WO2000024545A1 - Verfahren zum lichtbogen-hartlöten unter schutzgas - Google Patents

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Horst Albrecht
Gerd Klein
Klaus Pesler
Heinrich Schrader
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    • B23K35/302—Cu as the principal constituent

Definitions

  • the invention relates to a protective gas mixture for MIG / MAG brazing with argon as the main gas component and a method for MIG / MAG brazing with the protective gas mixture.
  • Shielding gases for MAG welding with solid steel wire and shielding gases with active gas components> 4.0% by volume (0 2 or CO 2 ) are currently used to connect galvanized sheets.
  • MIG soldering under pure inert gas (argon / helium) is also used.
  • high copper-containing solder wire electrodes are used, which in many cases cause a poorer melt flow when using pure inert gas.
  • the invention has for its object to provide a method for brazing galvanized materials, wherein zinc evaporation and
  • Spatter formation is reduced and droplet detachment is improved with good flank dimensioning.
  • the protective gas mixture with argon as the main component preferably contains oxygen. If oxygen alone is contained in the protective gas mixture as an oxygen-containing gas, the addition is advantageously from 0.2 to 0.6% by volume of O 2 , preferably from 0.4 to 0.6% by volume of O 2 , in particular around 0 5 vol.% O 2 .
  • Galvanized materials are, for example, galvanized steel sheets or steel profiles, preferably steel sheets with a thickness in the range from 0.5 to 1 mm, in some cases also up to 5 mm, particularly preferably 0.7 to 0.8 mm, in particular 0.75 mm.
  • the materials are usually galvanized, sensimir, hot, buna or granocoat galvanized.
  • the galvanizing generally has a layer thickness in the range from 10 to 50 ⁇ m.
  • the process for MIG / MAG brazing works with a melting and continuously supplied wire electrode, preferably with a high copper wire electrode with small proportions of Al, Si or Sn, particularly preferably made of CuSi3.
  • the wire electrode generally has a diameter in the range from 0.8 to 1.6 mm.
  • Wire diameter worked is preferably carried out in the low current range, generally in the range from 50-180 A (amperes), particularly advantageously in the range from 60-120 A.
  • the wire feed speed is preferably in the range from 3.5 to 8 m / min preferably in the range from 4.5 to 7 m / min., in particular in
  • the process is used, for example, in the manufacturing areas of the automotive industry, air conditioning technology and the construction industry.
  • Spatter formation and zinc evaporation are special application criteria, which can be significantly reduced.
  • the shielding gas mixture provides optimal results under the following process conditions: Workpiece: 0.5 to 5.0 mm solder wire: 1, 0 0 wire feed: 5.0 to 6.5 m / min.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Das Schutzgasgemisch zum MIG-/MAG-Hartlöten mit Argon als Hauptgaskomponente enthält 0,2 bis 1,2 Vol.-% O2. Das Schutzgasgemisch wird verwendet in Verfahren zum MIG-/MAG-Hartlöten verzinkter Werkstoffe, wobei das Verfahren im Niederstrombereich arbeitet, vorzugsweise bei einer Lötgeschwindigkeit von 0,3 bis 1 m/min. im Kurz- oder Impulslichtbogenbereich mit Draht-Abschmelzleistung 3,5 bis 8 m/min.

Description

Verfahren zum Lichtbogen-Hartlöten unter Schutzgas
Die Erfindung betrifft ein Schutzgasgemisch zum MIG-/MAG-Hartlöten mit Argon als Hauptgaskomponente und ein Verfahren zum MIG-/MAG-Hartlöten mit dem Schutzgasgemisch.
Zum Verbinden von verzinkten Blechen werden derzeit Schutzgase zum MAG- Schweißen mit massivem Stahldraht und Schutzgasen mit Aktivgaskomponenten > 4,0 Vol.-% (02 oder CO2) verwendet. Daneben kommt das MIG-Löten unter reinem Inertgas (Argon/Helium) zum Einsatz. Hierbei werden zum Beispiel hochkupferhaltige Lötdrahtelektroden eingesetzt, die bei Verwendung von reinem Inertgas in vielen Fällen einen schlechteren Schmelzfluß bewirken.
Das Verschweißen oder Hartlöten verzinkter Werkstoffe, insbesondere dünner verzinkter Stahlbleche, ist problematisch, da es bei hohen Temperaturen, wie beispielsweise beim MAG-Schweißen, zu einer Zinkverdampfung kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hartlöten von verzinkten Werkstoffen zu schaffen, wobei eine Zinkverdampfung und die
Spritzerbildung reduziert und die Tropfenablösung bei guter Flankenbemessung verbessert wird.
Es wurde gefunden, daß beim MIG-/MAG-Hartlöten von verzinkten Werkstoffen wie dünnen, verzinkten Stahlblechen mit hochkupferhaltigem
Lötdraht bei Verwendung von Schutzgasen auf Argon-Basis mit Zusätzen eines oder mehrerer sauerstoffhaltiger Gase, die im Sauerstoffgehalt einem Anteil von 0,3 bis 0,8 Vol.-% von Sauerstoffgas entsprechen, wobei die Zusätze mindestens 0,2 Vol.-% Sauerstoffgas enthalten, unerwartet gute Ergebnisse bezüglich der Vermeidung von Zinkverdampfung, der
Spritzerbildung, der Verbesserung der Lichtbogenstabilität und im Schmelzflußverhalten erzielt werden. Gelöst wurde die Aufgabe somit durch ein Schutzgasgemisch gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Das Schutzgasgemisch mit Argon als Hauptkomponente (in der Regel mindestens 99 Vol.-% Argon) enthält vorzugsweise Sauerstoff. Ist Sauerstoff allein als sauerstoffhaltiges Gas in dem Schutzgasgemisch enthalten, dann beträgt der Zusatz vorteilhaft 0,2 bis 0,6 Vol.-% O2, vorzugsweise von 0,4 bis 0,6 Vol.-% O2, insbesondere um 0,5 Vol.-% O2.
Verzinkte Werkstoffe sind beispielsweise verzinkte Stahlbleche oder Stahlprofile, bevorzugt Stahlbleche mit einer Dicke im Bereich von 0,5 bis 1 mm, in einigen Fällen auch bis zu 5 mm, besonders bevorzugt 0,7 bis 0,8 mm, insbesondere 0,75 mm. Die Werkstoffe sind in der Regel galvanisch-, sensimir-, feuer-, buna- oder granocoat-verzinkt. Die Verzinkung hat in der Regel eine Schichtdicke im Bereich von 10 bis 50 μm.
Das Verfahren zum MIG-/MAG-Hartlöten arbeitet mit einer abschmelzenden und kontinuierlich zugeführten Drahtelektrode, vorzugsweise mit einer hochkupferhaltigen Drahtelektrode mit geringen Anteilen von AI, Si oder Sn, besonders bevorzugt aus CuSi3. Die Drahtelektrode hat in der Regel einen Durchmesser im Bereich von 0,8 bis 1 ,6 mm. Vorzugsweise wird mit 8-15 mm freier Drahtlänge bei 0,8mm Drahtdurchmesser, mit 9-16 mm freier Drahtlänge bei 1 ,0mm Drahtdurchmesser und mit 10-17 mm freier Drahtlänge bei 1 ,2mm
Drahtdurchmesser gearbeitet. Vorzugsweise wird das Verfahren im Niederstrombereich durchgeführt, in der Regel im Bereich von 50-180 A (Ampere), besonders vorteilhaft im Bereich von 60-120 A. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit liegt vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 8 m/Min., besonders bevorzugt im Bereich von 4,5 bis 7 m/Min., insbesondere im
Bereich von 5 bis 6,5 m/Min. Das Verfahren wird zum Beispiel eingesetzt in den Fertigungsbereichen der Fahrzeugindustrie, der Klimatechnik und der Baubranche.
Als besondere Anwendungskriterien gelten die Spritzerbildung und Zinkverdampfung, die sich erheblich reduzieren lassen.
Darüber hinaus wird insbesondere beim MAG-Löten die Tropfenablösung im Impuls- und auch im Kurzlichtbogenbereich verbessert bei guter Flankenbenetzung.
Man kann also mit dem genannten Verfahren in Verbindung mit den entsprechenden Schutzgasen wirtschaftlicher arbeiten und hat gleichzeitig ein gutes Nahtbild und einen sicheren Prozeßablauf, der auch vom Anwender leicht zu beherrschen ist.
Das Schutzgasgemisch liefert optimale Ergebnisse bei folgenden Verfahrensbedingungen: Werkstück: 0,5 bis 5,0 mm Lötdraht: 1 ,0 0 Drahtvorschub: 5,0 bis 6,5 m/Min.
Stromstärke: 60 bis 120 A Brennerführung: 0 bis 15° stechend

Claims

Patentansprüche
1. Schutzgasgemisch zum MIG-/MAG-H artlöten mit Argon als Hauptgaskomponente mit 02-Gehalten von 0,2 bis 1 ,2 Vol.-%.
2. Schutzgasgemisch zum MIG-/MAG-Hartlöten verzinkter Werkstoffe mit Argon als Hauptgaskomponente, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgasgemisch ein oder mehrere sauerstoffhaltige Gase, die im Sauerstoffgehalt insgesamt einem Anteil von 0,3 bis 0,8 Vol.-% von
Sauerstoffgas entsprechen, und dabei mindestens 0,2 Vol.-% Sauerstoffgas enthält.
3. Verfahren zum MIG-/MAG-Hartlöten verzinkter Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren im Niederstrombereich arbeitet, vorzugsweise bei einer Lötgeschwindigkeit von 0,3 bis 1 m/min. im Kurzoder Impulslichtbogenbereich mit Draht-Abschmelzleistung 3,5 bis 8 m/min und ein Schutzgasgemisch nach den Ansprüchen 1 bis 2 eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelektrode als Hauptkomponente Kupfer mit geringen Anteilen von AI, Si, Sn oder Mischungen enthält mit Drahtabmessungen von 0,8 bis 1 ,6 mm Durchmesser.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit erreicht wird durch die Reduzierung der Schweißspritzerzinkverdampfung mit handelsüblichen Schweißstromquellen mit guter Regelbarkeit im weiteren Schweißstrombereich.
PCT/EP1999/007663 1998-10-27 1999-10-12 Verfahren zum lichtbogen-hartlöten unter schutzgas WO2000024545A1 (de)

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