Läten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen

1. Lätbarkeet

D'Löteegeschafte vun Aluminium an Aluminiumlegierungen si schlecht, haaptsächlech well den Oxidfilm op der Uewerfläch schwéier ze entfernen ass. Aluminium huet eng grouss Affinitéit fir Sauerstoff. Et ass einfach, e dichten, stabilen an héije Schmelzpunkt-Oxidfilm Al2O3 op der Uewerfläch ze bilden. Gläichzäiteg bilden Aluminiumlegierungen, déi Magnesium enthalen, och e ganz stabilen Oxidfilm MgO. Si behënneren d'Befeuchtung an d'Ausbreedung vum Löt eescht a si schwéier ze entfernen. Beim Löten kann de Lötprozess nëmme mat dem richtege Flux duerchgefouert ginn.

Zweetens ass de Betrib vum Läten aus Aluminium an Aluminiumlegierungen schwéier. De Schmelzpunkt vun Aluminium an Aluminiumlegierungen ënnerscheet sech net vill vun deem vum benotzte Lätfüllmetall. Den optionalen Temperaturberäich fir d'Läten ass ganz enk. Eng schlecht Temperaturkontroll kann einfach zu enger Iwwerhëtzung oder souguer Schmelz vum Basismetall féieren, wat de Lätprozess schwéier mécht. Verschidde Aluminiumlegierungen, déi duerch Hëtztbehandlung verstäerkt ginn, verursaachen och Weichmachungsphenomener wéi Iwweralterung oder Glühung duerch Lätheizung, wat d'Eegeschafte vun de Lätverbindunge reduzéiert. Beim Flammläten ass et schwéier, d'Temperatur ze beurteelen, well d'Faarf vun der Aluminiumlegierung sech beim Heizen net ännert, wat och d'Ufuerderunge fir den Operatiounsniveau vum Bedreiwer erhéicht.

Ausserdeem gëtt d'Korrosiounsbeständegkeet vu Lätverbindungen aus Aluminium an Aluminiumlegierungen liicht duerch Zousazmetaller a Flussmëttel beaflosst. D'Elektrodenpotential vun Aluminium an Aluminiumlegierungen ass ganz anescht wéi dat vum Lät, wat d'Korrosiounsbeständegkeet vun der Verbindung reduzéiert, besonnesch bei mëllen Lätverbindungen. Zousätzlech hunn déi meescht Flussmëttel, déi beim Lätzen vun Aluminium an Aluminiumlegierungen benotzt ginn, eng staark Korrosiounsfäegkeet. Och wann se nom Lätzen gebotzt ginn, gëtt den Afloss vu Flussmëttel op d'Korrosiounsbeständegkeet vun de Verbindungen net komplett eliminéiert.

2. Lätmaterial

(1) D'Löten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen ass eng selten benotzt Method, well d'Zesummesetzung an d'Elektrodenpotential vum Lätfüllmetall an dem Basismetall ganz ënnerschiddlech sinn, wat liicht zu elektrochemescher Korrosioun vun der Verbindung féiert. Beim Weichläten gëtt haaptsächlech Lät op Zinkbasis a Bläi-Zënn benotzt, déi jee no Temperaturberäich a Bläi-Zënn (150 ~ 260 ℃), Bläi-Zënn (260 ~ 370 ℃) an Bläi-Zënn (370 ~ 430 ℃) opgedeelt kënne ginn. Wann Bläi-Zënn a Bläi-Zënn benotzt ginn a Koffer oder Néckel op der Aluminiumoberfläche fir d'Löten virgeplattéiert ginn, kann d'Korrosioun op der Verbindungsfläche verhënnert ginn, fir d'Korrosiounsbeständegkeet vun der Verbindung ze verbesseren.

D'Löten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen gëtt wäit verbreet benotzt, wéi zum Beispill Filterféierungen, Verdampfer, Heizkierper an aner Komponenten. Nëmme Fëllmetaller op Aluminiumbasis kënne fir d'Löten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen benotzt ginn, dorënner Aluminium-Silicium-Fëllmetaller déi am meeschte verbreet sinn. De spezifeschen Uwendungsberäich an d'Scherfestigkeit vun de gelötete Verbindungen sinn an der Tabell 8 respektiv an der Tabell 9 gewisen. De Schmelzpunkt vun dësem Löt ass awer no beime vum Basismetall, dofir soll d'Heiztemperatur beim Löten strikt a präzis kontrolléiert ginn, fir Iwwerhëtzung oder souguer Schmëlze vum Basismetall ze vermeiden.

Tabelle 8 Uwendungsberäich vu Lätzoufüllmetaller fir Aluminium an Aluminiumlegierungen

Tabelle 9 Schéierfestigkeit vu Verbindungen aus Aluminium a Aluminiumlegierungen, déi mat Aluminium-Silizium-Fëllmetaller geléit goufen

Aluminium-Silicium-Löt gëtt normalerweis a Form vu Pulver, Paste, Drot oder Blech geliwwert. A verschiddene Fäll ginn och Kompositplacke mat Aluminium als Kär an Aluminium-Silicium-Löt als Verkleedung benotzt. Dës Zort vu Kompositplacke gëtt hydraulesch hiergestallt a gëtt dacks als Deel vu Läitkomponenten benotzt. Beim Läiten schmëlzt de Läitfüllmetall op der Kompositplack ënner der Wierkung vu Kapillarkraaft a Schwéierkraaft a fléisst, fir d'Verbindungslück ze fëllen.

(2) Flussmëttel a Schutzgas fir Läten aus Aluminium an Aluminiumlegierungen, speziell Flussmëttel gëtt dacks benotzt fir de Film ze entfernen. Den organesche Flussmëttel op Basis vun Triethanolamin, wéi fs204, gëtt mat Niddertemperatur-Weichlöt benotzt. De Virdeel vun dësem Flussmëttel ass, datt en e wéinegen Korrosiounseffekt op de Basismetall huet, awer eng grouss Quantitéit u Gas produzéiert, wat d'Befeuchtung an d'Ofdichtung vum Lät beaflosst. De reaktive Flussmëttel op Basis vun Zinkchlorid, wéi fs203 an fs220a, gëtt mat mëttlerer an héijer Temperatur-Weichlöt benotzt. De reaktive Flussmëttel ass héich korrosiv, a seng Iwwerreschter mussen nom Läten ewechgeholl ginn.

Aktuell gëtt d'Löten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen nach ëmmer vun der Entfernung vu Fluxfilm dominéiert. De benotzte Lätflussmëttel ëmfaasst Chloridbaséiert Flux a Fluoridbaséiert Flux. Chloridbaséiert Flux huet eng staark Fäegkeet fir Oxidfilm ze entfernen an eng gutt Flëssegkeet, awer et huet e groussen korrosiven Effekt op de Basismetall. Seng Iwwerreschter mussen nom Läten komplett ewechgeholl ginn. Fluoridbaséiert Flux ass eng nei Zort Flux, déi e gudden Filmentfernungseffekt huet a keng Korrosioun op de Basismetall verursaacht. Wéi och ëmmer, et huet en héije Schmelzpunkt a schlecht thermesch Stabilitéit, a kann nëmme mat Aluminium-Silicium-Löt benotzt ginn.

Beim Läten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen gëtt dacks Vakuum, neutral oder inert Atmosphär benotzt. Beim Vakuumläten soll de Vakuumgrad am Allgemengen an der Gréisstenuerdnung vun 10-3 Pa erreechen. Wann Stéckstoff oder Argongas fir de Schutz benotzt gëtt, muss seng Rengheet ganz héich sinn, an den Taupunkt muss ënner -40 ℃ leien.

3. Lättechnologie

D'Löten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen stellt héich Ufuerderungen un d'Botzen vun der Uewerfläch vum Werkstéck. Fir eng gutt Qualitéit ze kréien, mussen d'Uelegflecken an den Oxidfilm op der Uewerfläch virum Läten ewechgeholl ginn. D'Uelegflecken op der Uewerfläch ginn mat enger Na2CO3-Waasserléisung bei enger Temperatur vun 60 ~ 70 ℃ fir 5 ~ 10 Minutten ewechgeholl, an dann mat propperem Waasser ofgespullt; Den Oxidfilm op der Uewerfläch kann duerch Ätzen mat enger NaOH-Waasserléisung bei enger Temperatur vun 20 ~ 40 ℃ fir 2 ~ 4 Minutten ewechgeholl ginn, an dann mat waarmem Waasser gewäsch ginn; Nodeems d'Uelegflecken an den Oxidfilm op der Uewerfläch ewechgeholl goufen, soll d'Werkstéck fir 2 ~ 5 Minutten mat enger HNO3-Waasserléisung fir Glanz behandelt ginn, dann ënner fléissendem Waasser gereinegt a schliisslech gedréchent ginn. D'Werkstéck, dat mat dëse Methoden behandelt gouf, däerf net mat anerem Dreck beréiert oder kontaminéiert ginn, a soll bannent 6 ~ 8 Stonnen geléit ginn. Et ass besser direkt ze léiten, wann et méiglech ass.

D'Lötmethoden fir Aluminium an Aluminiumlegierungen ëmfaassen haaptsächlech Flammlöten, Lätkohlenlöten a Lätschuewenlöten. Dës Methode benotzen am Allgemengen Flux beim Läten a stellen streng Ufuerderungen un d'Heiztemperatur an d'Haltzäit. Beim Flammlöten a Lätkohlenlöten sollt een de Flux net direkt duerch d'Hëtzquell erhëtzen, fir ze verhënneren, datt de Flux iwwerhëtzt a futti geet. Well Aluminium a mëllen Lät mat héijem Zinkgehalt opgeléist ka ginn, sollt d'Erhëtzung gestoppt ginn, soubal d'Verbindung geformt ass, fir Korrosioun vum Basismetall ze vermeiden. A verschiddene Fäll gëtt beim Läten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen heiansdo kee Flux benotzt, mä Ultraschall- oder Schrabbmethoden, fir de Film ze entfernen. Wann een de Film fir d'Läten schraapt, soll een d'Wierkstéck als éischt op d'Löttemperatur erhëtzen an dann den Lätdeel vum Werkstéck mam Enn vun der Lätstang (oder engem Schrabbinstrument) ofschrauwen. Beim Bréchen vun der Uewerflächenoxidfilm schmëlzt d'Enn vum Lät a befeucht de Basismetall.

Läitmethoden fir Aluminium an Aluminiumlegierungen ëmfaassen haaptsächlech Flammlätten, Uewenlätten, Tauchlätten, Vakuumlätten a Gasabschirmlätten. Flammlätten gëtt meeschtens fir kleng Werkstécker an d'Produktioun vun Eenzelstécker benotzt. Fir de Feeler vum Flux duerch de Kontakt tëscht den Ongereinheeten am Acetylen an dem Flux ze vermeiden, wann eng Oxyacetylenflam benotzt gëtt, ass et ubruecht, eng Benzin-Drockloftflam mat liichter Reduzéierbarkeet ze benotzen, fir d'Oxidatioun vum Basismetall ze verhënneren. Beim spezifesche Lätten kënnen de Läitflussmëttel an de Fëllmetall am Viraus op der Läitplaz placéiert a gläichzäiteg mam Werkstéck erhëtzt ginn; D'Wierkstéck kann och als éischt op d'Lättemperatur erhëtzt ginn, an dann kann d'Löt, dat mat Flux gedaucht ass, an d'Lätpositioun geschéckt ginn; Nodeems de Flux an de Fëllmetall geschmolz sinn, soll d'Heizflam lues ewechgeholl ginn, nodeems de Fëllmetall gläichméisseg gefëllt ass.

Beim Läiten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen an engem Loftuewen, muss de Läitfüllmetall virbereet ginn, an de Läitflussmëttel muss an destilléiertem Waasser geschmolz ginn, fir eng déck Léisung mat enger Konzentratioun vu 50% ~ 75% ze kréien, an dann op d'Lätuewerfläch beschichtet oder gesprëtzt ginn. Eng entspriechend Quantitéit u Pulverläitflussmëttel kann och op de Läitfüllmetall an d'Lätuewerfläch geschmiert ginn, an dann gëtt déi zesummegesate Schweessdeel an den Uewen fir d'Heizläiten gesat. Fir ze verhënneren, datt de Basismetall iwwerhëtzt oder souguer schmëlzt, muss d'Heiztemperatur streng kontrolléiert ginn.

Paste- oder Folielöt gëtt allgemeng fir d'Tauchlöt vun Aluminium an Aluminiumlegierungen benotzt. Dat zesummegesate Werkstéck muss virum Läten virgehëtzt ginn, fir datt seng Temperatur no bei der Lättemperatur ass, an dann a Lätflussmëttel fir d'Läten ënnergetaucht ginn. Wärend dem Läten mussen d'Lättemperatur an d'Lätzäit streng kontrolléiert ginn. Wann d'Temperatur ze héich ass, léist sech de Basismetall liicht op an d'Löt geet liicht verluer; wann d'Temperatur ze niddreg ass, schmëlzt de Löt net genuch, an d'Lätgeschwindegkeet hëlt of. D'Lättemperatur muss no der Aart a Gréisst vum Basismetall, der Zesummesetzung an dem Schmelzpunkt vum Fëllmetall bestëmmt ginn, a läit normalerweis tëscht der Liquidustemperatur vum Fëllmetall an der Solidustemperatur vum Basismetall. D'Tauchzäit vum Werkstéck am Flussmëttelbad muss sécher stellen, datt d'Löt komplett schmëlze kann a fléisse kann, an d'Ënnerstëtzungszäit soll net ze laang sinn. Soss kann d'Siliziumelement am Löt an de Basismetall diffundéieren, wouduerch de Basismetall bei der Naht brécheg gëtt.

Beim Vakuumlätten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen ginn dacks Metallaktivatoren benotzt fir den Uewerflächenoxidfilm vum Aluminium ze modifizéieren an d'Befeuchtung an d'Verbreedung vum Lät ze garantéieren. Magnesium kann direkt op dem Werkstéck a Form vu Partikelen ugewannt ginn, oder a Form vu Damp an d'Lätzon agefouert ginn, oder Magnesium kann dem Aluminium-Siliziumlät als Legierungselement bäigefüügt ginn. Fir d'Werkstéck mat komplexer Struktur, fir de vollen Effekt vum Magnesiumdamp op de Basismetall ze garantéieren an d'Lätqualitéit ze verbesseren, ginn dacks lokal Abschirmungsmoossname getraff, dat heescht, d'Werkstéck gëtt als éischt an eng Edelstahlkëscht (allgemeng bekannt als Prozesskëscht) geluecht an dann an e Vakuumuewen fir d'Heizlätten geluecht. Vakuumgelätet Aluminium- an Aluminiumlegierungsverbindunge hunn eng glat Uewerfläch an dicht gelätet Verbindunge a mussen no dem Lätten net gebotzt ginn; awer d'Vakuumlätauschausrüstung ass deier, an de Magnesiumdamp verschmotzt den Uewen eescht, dofir muss se dacks gebotzt a gepflegt ginn.

Beim Läiten vun Aluminium an Aluminiumlegierungen an neutraler oder inerter Atmosphär kann e Magnesiumaktivator oder -flussmëttel benotzt ginn, fir de Film ze entfernen. Wann e Magnesiumaktivator benotzt gëtt, fir de Film ze entfernen, ass d'Quantitéit u Magnesium, déi néideg ass, vill méi niddreg wéi beim Vakuumläiten. Am Allgemengen ass w (mg) ongeféier 0,2% ~ 0,5%. Wann den Magnesiumgehalt héich ass, gëtt d'Qualitéit vun der Verbindung reduzéiert. D'NOCOLOK-Lätmethod mat Fluoridflussmëttel a Stickstoffschutz ass eng nei Method, déi an de leschte Jore séier entwéckelt gouf. Well d'Iwwerreschter vum Fluoridflussmëttel keng Fiichtegkeet absorbéieren an den Aluminium net korrosiv sinn, kann de Prozess vun der Entfernung vu Flussmëttelreschter nom Läiten ausgelooss ginn. Ënner dem Schutz vu Stickstoff muss nëmmen eng kleng Quantitéit u Fluoridflussmëttel beschichtet ginn, de Fëllmetall kann de Basismetall gutt naass maachen, an et ass einfach, héichqualitativ geléit Verbindungen ze kréien. Am Moment gëtt dës NOCOLOK-Lätmethod an der Masseproduktioun vun Aluminiumkühler an aner Komponenten benotzt.

Fir Aluminium an Aluminiumlegierungen, déi mat engem anere Flux wéi Fluoridflux geléit goufen, mussen d'Fluxreschter nom Läiten komplett ewechgeholl ginn. D'Reschter vum organesche Lätzflux fir Aluminium kënne mat organesche Léisunge wéi Methanol an Trichlorethylen gewäsch ginn, mat enger wässerlecher Natriumhydroxidléisung neutraliséiert a schliisslech mat waarmem a kalem Waasser gereinegt ginn. Chlorid ass de Rescht vum Lätzflux fir Aluminium, deen no de folgende Methode ewechgeholl ka ginn; Als éischt 10 Minutten a waarmem Waasser bei 60 ~ 80 ℃ awäichen, d'Reschter op der geléiter Verbindung virsiichteg mat enger Biischt botzen a mat kalem Waasser botzen; dann 30 Minutten an enger wässerlecher 15% Salpetersäureléisung a schliisslech mat kalem Waasser ofspullen.