Löten von Aluminiumlegierungen
Das Löten von Aluminium mit nicht korrosiven Flussmitteln ist das führende Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern für Kraftfahrzeuge. In letzter Zeit hat sich dieses Verfahren in der stationären Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik (HVAC&R)-Industrie sowohl für private als auch für gewerbliche Anwendungen weiter verbreitet. Der Standard-Lötprozess umfasst das Verbinden von Komponenten mit einer Lötlegierung, typischerweise einer Aluminium-Silizium-Fülllegierung. Al-Si-Aluminiumlotlegierungen haben Schmelzbereiche von 577 °C bis 610 °C, was deutlich niedriger ist als der Schmelzpunktbereich der für Wärmetauscher verwendeten Basis-Aluminiumlotlegierung (630 °C – 660 °C). Ein beständiger und anhaltender Trend in allen Sektoren der Wärmetauscherherstellung geht in Richtung geringeres Gewicht, was durch eine Verringerung der Dicke der Komponenten erreicht wird. Auch die Korrosionsbeständigkeit ist ein Schlüsselfaktor – insbesondere wenn keine zusätzliche Beschichtung oder Behandlung nach dem Löten erfolgt. Diese oft widersprüchlichen Trends verlangen nach gelöteten Aluminiumlegierungen mit immer höherer Festigkeit nach dem Löten. Während Legierungen der Reihen 7xxx (legiert mit Zn) und 2xxx (legiert mit Cu) auf die höchsten Festigkeiten aller Aluminiumlotlegierungen ausscheidungsgehärtet werden können, ist ihre Korrosionsbeständigkeit ohne zusätzliche Beschichtung gering und ihre Solidustemperaturen liegen unterhalb des Schmelzbereichs der derzeit verwendeten Flussmittel- und Füllmetallkombinationen und sind daher nicht für die Herstellung von Wärmetauschern durch Löten geeignet.
Die am häufigsten zum Löten von Aluminium verwendeten Legierungen stammen aus der 3xxx-Reihe (mit Mn legiert).
Nachdem diese Legierungen während des Lötzyklus der hohen Temperatur ausgesetzt wurden, haben sie eine relativ geringe mechanische Festigkeit nach dem Löten. Eine höhere Festigkeit bieten Legierungen aus der 5xxx-Serie (legiert mit 2 bis 5 Gew.-% Mg), bei denen die Festigkeit nach dem Löten durch Mischkristallhärtung erreicht wird, oder die 6xxx-Serie (legiert mit Mg und Si), die ausscheidungsgehärtet werden kann.
Neben der Erhöhung der mechanischen Festigkeit nach dem Hartlöten ermöglicht die Zugabe von Mg zu bestimmten Legierungen eine verbesserte Bearbeitbarkeit. Für Wärmetauscherkomponenten wie Anschlussblöcke und Gewindefittings ist eine mechanische Bearbeitung erforderlich. Bei den oben genannten Legierungen gibt es jedoch eine gewisse Einschränkung. Sie alle enthalten Magnesium. Während des Lötzyklus beeinflusst Mg den Prozess der Oxidentfernung negativ, und es ist allgemein anerkannt, dass Mg-Konzentrationen nur bis zu 0,3 % mit dem Standard-Lötflussmittel sicher gelötet werden können. Dieser negative Einfluss kann durch die Verwendung von cäsiumhaltigen Verbindungen gemildert werden. Der Mechanismus der Mg-Interferenz mit dem Lötprozess und die positive Rolle von Cs-Zusätzen zum Flussmittel bei der Bekämpfung der Auswirkungen von Mg sind die Themen der vorliegenden Arbeit.
Spezifikation und Datenblatt
Oberfläche
Spezifikation und Datenblatt
| Abmessungen der gelöteten Aluminiumlegierungen | ||
| Streifen | Blätter | |
| Dicke | 0,051 mm - 3,0 mm | 0,4 mm - 6,35 mm |
| Breite | 6 mm - 1600 mm | 500--1600mm |
| Länge | max. 10000mm | |
| Kantenqualität | Beschnitten | Beschnitten und geschlitzt; gesägt |
|
Innendurchmesser Innendurchmesser |
305 mm, 405 mm, 505 mm Papierkern, Aluminiumkern, ohne Kern. | |
| Außendurchmesser | max. 1600 mm ohne Anschlusspunkt | |
| Verkleidung | |
| Verkleidung | Eine Seite; Beide Seiten |
| Verkleidungsrate | 5 %, 7,5 %, 10 %, 13 %, 15 % (andere Plattierungsanteile auf Anfrage verfügbar) |
| Verkleidungstoleranz |
Verkleidungsdicke von 1,5 %-- Verkleidungsdicke von 4,0 - 6,0 %: +/-1,0 Verkleidungsdicke von 6,0-- Verkleidungsdicke von 12,0 - 20,0 %: +/-2,0 |
Oberfläche
| Oberfläche | |
| Qualität | Mill-Finish; für Dicke 0,3–3,5 mm, chemisch entfettet |
| Markierung | Tintenmarkierung |
1> Toleranz nach EN und ASTM.
2> Höhere Dicke auf Anfrage.
3> Sonderabmessungen, Toleranzen und Legierungen auf Anfrage.
| Hartlöten Aluminiumlegierung Abmessungen Chemische Zusammensetzung | |||||||||||
| ALUMINIUMVERKLEIDETE LEGIERUNGEN | Andere | ||||||||||
| Legierung | Und | Fe | Cu | Mn | mg | Kr | Zn | Von | jeder | gesamt | |
| Plattierte Legierungen für VCA-Löten gemäß EN573-3 | |||||||||||
| 4004 |
Mindest. max. |
9.0 10.5 |
- 0,8 |
- 0,25 |
- 0,10 |
1.0 2.0 |
- - |
- 0,20 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 4104 (derzeit im Ruhestand g 0,02 % - 0,20 % Tag) |
Mindest. max. |
9.0 10.5 |
- 0,8 |
- 0,25 |
- 0,10 |
1.0 2.0 |
- - |
- 0,20 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| Tonlegierungen für das CAB-Löten gemäß EN573-3 | |||||||||||
| 4343 |
Mindest. max. |
6.8 8.2 |
- 0,8 |
- 0,25 |
- 0,10 |
- - |
- - |
- 0,20 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 4045 |
Mindest. max. |
9.0 11.0 |
- 0,8 |
- 0,30 |
- 0,05 |
- 0,05 |
- - |
- 0,10 |
- 0,20 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 4047 ein |
Mindest. max. |
11.0 13.0 |
- 0,6 |
- 0,30 |
- 0,15 |
- 0,10 |
- - |
- 0,20 |
- 0,15 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| Zn-haltige plattierte Legierungen für das CAB-Löten | |||||||||||
| 4343.ZN |
Mindest. max. |
6.8 8.2 |
- 0,8 |
- 0,25 |
- 0,10 |
- - |
- - |
0,8 1.2 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 4045.ZN |
Mindest. max. |
9.0 11.0 |
- 0,8 |
- 0,30 |
- 0,05 |
- 0,05 |
- - |
0,8 1.2 |
- 0,20 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| Plattierte Legierungen für den Korrosionsschutz nach EN573-3 | |||||||||||
| 1050A |
Mindest. max. |
- 0,25 |
- 0,40 |
- 0,05 |
- 0,05 |
- 0,05 |
- - |
- 0,07 |
- 0,05 |
- 0,03 |
- - |
| 7072 |
Mindest. max. |
- 0,7 (Si+Fe) |
- 0,10 |
- 0,10 |
- 0,10 |
- - |
0,8 1.3 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
|
| Alle Daten in Gew.-%; Kundenspezifische Legierungszusammensetzung auf Anfrage. | |||||||||||
| 3××× Legierungen nach EN573-3 und ASTM 3××× | |||||||||||
| 3003 |
Mindest. max. |
- 0,6 |
- 0,7 |
0,05 0,25 |
1.0 1.5 |
- - |
- - |
- 0,10 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 3004 |
Mindest. max. |
- 0,30 |
- 0,70 |
- 0,25 |
1.0 1.5 |
0,8 1.3 |
- - |
= 0,25 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 3005 |
Mindest. max. |
- 0,6 |
- 0,70 |
- 0,30 |
1.0 1.5 |
0,20 0,6 |
- 0,10 |
- 0,25 |
- 0,10 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 3103Enthältmax.0,10%(Zr+Ti) |
Mindest. max. |
- 0,50 |
- 0,70 |
- 0,10 |
0,9 1.5 |
- 0,30 |
- 0,10 |
- 0,20 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 3105 |
Mindest. max. |
- 0,6 |
- 0,7 |
- 0,30 |
0,30 0,80 |
0,20 0,80 |
- 0,20 |
- 0,40 |
- 0,10 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 5×××-nicht wärmebehandelbare Legierungen gemäß EN573-3 und ASTM 5××× | |||||||||||
| 5049 |
Mindest. max. |
- 0,40 |
- 0,50 |
- 0,10 |
0,50 1.10 |
1,60 2,50 |
- 0,30 |
- 0,20 |
- 0,10 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 5052 |
Mindest. max. |
- 0,25 |
- 0,40 |
- 0,10 |
- 0,10 |
2.2 2.8 |
0,15 0,35 |
- 0,10 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 5083 |
Mindest. max. |
- 0,40 |
- 0,40 |
- 0,10 |
0,40 1.0 |
4.0 4.9 |
0,05 0,25 |
- 0,25 |
- 0,15 |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 6×××-nicht wärmebehandelbare Legierungen gemäß EN573-3 und ASTM 6××× | |||||||||||
| 6063 |
Mindest. max. |
0,20 0,60 |
- 0,35 |
- 0,10 |
- 0,10 |
0,45 0,90 |
- 0,10 |
- 0,10 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 6951 |
Mindest max. |
0,20 0,50 |
- 0,08 |
0,15 0,40 |
- 0,10 |
0,40 0,8 |
- - |
- 0,20 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| 7×××-nicht wärmebehandelbare Legierungen gemäß EN573-3 und ASTM 7××× | |||||||||||
|
7020 Enthält 0,08 %–0,25 % (Zr+Ti) und 0,08 % – 0,20 % Zr |
Mindest. max. |
- 0,35 |
- 0,40 |
- 0,20 |
0,05 0,50 |
1.0 1.4 |
0,10 0,35 |
4.0 5.0 |
- - |
- 0,05 |
- 0,15 |
| Hartlöt-Aluminiumlegierungs-Physikalische-Eigenschaftsdaten-des-Streifenmaterials | ||||||||||||||||
|
Legierung |
Temperament |
Dicke (mm) |
Toleranz (mm) |
Mantelverhältnis (%) |
Zug Stärke (MPa) |
Ertrag Stärke (MPa) |
Verlängerung (%) Mindest |
Anwendung | ||||||||
| 3003 | H14 | 0,08 ~ 0,12 | ±0,005 | Keiner | 150~200 | ≥120 | 1 |
Verdampfer fin und Platte |
||||||||
| 3003 | H26 | 0,3 ~ 0,35 | ±0,015 | Keiner | 190~220 | ≥160 | 8 |
Glasmontage Halterungsmaterial |
||||||||
| 3003 | H14 | 0,06 ~ 0,1 | ±0,005 | Keiner | 150~200 | ≥120 | 1 |
Kühlerrippe und Platte |
||||||||
|
4343/3003/ 4343 |
H14 | 0,06 ~ 0,1 | ±0,005 | 8~12 | 150~200 | ≥120 | 1 | |||||||||
|
4343/3003/ 4343 |
H14 | 0,08 ~ 0,12 | ±0,005 | 8~12 | 150~200 | ≥120 | 1 |
Parallel Kondensator |
||||||||
|
4343/3003/ 4343 |
H14 | 0,1 ~ 0,12 | ±0,005 | 8~12 | 150~120 | ≥120 | 1 |
Ladeluft kühleres Material |
||||||||
|
4045/3003/ 4045 |
H14 | 0,1 ~ 0,12 | ±0,005 | 8~12 |
150~200 |
|||||||||||
