SE529913C2

SE529913C2 - Förfarande för lödning av föremål av rostfritt stål, förfarande för lödning av värmeväxlare av rostfritt stål samt lött föremål samt lödd värmeväxlare

Info

Publication number: SE529913C2
Application number: SE0501199A
Authority: SE
Inventors: Per Sjoedin; Jens Rassmus
Original assignee: Alfa Laval Corp Ab
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2008-01-08
Also published as: CN101184578B; CN101184578A; SE0501199L

Description

529 913 på de erhållna lödda areorna; och steg (v) valfritt, upprepning av ett eller flera av steg (i), steg (ii) och steg (iii).

Enligt en alternativ aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för lödning av värmeväxlare av rostfritt stål, som har en värmeväxlarplattyta som är större än 0,20 m2 och porthållsarea på åtminstone 0,003 m2, som innefattar (i) applicering av järnbaserat lodmaterial på värmeväxlarplattor av rostfritt stål, (ii) sammanfogning av värmeväxlarplattorna, (iii) uppvärmning av de sammanfogade värmeväxlarplattorna från steg (ii) till en temperatur på åtminstone 1000°C i en atmosfär som är icke-oxiderande, reducerande, vakuum eller kombinationer därav under minst 15 minuter, (iv) tillhandahållande av rostfria värmeväxlare som har en medelhårdhet på mindre än 600 HV1 på de erhållna lödda fogarna.

Föreliggande uppfinning avser vidare ett föremål (en artikel) av rostfritt stål som erhålls med förfarandet, där de erhållna lödda ytorna, fogarna, porerna, sprickoma, gapen eller spalterna har en medelhårdhet på mindre än 600 HV1. Övriga alternativa utföringsfomter av uppfinningen deﬁnieras av de oberoende kraven samt i de underordnade kraven.

Trots att den termiska expansionskofﬁcienten är densamma för ett litet objekt och ett stort objekt av samma material, så kommer det större objektet att ha en större total expansion. Om en av två objekt, med samma längd vid samma temperatur upphettas kommer skillnaden i längd att vara proportionell med storleken på objektet för samma temperaturdifferens. Båda dessa faktorer ger upphov till stora spalter, vilka lodmaterialet skall lyckas att fylla. Således, storlek, det vill säga ett metallobjekts yta, längd, brädd, tjocklek etc. har en effekt på exaktheten hos lödda fogar eller lödda areor, eftersom den terrniska expansionen av delarna kommer att skilja sig och kan ge upphov till ojämn passning och stora spalter. Andra fall av ojämn passning kan orsakas av delarnas design, som skall sammanfogas, rörelser 10 15 20 25 30 529 913 under lödning av objekten, eller genom tillverkning av delar som skall sammanfogas.

Därför är förmågan att fylla och täta en viktig aspekt när fogar eller areor etc. skall lödas.

Koppar (Cu) har god förmåga att täta stora spalter. En anledning att inte använda Cu-lödda objekt är Cu-lodets begränsande egenskaper, t.ex. Cu kan orsaka olika typer av korrosionsproblem. Det mest uppenbara problemet är att koppar konsumeras på grund av korrosion. Konsumtionen av koppar kan minska den mekaniska styrkan hos objektet och .objektet kan börja läcka. Utlösningen av Cu- korrosionsprodukter och Cu-joner till omgivningen i ett objekt kan orsaka galvanisk korrosion på andra delar hos samma system där objektet är installerat. Silverlod kan vara ett alternativ, men används normalt inte eftersom priset för silver är högt.

Nickel- (Ni) lod innehåller krom (Cr), som har bättre korrosionssresistens än Cu lod, men Ni lod har några nackdelar. En av dessa är att nickel kan utlösas från nickel lödningen när den används i t.ex. vattenappllckationer. Mängden nickel i t.ex. kranvatten begränsas av lagstiftning. Ni-joner kan också ge upphov till galvanisk korrosion i andra delar av samma system där objektet är installerat.

En viktig faktor för styrkan är hur stora spalter eller gap som lodet skall lyckas fylla.

Nickellodets kapacitet att fylla spalter är begränsad och nickel-lodmaterial kan också förlora styrka i stora spalter, d.v.s. spalter vilka är större än 0,076 mm, se t.ex. ASM handbok vol. 6, Welding, Brazing, and Soldering, första tryckningen 1993/Brazing of stainless steel, sidorna 911-913. Således, stora nickel lödda objekt är därför mycket svåra att framställa.

Valet av speciella lod för specifika applikationer är beroende av olika faktorer.

Grundläggande överväganden är temperatur och material som skall lödas. l vilken lödprocess som helst måste lodmaterialet inneha en stelningstemperatur som är tillräckligt hög att tillhandahålla de erforderliga egenskaperna för att löda 10 15 20 25 30 529 913 montaget. Förfarandet behöver en smälttemperatur, vilken är tillräckligt låg för att vara kompatibel med temperaturkapaciteten hos delarna som skall sammanfogas.

I enlighet med en aspekt av denna uppfinning tillhandahålls ett förfarande för framställning av föremål (artiklar) av rostfritt stål genom lödning av ett basmaterial av rostfritt stål som tillhandahåller en homogeniserad fog av legeringen mellan basmaterialet eller basmaterialen. Lodlegeringen innefattar järn som den huvudsakliga komponenten och legeringen kan vara en järnbaserad legering eller ett järnbaserat lodmaterial. Det järnbaserade lodmaterialet kan framställas med gas atomisering eller vatten atomisering, med smältspinning, mekanisk legering eller genom krossning av göt.

När en fog löds är det lämpligt att lodmaterialet väter objektets delar, vilka skall lödas sammans, och att lodmaterialet kan flyta in i spalter, fogar, porer etc. under lödningen. Lodets smältpunkt är lämpligen under smältpunkten hos basmaterialet i delarna. En relevant egenskap hos lodet är förmågan att fylla spalter, fogar, porer etc. Nickelbaserade material har sämre förmåga att fylla spalter, således är stora objekt såsom stora nickellödda värmeväxlare mycket svåra att framställa.

Lodmaterialet kan tillverkas som ett ark, ett pulver som blandat med ett bindemedel bildar en pasta, eller kan lodmaterialet vara dispergerat i en blandning av bindemedel och vätska, som kan målas eller sprayas på en yta av basmaterial.

Förfarandet enligt uppﬁnningen innefattar följande steg: steg (i) applicering av järnbaserat lodmaterial på delar av rostfritt stål; steg(ii) valfritt, sammanfogning av delarna; steg (iii) upphettning av delarna från steg (i) eller steg (ii) till en temperatur på åtminstone 1000°C i en icke-oxiderande atmosfär, en reducerande atmosfär, vakuum eller kombinationer därav; steg(iv) tillhandahållande av föremål som har en medelhårdhet på mindre än 600 HV1 på de erhållna lödda areorna; och 10 15 20 25 30 529 913 steg(v) valfritt, upprepning av ett eller flera av steg (i), steg (ii) och steg (iii).

Enligt en alternativ aspekt av uppfinningen innefattar förfarandet följande steg: steg (i) applicering av järnbaserat lodmaterial på delar av rostfritt stål; steg (ii) valfritt, sammanfogning av delarna; steg (iii) upphettning av delarna från steg (i) eller steg (ii) till en temperatur på åtminstone 1000°C i en icke oxiderande atmosfär, en reducerande atmosfär, vakuum eller kombinationer därav; steg (iv) tätning eller fyllning av fogar. dporer, gap, sprickor eller spalter större än 76 um; och steg (v) valfritt, upprepning av ett eller flera av steg (i), steg (ii) och steg (iii).

Det järnbaserade lodmaterialet kan appliceras som ett pulver eller som en pasta, ett sätt att applicera järnbaserat lodmaterial kan vara i form av strängar eller droppar genom att pressa det genom ett munstycke. Ett annat sätt är att applicera jäfnbaserat lodmaterial kan vara att applicera ett bindemedel i form av droppar eller strängar på basmaterialet och sedan sprida lodpulvret över ytan.

Att löda samman plana ytor och bilda täta fogar kan vara svårt att uppnå med konventionella metoder. Därför kan det järnbaserade lodmaterialet appliceras på plana ytor eller stora ytor med hjälp av lodfällor (kapillärkraftsbrtytare). Lodfällorna kan vara i form av fåror, spår, gångar, passager, v och u formade banor eller gångar etc. eller i form av nät etc. Det järnbaserade lodmaterialet kan appliceras i lodfällorna eller i närheten av dem. Under uppvärmningen av delarna vilka har järnbaserat lodmaterial kommer lodmaterialet att ﬂyta till de ytor där kapillärkraften kan brytas och löda ihop delarna när temperaturen hos objekten når solidustemperaturen (stelningstemperaturen) hos det järnbaserade lodmaterialet.

Således tillhandahåller de lödda areorna tillslutna eller tätade spalter, fogar etc. mellan plana ytor där det annars är svårt att löda likformigt. Lodfällorna möjliggör lödning av ytor som har stora spalter, delar som har udda form etc. 10 15 20 25 30 529 913 Förfarandet enligt en annan alternativ aspekt kan också innefatta upprepning av steg (i), och applicering av det järnbaserade lodmaterialet på en eller flera ytterligare delar, eller på föremål tillhandahållna i steg (iv); och sammanfogning i steg (ii) av delarna eller föremålen från det upprepade steget (i) med en eller ﬂera delar eller med föremål tillhandahållna i steg (iv), och upprepning av steg (iii) och steg (iv). Denna aspekt möjliggör framställningen av föremål som har en komplex _ design, som måste lödas på ett stegvis sätt.

Förfarandet enligt en ytterligare alternativ aspekt kan också innefatta att lödningen i steg (iii) sker i närvaro av inert gas eller aktiv skyddsgas. Enligt en alternativ aspekt kan uppvärmningen eller lödningen genomföras i närvaro av en eller ﬂera av gaserna valda ur gruppen som består av helium, argon, kväve, väte, koldioxid, eller en eller flera av de nämnda gaserna i kombination med vakuum.

Förfarandet enligt en alternativ aspekt av förfarandet kan också innefatta uppvärmning i steg (iii) till en temperatur på åtminstone 1100°C. Enligt en annan alternativ aspekt av förfarandet innefattarsteg (iii) uppvärmning till en temperatur på åtminstone 1150°C. Uppvärmningen kan genomföras under mindre än 15 minuter enligt en alternativ aspekt, men längre lödtider är också relevanta för många applikationer. Delarna eller föremålen kan värmas till temperaturer vid vilka lod materialet smälter.

Enligt en ytterliggare alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan lödningszoner eller lödningsareor, såsom till exempel lödda fogar, porer, sprickor, gap, spalter etc. tillhandahållas som har en medelhårdhet på mindre än 600 HV1.

Enligt en ytterliggare alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan lödningszoner eller lödningsareor, tillhandahållas som har en medelhårdhet på mindre än 500 HV1. Enligt en ytterliggare alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan lödningszoner eller lödningsareor, tillhandahållas som har en medelhårdhet på mindre än 400 HV1. Enligt en ytterliggare alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan lödningszoner eller lödningsareor, tillhandahållas som 10 15 20 25 30 529 913 har en medelhårdhet på mindre än 350 HV1. Enligt en ytterliggare alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan lödningszoner eller lödningsareor, i tillhandahållas som har en medelhårdhet på mindre än 300 HV1.

. Eftersom det järnbaserade lodet har flödesegenskaper och vätningsegenskaper för att penetrera in i spalter, kommer det järnbaserade lodet skapa bindningar till basmaterialet, försluta spalter, och ha förmåga att förena plana ytor genom lödning. Enligt en alternativ aspekt av uppﬁnningen kan det järnbaserade lodet täta eller fylla porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 1000 pm, och kan täta eller fylla porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 3000 pm eller mer. Enligt en annan alternativ aspekt av förfarandet kan porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 250 pm tätas eller fyllas av det järnbaserade lodmaterialet och tillhandahålla lödningszoner eller lödningsareor, som har en medelhårdhet på mindre än 350 HV1. Enligt en annan alternativ aspekt av förfarandet kan porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 1000 pm tätas eller fyllas av det järnbaserade lodmaterialet och tillhandahålla lödningszoner eller lödningsareor, som har en medelhårdhet på mindre än 350 HV1.

Enligt en annan alternativ aspekt av förfarandet kan steg (iv) innefatta tätning eller fyllning av porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 300 pm eller kombinationer därav, och tillhandahålla lödningsareor, som har en medelhårdhet på mindre än 350 HV1 mätt vid en centrumlinje eller nära en centrumlinje hos den lödda arean av den fyllda spalten som år större än 250 pm.

Enligt en ytterligare alternativ aspekt kan steg (iv) innefatta tätning eller fyllning av porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 350 pm eller kombinationer därav, och tillhandahålla lödningsareor, som har en medelhårdhet på mindre än 350 HV1 mätt vid en centrumlinje eller nära en centrumlinje hos den s lödda arean av den fyllda spalten som är större än 300 pm. 10 15 20 25 30 529 913 Enligt en annan alternativ aspekt kan steg (iv) innefatta tätning eller fyllning av porer, sprickor, gap, fogar eller spalter som är större än 500 pm eller kombinationer därav, och tillhandahålla lödningsareor, som har en medelhårdhet på mindre än 390 HV1 mätt vid en centrumlinje eller nära en centrumlinje hos den lödda arean av den fyllda spalten som är större än 400 pm.

Den önskade mängden av lodmaterial som tillförs till kontaktpunkterna som löds samman i något av de beskrivna sätten eller på. något annat sätt. Lodmaterialet kan täcka en area som är något större än kontaktfogspunkten.

Kontaktfogspunkterna kan ha en diameter på åtminstone 0,5 mm.

Enligt föreliggande förfarande kan något lämpligt järnbaserat lod användas.

Lämpliga järnbaserade lodmaterial kan väljas från materialen som beskrivs i WO 02/38327, WO 02/098600, US 3,736,128, US 4,402,742, US 4,410,604, US 4,516,716, US 6,656,292, eller EP 0 418 606. Enligt en alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet väljas från materialen som beskrivs i WO 02/38327 eller i WO 02/098600. Enligt en annan alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet innefatta en eller flera av Si, B, P, Mn, C, eller Hf. Enligt en annan alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet innefatta 9-30 vikt% Cr, 5-25 vikt% Ni, och åtminstone en av 0-25 vikt% Si, 0-6 vikt% B, 0-15 vikt% P, 0-8 vikt%, Mn, 0-2 vikt% C, 0-15 vikt% Hf, och som ett altemativ balanserat med andra element. Enligt en annan alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet innefatta åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 6-15 vikt% Si, 0.2-1.5 vikt% B, och som ett alternativ balanserat med andra element. Enligt en annan alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet innefatta åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 4-9 vikt% Si, 4-9 vikt% P, och som ett alternativ balanserat med andra element. Enligt en annan alternativ aspekt av föreliggande förfarande kan det järnbaserade lodmaterialet innefatta åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 7-15 vikt% P, och som ett alternativ balanserat med andra element. 10 15 20 25 30 529 913 Föreliggande uppﬁnning avser också ett föremål av rostfritt stål som erhålls med föreliggande förfarande. Föreliggande uppfinning avser vidare av ett lött föremål av rostfritt stål vilket innefattar åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en draghållfasthet på åtminstone 110 N/mmz. Enligt en annan alternativ aspekt kan de erhållna lödda areorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en draghållfasthet på åtminstone 120 N/mmz.

Föreliggande uppfinning avser också ett föremål av rostfritt stål som innefattar åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett rostfritt lodmaterial där de' erhållna lödda areorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en medelhårdhet på åtminstone 600 HV1. Enligt en alternativ aspekt kan det lödda föremålet innefatta åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett rostfritt lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en medelhårdhet på åtminstone 500 HV1. Enligt en annan alternativ aspekt kan det lödda föremålet innefatta åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett rostfritt lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en medelhårdhet på åtminstone 450 HV1. Enligt en annan ytterligare alternativ aspekt kan det lödda föremålet innefatta åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett rostfritt lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen eller spalterna har en medelhårdhet på åtminstone 350 HV1. Det ”åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål” enligt ett alternativ av uppfinningen kan vara ett basmaterial av rostfritt stål lödas samman med det järnbaserade lodmaterialet. Det ”åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål” enligt ett annat alternativ av uppﬁnningen så kan det järnbaserade lodmaterialet löda samman ett basmaterial av rostfritt stål med ett annat basmaterial av en annan metallegering.

Enligt en alternativ aspekt kan föremålen eller delarna vara valda från reaktorer, separatorer, kolonner, värmeväxlare, eller utrustning för kemiska anläggningar eller livsmedelsanläggningar, eller för bilindustrin. Enligt en annan alternativ aspekt kan föremålen vara värmeväxlare, plattreaktorer, eller kombinationer därav. 10 15 20 25 30 529 913 10 Enligt en alternativ aspekt kan föremålen vara lödda värmeväxlarplattor, lödda reaktorpiattor eller kombinationer därav, som har ett sprängtryck på åtminstone. 60 Bar. Enligt lödda värmeväxlarplattor, lödda reaktorpiattor eller kombinationer därav, som har ett en annan alternativ aspekt kan föremålen vara sprängtryck på åtminstone 65 Bar. Enligt en annan alternativ aspekt kan föremålen vara lödda värmeväxlarplattor, lödda reaktorpiattor eller kombinationer därav, som har ett sprängtryck på åtminstone 80 Bar. Enligt en ytterligare. alternativ aspekt kan föremålen vara lödda värmeväxlarplattor som har en värmeväxlar plattyta som är större än 0,20 m2, ett sprängtryck på åtmirISIOrIG 65 Bar, och en porthålsarea som är större än 0,003 m2.

Enligt en ytterligare alternativ aspekt av uppﬁnningen kan föremålen tillhandahållas där de lödda areorna, porerna, sprickorna, fogarna eller spalterna har ett kiselinnehåll på åtminstone 2 vikt% Si. l det följande skall föreliggande uppﬁnning förklaras mer i detalj med hjälp av bifogade fotograﬁer.

Kortfattad beskrivning av figurerna Figur1 är ett foto som visar en tvärsektion av en del av en värmeväxlare.

Figur 2 är en schematisk ritning av en tvärsektion av en fog.

Figur3 är ett foto som visar en tvärsektion av en fog på vilken hårdhetstester har utförts.

Detaljerad beskrivning av figurerna Figur 1 visar att det järnbaserade lodmaterialet har lyckats att fylla stora spalter, och att det är möjligt a löda med stora kvantiteter av lodmaterial. De stora värmeväxlarnas lödda fogar är därför karakteriserade i att där ﬁnns mängder av applicerat lodmaterial och också stora homogeniserade zoner. En del av lodet och 10 15 20 25 30 529 913 11 en del av den ursprungliga plattans tjocklek har blandats i den homogeniserade ZOHBH.

Figur 2 visar schematiskt relationen mellan olika parametrar i en lödd spalt eller fog, vilken är lödd med lodmaterialet F. Bokstaven A representerar plattjockleken hos plattan E som också representerar basmaterial E. B representerar den minsta tjocklek hos den lödda spalten eller fogen mellan basmaterialet E eller plattorna E, C representerar den största tjockleken hos en lödd spalt eller fog utan några porer, sprickor eller passager, och bokstaven D representerar den största tjockleken hos en lödd spalt eller fog, där porer, sprickor eller passager G öppnar upp men fortfarande är slutna. Om där inte ﬁnns några spår av porer, sprickor eller passager då är C=D. För nickelbaserade lodmaterial är C=D mindre än C=D för järnbaserade lodmaterial. Närvaron av porer, sprickor eller passager gör den lödda zonen mindre stark.

Figur 3 är ett foto som visar en tvärsektion av en fog på vilken hårdhets tester har gjorts. Medelhårdheten beräknas som ett numeriskt medelvärde och beror på antalet tester.

Uppfinningen kommer att vidare illustreras i Exempelen med syftet att klargöra uppfinningen och inte begränsa dess skyddsomfång. Om inget annat anges så anges procent som viktprocent (vikt%) i exemplen och tabellerna.

Exempel1 Försöksprover som har en geometri som liknar plattmönstret inuti lödda tunnväggiga pressade värrneväxlarplattor användes för försöket. Den applicerade mängden av lodmaterial var cirka 16 till 20 g per 4 lödpunkter. Ett nickelbaserat lod Bni-5 enlig AWS A5.8 AMS specifikationen för lod jämfördes med järnbaserat lod innefattande 56 vikt% Fe, 17 vikt% Cr, 12 vikt% Ni, 12 vikt% Si, and 1 vikt% B.

Lodet applicerades på prov som har spalter på 0,3-0,4 mm och proven uppvärmdes i en ugn i en icke-oxiderande atmosfär till en temperatur på ca. 1200°C. Försöksresultaten är summerade iTabell 1. 10 15 20 529 913 12 Tabel 1 Prov Ni-baserat Järn- BNi-52 baserazt [g] [N/mm ] [N/mm ] 16 109 123 1 8 1 10 1 26 20 106 1 51 Försöksresultaten visar att det Fe-baserade lodet både kan fylla stora spalter se Figur 1, och kan samtidigt tillhandahålla mycket god styrka jämfört med Ni- baserade lod. Även vid provmängderna visas att Fe-lodet har bäst mekanisk styrka av de testade loden. Figur 1 visar en tvärsektion av en värmeväxlare lödd med Fe-baserat lod. På ﬁguren visas att 0,4-0,6 mm spalter har tätas.

Exempel 2 Nu har det befunnits att järnbaserat lod inte endast har förmåga att fylla stora spalter utan också att stora spalter har en hög mekanisk styrka, som gör det lämpligt för lödning av till exempel stora värmeväxlare eller plana ytor för till exempel reaktorplattor. Försök genomfördes genom att jämföra mängden lod med draghållfasthet, resultaten är summerade i Tabell 2.

Tabel 2 Prov Järnbaserat lod (uppﬁnningen) [g] [N/mm ] 25 162 55 227 Exempel 3 En serie av försök genomfördes där värmebehandlingscykeln för lödnlngsprocessen ändrades för att erhålla så bra fyllning som' möjligwEn signifikant skillnad upptäcktes, även vid mycket korta värrnebehandlingscykler (5 min), mycket bra fyllning erhölls för järnbaserade lod. Lödförsöken avseende 529 913 13 förmågan att fylla spalter genomfördes vid 1100°C där nickelbaserat lod (Bni-5) lod jämfördes med ett järnbaserat lod innefattande 56 vikt% Fe, 17 vikt% Cr, 12 vikt% Ni, 12 viktt% Si, and 1 vikt% B. Försöksresultaten summeras i Tabell 3. 5 i Tabel 3 Tid C Figur 2 C Figur 2 [minuter] BNi-5 järnbaserat lod [um] [Hm] 5 1 30 800-1200 15 1 80 800-1200 30 220 800-1200 150 300 800-1200 Exempel 4 Hårdhetsförsök gjordes på en fog vid lika tätningsgap mellan två plattor av basmaterial (typ 316). Försöken genomfördes på lika avstånd från basmaterialet i 10 centrum av fogen. Hårdhetsmätningarna HV1 genomfördes enligt ASTM E92-82 (Standard test method for Vickers Hardness of Metallic Materials) and EN ISO 6507-1 (Metallic materials - Vickers hardness test- Part 1: Test method (ISO 6507- 1:1997) och en jämförelse gjordes mellan en fog av Bni-5 och en fog av Fe- baserat material innefattande 56 vikt% Fe, 17 vikt% Cr, 12 vikt% Ni, 12 viktt% Si, 15 and 1 vikt% B. Försöksresultaten summeras i Tabell 4.

Tabell 4 Fog av BNi-5 Fog av järnbaserat [HV1] material [HV1] 490 _ 260 600 210 520 280 480 270 Hårdhetstestsresultaten visar att BNi-5 fogen är hårdare än fogen av järnbaserat material. Således visar BNi-5 fogen mindre töjbarhet och därför lägre styrka än 20 fogen enligt uppﬁnningen av järnbaserat lod, som illustreras av lägre 10 529 913 14 hårdhetsvärden för fogen av järnbaserat iod. Därför är BNi-5 fogen spröd jämfört med fogen av järnbaserat lod.

Exemgei 5 Hàrdhetstester genomfördes på stora fogar slutna med Fe-baserat Iod innefattande 56 vikt% Fe, 17 vikt% Cr, 12 vikt% Ni, 12 viktt% Si, and 1 vikt% B.

Försöken genomfördes där den iödda fogen har fyllt ett gap som är större än 1000 pm och positionerna där testen genomfördes är som i Figur 3, men fotot i Figur 3 är inte ett foto på fogen i detta exempel. Resuitatet biev 349 HV1, 336 HV1, 210 HV1, 197 HV1, 250 HV1, 300 HV1, och 287 HV1, vilket ger en medelhårdhet på 275 HV1.

Claims

10 15 20 25 30 (iV)

1. (V)

2. 529 913 15 Patentkrav Förfarande för lödning av föremål av rostfritt stål, innefattande: applicering av järnbaserat lodmaterial på delar av rostfritt stål; valfritt, sammanfogning av delarna; uppvärmning av delarna från steg (i) eller steg (ii) till en temperatur på åtminstone 1000°C i en atmosfär som är icke-oxiderande, reducerande, vakuum eller kombinationer därav, under minst 15 minuter; tätning eller fyllning av fogar, porer, gap, sprickor eller spalter större än 76 pm och tillhandahållande av föremål som har en medelhårdhet på mindre än 600 HV1 på de erhållna lödda areorna; och valfritt, upprepning av ett eller flera av steg (i), steg (ii) och steg (m). Förfarande enligt krav 1, där steg (v) innefattar upprepning av steg (i), och applicering av järnbaserat lodmaterial på en eller flera ytterligare delar, eller till föremål; och sammanfogning i steg (ii) av delarna eller föremålen från det upprepade steget (i) med en eller flera delar eller med föremål, och upprepande av steg (iii) och steg (iv).

3. Förfarande för lödning av värmeväxlare av rostfritt stål, som har en värmeväxlarplattyta som är större än 0,20 m2 och porthållsarea på åtminstone 0,003 m2, innefattande: (i) (ii) (iii) (iV) applicering av järnbaserat lodmaterial rostfritt stål; sammanfogning av värmeväxlarplattorna; på värmeväxlarplattor av uppvärmning av de sammanfogade värmeväxlarplattorna från steg (ii) till en temperatur på åtminstone 1000°C i en atmosfär som är icke- oxiderande, reducerande, vakuum eller kombinationer därav under minst 15 minuter; ' tillhandahållande av rostfria medelhårdhet på mindre än 600 HV1 på de erhållna lödda fogarna. värmeväxlare som har en 10 15 20 25 30 529 913 16

4. Förfarande enligt något av föregående krav, där det järnbaserade lodmaterialet i steg (i) erhålls med hjälp av gas atomisering, vatten atomisering, krossning av göt, mekanisk legering eller med hjälp av smältspinning.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, där steg (i) också innefattar applicering av det järnbaserade lodmaterialet som ett pulver eller en pasta eller kombinationer därav.

6. Förfarande enligt krav 5, där steg (i) också innefattar applicering av det järnbaserade lodmaterialet i strängar, eller droppar, eller applicering av det järnbaserade lodmaterialet med hjälp av lodfällor.

7. Förfarande enligt krav 6, där lodfällor är i form av spår, gångar, ritsor, passager, v- eller u-formade banor, stigar, nät, eller kombinationer därav, på delar eller föremål.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, där atmosfären i steg (iii) är en inert gas, en skyddsgas, eller kombinationer därav.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, där atmosfären i steg (iii) är en eller flera av gaserna valda ur gruppen som består av helium, argon, kväve, väte, koldioxid.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, där steg (iii) innefattar uppvärmning till en temperatur på åtminstone 1100°C.

11. Förfarande enligt något av föregående» krav, där steg (iii) innefattar uppvärmning till en temperatur på åtminstone 1150°C.

12. Förfarande enligt något av föregående krav, där steg (iv) innefattar tätning eller fyllning av porer, sprickor, fogar, gap eller spalter större än 250 um. eller kombinationer därav, och tillhandahållande av lödda areor som har en 10 15 20 25 30 529 913 17 medelhårdhet mindre än 350 HV1 mätt vid en eller nära en centrumlinje hos den lödda arean.

13. Förfarande enligt något av kraven 1 till 11, där steg (iv) innefattar tätning eller fyllning av porer, sprickor, fogar, gap eller spalter större än 300 pm, eller kombinationer därav, och tillhandahållande av lödda areor som har en medelhårdhet mindre än 350 HV1 mätt vid en eller nära en centrumlinje hos den lödda arean hos en fylld spalt som är större än 250pm.

14. Förfarande enligt något av kraven 1 till 11, där steg (iv) innefattar tillslutning eller fyllning av porer, sprickor, fogar, gap eller spalter större än 350 pm, eller kombinationer därav, och tillhandahållande av lödda areor som har en medelhårdhet mindre än 350 HV1 mätt vid en eller nära en centrumlinje hos den lödda arean hos en fylld spalt som är större än 300pm.

15. Förfarande enligt något av kraven 1 till 11, där steg (iv) innefattar tillslutning eller fyllning av porer, sprickor, fogar, gap eller spalter större än 500 pm, eller kombinationer därav, och tillhandahållande av lödda areor som har en medelhårdhet mindre än 390 HV1 mätt vid en eller nära en centrumlinje hos den lödda arean hos en fylld spalt som är större än 400pm.

16. Förfarande enligt något av föregående krav, där det järnbaserade lodet innefattar ett eller ﬂera av Si, B, P, Mn, C, eller Hf.

17. Förfarande enligt krav 16, där det järnbaserade lodmaterialet innefattar 9-30 vikt% Cr, 5-25 vikt% Ni, och åtminstone ett av 0-25 vikt% Si, 0-6 vikt% B, 0-15 vikt% P, O-8 vikt%Mn, 0-2 vikt%C och 0-15 vikt%Hf.

18. Förfarande enligt krav 17, där det järnbaserade lodmaterialet innefattar åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 6-15 vikt% Si, 0,2-1,5 vikt% B. 10 15 20 25 30 529 913 18

19. Förfarande enligt krav 17, där det järnbaserade lodmaterialet innefattar åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 4-9 vikt% Si, 4-9 vikt% P.

20. Förfarande enligt krav 17, där det järnbaserade lodmaterialet innefattar åtminstone 40 vikt% Fe, 14-21 vikt% Cr, 5-21 vikt% Ni, 7-15 vikt% P.

21. Ett föremål av rostfritt stål erhållet med förfarandet enligt något av kraven 1, 2, och 4 till 20.

22. Ett lött föremål av rostfritt stål enligt krav 21, innefattande åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett järnbaserat lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen, fogarna eller dragnånfasthet på minst 110 N/mm? spalterna har en

23. Ett lött föremål av rostfritt stål enligt krav 21 eller 22, innefattande åtminstone ett basmaterial av rostfritt stål och ett järnbaserat lodmaterial där de erhållna lödda ytorna, porerna, sprickorna, gapen, fogarna eller spalterna har en medelhårdhet på minst 600 HV1.

24. Föremål av rostfritt stål enligt kraven 21, 22 eller 23, där delarna eller föremålen erhållna i steg (iv) år valda från reaktorer, separatorer, kolonner, värmeväxlare, eller utrustning för kemiska anläggningar eller anläggningar för livsmedel eller för bilindustrin.

25. Föremål av rostfritt stål enligt något av kraven 21 till 24, där föremålet är lödda värmeväxlare, lödda värmeväxlare och lödda reaktorer. reaktorer eller kombinationer av lödda

26. Ett föremål av rostfritt stål erhållet med förfarandet enligt något av kraven 1 till 20, därföremålet är lödda värmeväxlare. 10 15 529 913 19

27. Föremål enligt krav 25 eller krav 26, där föremålet har en sprängtryck på åtminstone 60 Bar.

28. Föremål enligt krav 27, där föremålet har en sprängtryck på åtminstone 80 Bar.

29. Föremål enligt något av kraven 25 till 28, där föremålet är en värmeväxlare som har en värmeväxlarplattyta som är större än 0,20 m2, ett sprängtryck på åtminstone 65 Bar, och porthållsarea på åtminstone 0,003 m2.

30. Föremål av rostfritt stål enligt något av kraven 21 till 29, där de lödda areorna, porerna, sprickorna, gapen fogarna eller spalterna har ett kiselinnehåll på åtminstone 2 vikt% Si.

31. Föremål av rostfritt stål enligt något av kraven 21 till 30, där de lödda areorna, porerna, sprickorna, gapen fogarna eller spalterna har en draghållfasihet på åtminstone 120 N/mm?