專利名稱：無(wú)焊料的鋁焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)焊料的鋁焊接方法和適用于此的熔劑(Fluβmittel)。
在焊接時(shí)，需要借助于熔融的焊料來(lái)焊接金屬工件。在焊接時(shí)使用焊劑，目的是使表面潔凈和由此而牢固地焊接工件。人們已經(jīng)研制出在鋁焊接中能很好地解決這個(gè)問(wèn)題的熔劑。已經(jīng)證實(shí)，基于氟鋁酸鉀的熔劑是特別適用的。例如，US3951328；4428920；4579605；5318764；DE19519515A1；德國(guó)專利申請(qǐng)……(19520812)和德國(guó)專利申請(qǐng)……(19537216)公開(kāi)了氟鋁酸鉀的制備方法或其作為熔劑的應(yīng)用。US4906307公開(kāi)了焊接鋁基合金的熔劑，其中所述熔劑含有70-90％(重量)K2SiF6和30-10％(重量)AlF3。必要時(shí)可向這種熔劑中加入其它的添加劑例如氟化鋰或氟化鈉。也可使用分散劑。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的鋁焊接法總是這樣進(jìn)行的，即除了熔劑外，必須在需焊接的金屬構(gòu)件上涂覆焊料金屬。根據(jù)US5100048和5190596的教導(dǎo)，也可這樣進(jìn)行，即將諸如硅、銅或鍺的金屬與焊劑混合。根據(jù)其它的方法，也可這樣實(shí)施，即使用鍍有焊料金屬的鋁制建筑構(gòu)件。已知方法的缺點(diǎn)是始終存在一個(gè)對(duì)焊料金屬或其它金屬例如硅、銅或鍺進(jìn)行預(yù)先涂覆或混合的加工步驟。本發(fā)明的目的是提供一種鋁焊接的方法，該方法無(wú)需使用焊料金屬即可進(jìn)行焊接。該目的通過(guò)本發(fā)明的方法和熔劑以及用于本發(fā)明方法中的一種熔劑配合料來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明使用含氟鋁酸鉀熔劑的鋁焊接的方法使得無(wú)需添加一種焊劑而可進(jìn)行處理，而是使用一種含6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀的或由此組成的熔劑。如果氟硅酸鹽的含量低于6％(重量)，那么會(huì)降低焊接的質(zhì)量。熔劑中的K2SiF6的含量?jī)?yōu)選為7-30％(重量)。那么熔劑中氟鋁酸鉀的含量為93-70％(重量)。優(yōu)選地是，K2SiF6的含量為7至低于30％(重量)，而氟鋁酸鉀的含量為93至高于70％(重量)。術(shù)語(yǔ)“氟鋁酸鉀”包括已知的、鉀的絡(luò)合氟化鋁，它們由鉀、鋁、氟和必要時(shí)的水組成。在本發(fā)明的意義中，優(yōu)選的熔劑最好含作為氟鋁酸鉀的KAlF4、K2AlF5和/或K2AlF5·H2O。K3AlF6不是優(yōu)選的或在熔劑中只含少量，例如至多5％(重量)。在這種情況下，五氟鋁酸鹽也可以以不可逆的脫水產(chǎn)物的形式存在，在德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)DE19519515A1中公開(kāi)了它們的制備方法，它通過(guò)在約260℃以上的溫度下加熱水化物質(zhì)得到。
人們可采用熔劑本身，必要時(shí)也可共同使用常規(guī)助劑。例如可使用一種在需焊接的鋁制建筑構(gòu)件表面上起熔劑粘附作用的粘合劑作為助劑。
合適的是，人們使用熔劑配合料形式的熔劑，所述熔劑配合料含有在水、一種有機(jī)液體或水和有機(jī)液體的混合物中懸浮物或漿料。當(dāng)使用“有機(jī)液體”時(shí)，通常合適地是使用諸如醇、尤其是甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇的物質(zhì)作為有機(jī)溶劑。為了制備配合料，人們可單獨(dú)使用K2SiF6和氟鋁酸鉀或與液相混合作為混合物使用。
水或有機(jī)液體的含量應(yīng)如此調(diào)節(jié)，使得能達(dá)到懸浮物或漿料所要求的濃度。懸浮物或漿料優(yōu)選含有3-70％(重量)熔劑，重量百分余量是水或有機(jī)液體的，可能還含有雜質(zhì)和其它的助劑例如分散劑。
本發(fā)明方法適用于由鋁或鋁合金制成的建筑構(gòu)件。當(dāng)然，合金中鎂的含量應(yīng)低于0.5％(重量)。按通常的方式，例如在爐中或借助于燃燒器進(jìn)行焊接。必要時(shí)可通過(guò)少量試驗(yàn)來(lái)確定合適的焊接溫度。焊接鋁的最佳溫度為580-605℃。
可按常規(guī)方式，例如通過(guò)交換、噴灑、澆灌、印刷或涂抹進(jìn)行需焊接元件的涂層。
本發(fā)明方法適用于所有不用焊料添加劑的、由鋁或鋁合金制成的構(gòu)件的焊接連接。尤其適用于冷卻器和熱交換器的焊接，例如汽車工業(yè)，以及焊接各種種類和大小導(dǎo)線的電子學(xué)工業(yè)。例如用于焊接薄的箔片。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種無(wú)焊料的熔劑。其特征在于，所述熔劑含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀或由這兩種物質(zhì)組成。這兩種物質(zhì)的優(yōu)選用量和優(yōu)選使用的氟鋁酸鉀如上所述。必要時(shí)，熔劑中可含有常規(guī)的助劑例如粘合劑。本發(fā)明無(wú)焊料的熔劑也可以成套組分(Kits)的形式存在，其中各物質(zhì)彼此分開(kāi)，并在本發(fā)明的方法中一起使用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種無(wú)焊料的熔劑配合料。它們包含對(duì)無(wú)焊料的鋁焊接起有效作用的熔劑量，所述熔劑含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀，以及其它常規(guī)的助劑，尤其是水和/或有機(jī)液體。一種優(yōu)選的無(wú)焊料的熔劑配合料含有3-70％(重量)熔劑以及重量百分余量的水和/或有機(jī)液體以及必要時(shí)其它的常規(guī)助劑例如粘合劑或分散劑。
使用K2SiF6和氟鋁酸鉀制備適用于鋁或鋁合金的無(wú)焊料焊接的熔劑或熔劑配合料的應(yīng)用是新的，并且同樣是本發(fā)明的目的。
本發(fā)明可以焊接鋁，而無(wú)需單獨(dú)添加一種焊料或金屬。這簡(jiǎn)化了工業(yè)應(yīng)用，并降低了焊接方法的成本。
下面的實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)其范圍的限制。實(shí)施例1本發(fā)明熔劑的制備將2.5g K2SiF6和10g NocolokR(一種基于KAlF4和K2AlF5的氟鋁酸鉀，Solvay Fluor和Derivate GmbH的產(chǎn)品)以細(xì)分散的形式彼此混合。實(shí)施例2本發(fā)明熔劑懸浮物的制備a)將5g水與2.5g K2SiF6和10g NocolokR混合，形成固含量約為43％(重量)的含水懸浮物。
b)將12.5g按實(shí)施例1制備的熔劑加入到5g水中，形成固含量約為43％(重量)的含水懸浮物。實(shí)施例3焊接時(shí)含K2SiF6和NocolokR的懸浮物的應(yīng)用概論將尺寸為40×5×0.5mm的鋁合金AA3003角鋼焊接在尺寸為25×25×0.3mm的相同材料的鋁片上。將構(gòu)件浸漬在含熔劑的懸浮物中，然后用丙烷氣體燃燒器進(jìn)行加熱。
通過(guò)混合指定量的水、K2SiF6和NocolokR制備懸浮物。實(shí)施例 H2O量[g] K2SiF6量[g] NocolokR量[g] 結(jié)果3.15 2.510 焊接上了3.212 3.018 焊接上了3.31807.031 焊接上了3.41808.031 焊接上了3.51809.031 焊接上了3.618010 31 焊接上了3.718012 31 焊接上了實(shí)施例4在釬焊爐中焊接類似于實(shí)施例3.5進(jìn)行該實(shí)施方式，但是，將構(gòu)件放置在加熱到約600℃的釬焊爐中。在爐中焊接構(gòu)件并取出。
權(quán)利要求
1．使用含氟鋁酸鉀的熔劑焊接鋁的方法，其特征在于未添加一種焊料進(jìn)行操作，而是使用一種含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)的一種熔劑。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用KAlF4、K2AlF5和/或K2AlF5·H2O作為氟鋁酸鉀。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于熔劑中含有7-30％(重量)的K2SiF6。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用一種熔劑配合料，熔劑配合料包含在水、有機(jī)液體或一種水和有機(jī)液體的混合物中的懸浮物或漿料的形式的熔劑。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在580-605℃的溫度下進(jìn)行鋁焊接。
6．含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀的無(wú)焊料熔劑，必要時(shí)以成套組分的形式存在，它們含有為共同使用的、分開(kāi)存在的各單個(gè)物質(zhì)。
7．無(wú)焊料的熔劑配合料，含有對(duì)無(wú)焊料鋁焊接起有效作用的熔劑量，所述熔劑含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀，以及其它常規(guī)助劑，尤其是水和/或有機(jī)液體。
8．K2SiF6和/或氟鋁酸鉀在制備熔劑中的用途，所述熔劑含有6-50％(重量)K2SiF6和50-94％(重量)氟鋁酸鉀，或者K2SiF6和/或氟鋁酸鉀在制備熔劑配合料中的用途，它們含有有效量的、可無(wú)焊料地焊接鋁的熔劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁焊接的方法,其中不再需要添加焊料。為此,使用一種含有6—50%(重量)K
文檔編號(hào)B23K35/02GK1224378SQ97196071
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1997年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月11日
發(fā)明者T·伯恩, H－J·拜爾特 申請(qǐng)人:索爾微氟及衍生物有限公司