminiumlötungen ganz besonders hat sich der plötzliche Zerfall
und die damit verbundene erhöhte Beizwirkung bewährt, weil im Vergleich zu den bisher hierzu verwendeten Komplexsalzen
wasserstoffreicher organischer Aminbasen die Lötung bei niedriger Temperatur einsetzt.
Was nun die allen bekannten Lötmitteln
weit überlegene Beizwirkung der neuen Lötmittel anlangt, so genügt zum Beispiel etwa
Vio derjenigen Menge, die z.B. bei Anwendung von Chlorammonium zur Erzielung
einer bestimmten Beizwirkung erforderlich ist. Es ist offensichtlich, daß mit einer so
erheblich geringeren LÖtmittelmenge auch go eine erheblich geringere Menge gebundener
Salzsäure an die Lötstelle gebracht wird, so daß auch schon aus diesem Grunde die Gefahr
einer späteren Korrosion durch Zurückbleiben von Lötmittelresten verringert wird.
Wie bereits erwähnt, ist die \rerwendung
der neuen Lötmittel im Hinblick auf Gesundheitsschädigungen der mit dem Mittel arbeitenden
Personen völlig unbedenklich. Die aus den Basen beim Lötvorgang entstehenden
Zerfallstoffe sind unschädlich. Das gegebenenfalls in ihnen gebundene Chlor wird als
Chlorwasserstoff frei. Da aber die für eine Lötung benötigte Menge der neuen Lötmittel
an und für sich schon gering ist, wird die noch erheblich geringere Menge Chlor für
die Beizung restlos beansprucht. Man kann also mit diesen Lötmitteln unbedenklich
Massenlötungen selbst in geschlossenen Räumen vornehmen, no
Hinsichtlich der allgemeinen Verwendbarkeit der neuen Lötmittel ist zu bemerken,
daß, wie Versuche ergeben haben, völlig einwandfreie Lötungen bei folgenden :Metällen
und Metallegierungen vorgenommen werden konnten: Kupfer, Messing, Rotguß, Bronze,
Eisen, Nickel, Aluminium und Aluminiumlegierungen. Selbst hochniagnesiumhaltige
Aluminiumlegierungen werden unter Berücksichtigung gewisser Merkmale durch die »20
neuen Lötmittel einwandfrei \-erlötct, was
durch die bekannten Alittel nicht möglich ist.
Die erfindungsgemäß als Lötmittel verwendeten Tetrazene können in der verschiedenartigsten
Form zur Anwendung gebracht werden. Naturgemäß können auch Mischungen
von verschiedenen Tetrazenbasen oder Verbindungen dieser Basen verwendet werden.
Es macht keinen Unterschied, ob die Basen bei mehreren organischen Resten symmetrisch
.oder asymmetrisch substituiert sind, in Da die freien Basen selbst zum größten
Teil sehr flüchtig sind, müssen sie, sofern sie als freie Basen verwendet werden sollen, in
Mischung mit Kolophonium angewandt werden.
Als geeignete Beispiele seien genannt: Tetranu'thyltetrazen,
Tetraätliyltetrazen, Bis-pentamethylcntetrazen."
Die Mischung enthält .zweckmäßig jeweils C) °/o der Base. Löttemperatur ist etwa 350°.
Ks werden einwandfreie Lötungen bei Kupfer, Messing, Bronze, Rotguß und Nickel erzielt.
Für Aluminiumlötungen zeigen sich die freien Basen in Mischung mit Kolophonium weniger geeignet.
Als besonders zweckmäßig haben sich die Halogenhydrate der Tetrazene erwiesen, d. h.
i'hlorhyclrate, Bromhydrate, Jodhydrate oder Fhiorhydrate.
Für Kupfer-, Messing-, Eisen-, Nickel- und Bronzelötungen lassen sich die eben genannten'Stoffe
ohne jegliche Verdünnung anwenden, und man braucht in solchen Fällen nur ganz geringe Mengen. Wirtschaftlicher
ist ihre Anwendung allerdings in einer KoIophnnium- oder Fettlösung. Es genügen für
alle Zwecke i- bis 3 °/oige Lösungen, die sich
sehr leicht durch Erwärmen des Kolophoniums oder des Fettes bis zum Schmelzpunkt
und Einrühren der abgewogenen Mengen der betreffenden Tetrazenbasen oder deren Verbindungen
herstellen lassen. Als Lötmittel .sind alle gebräuchlichen Weichlotlegierungcn
verwendbar.
Für das Löten \ron Aluminium und seinen
Legierungen, insbesondere bei magnesiumhaltigen Legierungen, verwendet man die Tctrazenhalogenhydrate zweckmäßig in Form
eines Reaktionslotes an, bei welchem sich das zur Verbindung erforderliche Lotmetall aus
Sn dem Rcaktionslot während des Lötvorganges
selbst abscheidet. Ein solches Reaktionslot kann z. B. zusammengestellt werden aus
Ki? Teilen Chlorzinn entwässert, 14,5 Teilen
Chlorzink entwässert und 15 bis 20 Teilen 'IVtrametliyltetrazenchlorhydrat.
Aber auch andere Verbindungen von Telrazenbasen
mit Säuren haben sich für das Löten mit Ausnahme von Aluminium und
seinen Legierungen als geeignet erwiesen, wie
fin beispielsweise das Tetramethyltetrazenphospiuit,
das zweckmäßig auch in Mischung mit Kolophonium (6 °/o der Base) Verwendung findet.
Die Tetrazenbasen können aber auch vorteilhaft in der Form einer Komplexverbindung
verwendet werden, die durch die Verbindung eines Halogenhydrates einer Tetrazenbase
mit einem Halogenid des vierwertigen Zinns entsteht.
Ein solches Lötmittel hat gegenüber den einfachen Halogenhydraten der Tetrazene
den großen Vorzug der außerordentlichen Beständigkeit gegen Luftfeuchtigkeit, da das
Halogen bei diesen Verbindungen nicht als Halogenion, welches beispielsweise das Zink
des Lötstaubes zu Zinkhalogenid zersetzt, abgespalten wird, sondern in Form des sich
gegenüber dem Metallstaub, beispielsweise einer Aluminiumweichlötpaste, unwirksam
verhaltenden Ions einer Halogenzinnsäure.
Als Komponenten der Komplexsalzbildung kommen alle Halogenhydrate, also die Chlor-,
Bronn, Jod- und Fluorhydrate der Tetrezenbasen sowie alle vier Stannihalogenide (Zinn-4-chlorid,
-bromid, -jodid, -fluorid) in Frage. Es kann also beispielsweise ein Tetrazenbasenbromhydrat
mit Stannibromid zu dem Basensalz der Bromzinnsäure, d. h. zu einem Bromostannat,
oder auch mit Stannichlorid, -jodid oder -fluorid zusammentreten, wodurch Komplexsalze von gemischten Halogenzinnsäuren
entstehen, also ein Basendibromotetrachlorostannat oder ein Basendibromotetrajodostannat
usw.
Die Komplexsalzbildung kann durch folgende Formel veranschaulicht werden:
[(X)2 N-N = N - N(X)J2 SnY4Z2
wobei X ein beliebiger organischer Rest ist '00
und Y und Z beliebige Halogenatome bedeuten. Y und Z können auch das gleiche Halogenatom sein.
Die obenerwähnten Komplexsalze wirken außerordentlich stark lösend, insbesondere
auf Aluminiumoxyd ein. Das in ihnen enthaltene Zinn scheiden sie während des Lötvorganges
ab und bilden auf dem blanken Aluminium verzinnte Flächen aus.
Weiterhin wurde festgestellt, daß, wenn man eines der genannten Komplexsalze mit
wasserfreiem Zinn-2-halogenid, insbesondere Zinnchlorür, und Zinkhalogenid, insbesondere
Chlorzink, mischt, man ein ganz besonderes gutes Lötmittel für die Lötung von Aluminiumlegierungeu
mit hohen Magnesiumgehalten erhält.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung scheidet sich, nachdem das Komplexsalz
die Oxydhäute abgelöst hat, durch Wechselwirkung mit dem Aluminium eine Legierung von Zinn und Zink aus, welche die
(597
Lötverbindung herstellt. Das bei der Umsetzung entstehende Aluminium- und Magnesiumhalogenid
wird dabei von unzersetztem Komplexsalz aufgenommen und verflüchtigt
sich restlos.
Es bleiben also keine aluminium- und magnesiumhalogenidhältigen
Schlacken an der Lötstelle zurück, so daß eine Korrosion durch solche Salzreste ausgeschlossen ist. Das
ίο Magnesiumhalogenid, insbesondere -chlorid,
hemmt also bei dem erfmdungsgemäßen Lötmittel wie bei den bekannten Lötmischungen
in Form einer festen Ausscheidung nicht mehr den Lötvorgang und verhindert nicht
die Diffusion des gebildeten Lötmetalls in
die Oberfläche der Legierung.
Die erfindungsgemäße Mischung, die wasserempfindliche
Salze, wie Zinnchlorür und Chlorzink, enthalten kann, kann - in solchem
Falle gegen die Einflüsse der Luftfeuchtigkeit dadurch geschützt werden, daß man die
Mischung mit einem wasserabstoßenden organischen öl, wie Paraffinöl, mit Vaseline
o. dgl. anreibt.
as Die Mischungsverhältnisse zwischen Zinkhalogenid
und -Zinn-2-halogenid können in
• weiten Grenzen verändert werden, ohne die Wirksamkeit des Lötmittels zu beeinträchtigen.
Als besonders günstig ist ein solches Mischungsverhältnis von Zinksalz zu Zinnsalz,
daß sich beim Lötvorgange die eutektische Zinn-Zink-Legierung mit dem niedrigsten
Schmelzpunkt (91 Teile Zinn und 9 Teile Zink) ausscheidet.
Das erfindungsgemäße Lötmittel lötet ohne die geringsten Schwierigkeiten selbst' Aluminiumlegierungen
mit verhältnismäßig hohen Mg-Gehalten.
Es wurde beispielsweise eine sich als sehr geeignet erwiesene Mischung von 1 Gewichtsteil Tetramethyltetrazenchlorostannat und
4 Gewichtsteilen einer Mischung hergestellt, die aus 145 g entwässertem Stannochlorid
und 19 g entwässertem Ziukchlörid bestand.
Als Lot für diese Mischung hat sich als sehr gut ein 30Z70 Zinubleilot erwiesen. Die genannte
Mischung kann beispielsweise in Hohldrähte der genannten Ziuu-Blei-Legierungen
eingefüllt werden, z. B. auf 3 mm henintcr-
So gezogenes Rohr mit 14% Lötmittelfüllung.
Mit den bekannten Lötmilteln binden die gewöhnlichen Zinnlote nicht.
Zinn-Zink-Legiertmgen, besonders die im eutektischen Verhältnis stehenden, können
zum Löten von Aluminium und dessen Legierungen verwendet werden. Da nun aber auf
der Zinn-Ziuk-Legierung alle üblichen Blei-Zinn-Legierungen
sehr gut haften, kann man mit üblichen Blei-Zinn-Legierungen auch auf
Aluminium leiten, wenn man dafür sorgt, daß sich auf der zu lötenden AluniiniuniobiT-fläche
zunächst einmal eine Zinn-Zink-Legierung abscheidet. Dies ist z. B, ohne weiteres
möglich mit einem Reaktionslot entsprechend der oben angegebenen Zusammensetzung.
Bringt man ein solches Reaktionslot auf einem Aluminiumblech auf die Reaktionstemperatur, so scheidet sich, auf dem Aluminium
festhaftend, eine Schicht einer Zinn-Zink-Legierung ab, auf der man nun ohne
weiteres mit gewöhnlichen Zinnloten loten kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können zur Aluminiumlötung der erfindungsgemäßen
Mischung auch noch entwässerte Halogenide von Metallen beigegeben werden, die edler sind als das zu lötende
Aluminium oder magnesiumhaltig« Aluminium. Als zweckmäßig haben sich beispielsweise
das Blei-2-chlorid (PbCl2), das
Cadmiumchlorid (CdCl2), das Antimon-3-chlorid (SbCl3) und das Wismut-3-chlorid
(BiCl3) erwiesen.
Es ist durch die eben genannten Zusätze möglich, beispielsweise die Lage des Schmelzpunktes
des reduzierten Metalls in weiten Grenzen zu ändern, was in häufigen Fällen sehr zweckmäßig ist.
Claims (11)
1. Lötmittel, zusammengesetzt auf der Grundlage organischer Basen, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein oder mehrere Tetrazene oder deren organische Derivate
oder Verbindungen dieser Stoffe mit Säuren enthält.
2. Lötmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Tetrazenbase
oder deren organische Derivate oder deren Verbindungen mit Säuren in Mischung mit Kolophonium enthält.
3. Lötmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Tetrazene
oder deren organische Abkömmlinge in Form von Halogenhydraten enthält.
4. Lötmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Tetrazenbase
oder deren organische Ab- no kömmlinge in Form einer Verbindung
mit Phosphorsäure enthält.
5. Lötmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Tetra^
zenbasc oder deren organische Abkömmlinge
in Form einer Komplexverbindung enthältj die aus einem Halogenhydrat der
Tetrazenbase mit einem Tetrahalogenid des Zinns entsteht.
6. Lötmittel nach Anspruch 5 für die tao LÖtung von Aluminium oder dessen Legierungen,
gekennzeichnet durch den Zu-
satz einer Halogenverbindung eines Metalls, das edler ist als das zu lötende
Aluminium oder dessen Legierungen.
7. Lötmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es die Komplexverbindung
des Chlorhydrates einer Tetrazenbase mit Zinn-4--chlorid enthält.
8. Lötmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet; daß das aus dem Halogenhydrat
einer Tetrazenbase und Zinntetrahalogenid gebildete Komplexsalz mit einem Zinn-2 -halogenid, insbesondere
Zinnchlorür, und. einem Zinkhalogenid,
insbesondere Zinkchlorid, gemischt ist.
9. Lötmittel nach Anspruch 8,· gekennzeichnet durch ein solches Mischungsverhältnis
von Zinksalz zu Zinnsalz, daß sich beim Lötvorgang die eutektische Zinn-Zink-Legierung
abscheidet.
10. Verfahren zum Löten von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit
einem Lötmittel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine übliche
Blei-Zinn-Legierung als Lötmetall dient.
11. Lötmittel nach Anspruch 1 bis 9,
gekennzeichnet durch einen Zusatz eines wasserabstoßenden organischen Öles oder Fettes, wie Paraffinöl oder Vaseline.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1939K0153372 DE697405C (de) | 1939-02-07 | 1939-02-07 | Loetmittel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1939K0153372 DE697405C (de) | 1939-02-07 | 1939-02-07 | Loetmittel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE697405C true DE697405C (de) | 1940-10-14 |
Family
ID=7252800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1939K0153372 Expired DE697405C (de) | 1939-02-07 | 1939-02-07 | Loetmittel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE697405C (de) |
-
1939
- 1939-02-07 DE DE1939K0153372 patent/DE697405C/de not_active Expired
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