專利名稱：無焊料的鋁焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無焊料的鋁焊接方法和適用于此的熔劑(Fluβmittel)。
在焊接時，需要借助于熔融的焊料來焊接金屬工件。在焊接時使用焊劑，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問題的熔劑。已經(jīng)證實，基于氟鋁酸鉀的熔劑是特別適用的。例如，US3951328；4428920；4579605；5318764；DE19519515A1；德國專利申請……(19520812)和德國專利申請……(19537216)公開了氟鋁酸鉀的制備方法或其作為熔劑的應(yīng)用。US4906307公開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。已知方法的缺點是始終存在一個對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，該方法無需使用焊料金屬即可進(jìn)行焊接。該目的通過本發(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實現(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)，那么會降低焊接的質(zhì)量。熔劑中的K2SiF6的含量優(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“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，在德國公開說明書DE19519515A1中公開了它們的制備方法，它通過在約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、一種有機液體或水和有機液體的混合物中懸浮物或漿料。當(dāng)使用“有機液體”時，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)作為有機溶劑。為了制備配合料，人們可單獨使用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。必要時可通過少量試驗來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)明的另一個目的是提供一種無焊料的熔劑。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，熔劑中可含有常規(guī)的助劑例如粘合劑。本發(fā)明無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，并在本發(fā)明的方法中一起使用。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種無焊料的熔劑配合料。它們包含對無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/或有機液體。一種優(yōu)選的無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/或有機液體以及必要時其它的常規(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，而無需單獨添加一種焊料或金屬。這簡化了工業(yè)應(yīng)用，并降低了焊接方法的成本。
下面的實施例旨在進(jìn)一步說明本發(fā)明，而不是對其范圍的限制。實施例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。實施例3焊接時含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。
通過混合指定量的水、K2SiF6和NocolokR制備懸浮物。實施例 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 焊接上了實施例4在釬焊爐中焊接類似于實施例3.5進(jìn)行該實施方式，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、有機液體或一種水和有機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)氟鋁酸鉀的無焊料熔劑，必要時以成套組分的形式存在，它們含有為共同使用的、分開存在的各單個物質(zhì)。
7．無焊料的熔劑配合料，含有對無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、可無焊料地焊接鋁的熔劑。
全文摘要
本發(fā)明公開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B23K35/02GK1224378SQ97196071
公開日1999年7月28日 申請日期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 申請人:索爾微氟及衍生物有限公司