Johnson Matthey Metal Joining - Erfolgreiches Hartlöten Since 1817

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1 Johnson Matthey Metal Joining - Erfolgreiches Hartlöten Since 1817

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3 Inhalt Seite Johnson Matthey plc und Johnson Matthey Metal Joining 4 Einige Vorteile des Hartlötens 4 Definition Hartlöten und der verwendeten Begriffe 6 Die sechs Schritte des erfolgreichen Hartlötens 7 Einfache Schritte, die das Hartlöten leichter machen Produkteführer 8 Silver-flo - kadmiumfreie Silber-Hartlotlegierungen Eine Produktreihe von Universal-Hartlotlegierungen Easy-flo - kadmiumhaltige Silber-Hartlotlegierungen 14 Eine Produktreihe von Universal-Hartlotlegierungen Silber-Hartlotlegierungen zum Hartlöten von Wolframkarbid 16 Inklusive den Nichtedelmetall-Hartlotlegierungen Silber-Hartlotlegierungen zum Löten von rostfreiem Stahl 20 Argo-braze 56, eine Spezial-Hartlotlegierung für rostfreie Stahlteile, die im Einsatz Feuchte und Nässe ausgesetzt sind (zur Verhinderung von Spaltkorrosion) Sil-fos- und Copper-flo-Hartlotlegierungen 22 für Kupfer und seine Legierungen Hartlot-Flussmittel 26 Flussmittel für Silber- und Nichtedelmetall-Lotlegierungen Produktformen, Verfügbarkeit, Verpackung, Qualität 34 Weich- und Hartlotlegierungen 36 Gesundheit und Sicherheit beim Hartlöten 38 3

4 Johnson Matthey plc Johnson Matthey ist weltweit führend in allen Bereichen der Edelmetalltechnologie. 180 Jahre Fachkompetenz für Edelmetallprüfung, -Behandlung und -Raffination liessen den Namen Johnson Matthey zum Inbegriff höchster Qualität und bestem Kundenservice werden. Heute ist Johnson Matthey weltweit in den Bereichen Chemie, Katalysatoren, Edelmetalle, sowie Farben und Beschichtungen, tätig. Laufend werden Technologien verbessert und neu entwickelt um die gegenwärtigen und zukünftigen Bedürfnisse unserer Kunden optimal zu erfüllen. Johnson Matthey Metal Joining Löten Was ist löten? Löten ist ein vielseitiges Fügeverfahren, mit dem sich, im Gegensatz zum Schweissen, die meisten in der Technik verwendeten Metalle miteinander verbinden lassen. Es ist ein thermisches Fügeverfahren, bei dem eine flüssige Lotlegierung in die Kapillare zwischen den zu verbindenden Werkstücken einzieht. Hartlotlegierungen haben immer einen Schmelzpunkt von über 450 C, der aber immer unter dem Schmelzpunkt der zu verbindenden Grundwerkstoffen liegt. Einige Vorteile des Hartlötens Die Eigenschaften der Lötverbindung Stark und dehnbar - gut ausgeführte Lötverbindungen können mindestens so stark wie die gefügten Grundwerkstoffe sein und halten auch schwierigen Betriebsbedingungen stand. Leckdicht - das Löten ermöglicht leckdichte Verbindungen, die bei Rohrleitungsin stallationen für Flüssigkeiten und Gase unverzichtbar sind. Elektrische Leitfähigkeit - Lötverbindungen besitzen eine gute elektrische Leitfähigkeit und werden in Anwendungen eingesetzt, für die diese Eigenschaft wichtig ist. Aussehen - Lötverbindungen haben glatte, saubere Lotkehlen. 4

5 Johnson Matthey - Metal Joining Johnson Matthey hat mehr als 70 Jahre Erfahrung mit Weich- und Hartlöten und Produktionsstätten weltweit. Es ist unser Ziel, unseren Kunden ein ausgezeichnetes Preis-/Leistungs-Verhältnis zu bieten und gleichzeitig die berühmte Qualität unserer Produkte und unseres Service konstant hoch zu halten. Es ist uns bewusst, dass unsere Kunden mit ständig wachsenden Herausforderungen konfrontiert sind. Deshalb bieten wir Ihnen eine vollumfassende technische Unterstützung. Wer unsere Produkte kauft, erhält nicht nur die beste Qualität, sondern darüberhinaus auch die Lösung seiner Hart- und Weichlötprobleme. Alle Industriesektoren, von Haushaltgeräten bis zur Luft- und Raumfahrt, zählen zu unseren Kunden. Wir haben eine Produktepalette entwickelt, die verschiedenste Anforderungen erfüllt und sind sehr daran interessiert, mit unseren Kunden partnerschaftlich zusammenzuarbeiten, um die Leistungsfähigkeit ihrer Hart- und Weichlötprozesse zu optimieren. Johnson Matthey unterstützt, mit der Fachkompetenz unserer weltweiten Niederlassungen sowie der Partner in der Industrie, laufend die Fortschritte in der Materialtechnologie. Dieser kombinierte Sachverstand ermöglicht es uns, Ihnen die beste Lösung bei Fügeproblemen anzubieten, was in vielen Fällen zu einer bedeutenden Senkung der Fertigungskosten führt. Johnson Matthey Metal Joining Qualität Die Fachgebiete von Metal Joining UK sind ISO 9002 zertifiziert und erfüllen zahlreiche kundenspezifische Qualitätsansprüche. Zertifizierungen nach nationalen und internationalen Normen sind verfügbar. Alle unsere Produkte werden durch das COSHH (Control of Substances Hazardous to Health) unterstützt. Einige Merkmale des Lötens Eine herausragende Eigenschaft des Hartlötens besteht darin, Teile unterschiedlicher Grösse und Masse aus verschiedenen Metallen und Legierungen miteinander zu verbinden. Hartlöten eignet sich auch zum Fügen von Wolframkarbid, keramischen und ähnlichen, nichtmetallischen Werkstoffen. Das Hartlöten mit Silberhartlot findet bei relativ niedrigen Temperaturen von C statt. Im Gegensatz zum Schweissen schmelzen die Grundwerkstoffe beim Hartlöten nicht. Das Lötverfahren Lötverbindungen lassen sich mittels unterschiedlichster Erwärmungsmethoden erstellen. Mittels einfacher Vorbereitung und korrekter Durchführung der Lötung werden gute Ergebnisse erzielt. Löten ist immer ein ökonomisches Fügeverfahren sowohl für kleine Stückzahlen bis hin zur Massenproduktion. Viele Lötprozesse lassen sich automatisieren, wodurch sich eine gleichbleibende Qualität, sowie eine Reduzierung der Kosten erreichen lässt. 5

6 Typ. Schweisskonstruktion Definition Hartlöten und der verwendeten Begriffe Löten als thermisches Fügeverfahren Weichlöten und Hartlöten Thermische Fügeverfahren, bei denen die geschmolzene Lotlegierung in eine Kapillare (sehr enger Spalt) zwischen zwei Oberflächen gezogen wird. Definition: - Weichlöten geschieht bei Temperaturen unter 450 C und Hartlöten über 450 C. Beide Verfahren finden unterhalb des Schmelzpunktes der zu verbindenden Werkstoffe statt. Hartlöten mit Silberhartloten Es kommen mit Silber legierte Hartlote zur Anwendung, die zwischen 600 C und 900 C schmelzen. Schweisslöten Schweisslöten ist ein thermisches Fügeverfahren, bei dem die zu fügenden Oberflächen mittels Druck und/oder Temperatur erweicht oder verflüssigt werden. Es lässt sich ohne Lot oder auch mit einer Lotlegierung mit gleichen/ähnlichen Eigenschaften wie die Grundwerkstoffe schweisslöten. Bronze-Schweisslöten Bronze-Schweisslöten ist ein thermisches Fügeverfahren, bei dem mittels einem Handbrenner und einer Lotlegierung, die einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als die Grundwerkstoffe, zu arbeiten ist. Das Verfahren benützt Lotlegierungen auf Kupferbasis mit einem Schmelzpunkt über 850 C und beruht nicht auf der Kapillarwirkung Begriffe in Verbindung mit Lötverfahren und Lotlegierungen Hartlotlegierung Flussmittel Grundwerkstoffe Benetzung Lotspalt Kapillarwirkung Solidus Liquidus Schmelzbereich Eutektikum Eine Lotlegierung mit einem Schmelzpunkt über 450 C, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes der zu verbindenden Werkstoffe. Ein Produkt aus chemischen Verbindungen, das auf die Grundwerkstoffe aufgetragen wird, um eine Oxidation während des Erwärmens zu verhindern und die Benetzung der Oberflächen und den Fluss der Lotlegierung zu fördern. Die durch Löten zu verbindenden Materialien. Die geschmolzene Lotlegierung fliesst und verbindet sich mit dem Grundwerkstoff. Die Fuge zwischen den Grundwerkstoffen, die durch das flüssige Lot gefüllt werden soll. Die Kraft, die eine flüssige Lotlegierung in den Lotspalt zieht. Die Temperatur, bei der die Lotlegierung noch solid (fest) ist. Die Temperatur, bei der die Lotlegierung und alle ihre Bestandteile flüssig sind. Der Temperaturbereich zwischen Solidus und Liquidus, in dem die Lotlegierung schmilzt. Eine Legierung mit einem einzigen Schmelzpunkt anstelle des Schmelzbereichs. Begriffe in Verbindung mit metallurgischen Problemen bei Lötverbindungen Ausseigerung ( Liquation ) Entzinkung Interkristalline Penetration Spaltkorrosion Wird eine Lotlegierung mit einem grossen Schmelzbereich zu langsam erhitzt, so wird die Komponente mit dem niedrigsten Schmelzpunkt zuerst flüssig. Die restlichen Komponenten haben eine veränderte Zusammensetzung und einen höheren Schmelzpunkt und werden nicht mehr so leicht schmelzen. Die Folge von Ausseigerungen ist gewöhnlich eine fehlerhafte und unansehnliche Lötstelle. Dies ist eine Form der elektrochemischen Korrosion, die normalerweise mit Zweikomponentenlotlegierungen in Verbindung gebracht wird, in denen die zinkhaltige Betakomponente selektiv aus dem Messing herausgewaschen wird und eine schwammartige Matrix der kupferreichen Komponente hinterlässt. Dies kann auftreten, wenn Lötverbindungen Salz oder Meerwasser ausgesetzt sind. Nickel und auf Nickel basierende Legierungen neigen während des Hartlötens mit Silberlotlegierungen zur Rissbildung. Diese Risse nennt man interkristalline Penetration oder Spannungsrisse. Sie verlaufen gewöhnlich entlang der Korngrenzen und treten nur auf, wenn die Komponenten grossen Spannungen ausgesetzt sind, die entweder im Grundwerkstoff vorhanden sind oder durch den Lötvorgang erzeugt werden. Wenn Hartlötungen mit Silberlot an Edelstahl im späteren Betrieb Wasser oder Feuchtigkeit ausgesetzt sind, kann die Lötverbindung durch Spaltkorrosion fehlerhaft werden. Dabei findet entlang der Diffusionschicht zwischen Lot und Grundwerkstoff eine fortlaufende Lösung der interkristallinen Bindung statt, d.h.die ursprünglich gelöteten Teile trennen sich. 6

7 Typische Lötkonstruktionen opt. Überlappungslänge = 3-4 x die dünnere Wandstärke opt. Überlappungslänge = 1x Rohrdurchmesser Die sechs Schritte des erfolgreichen Hartlötens Eine gute Lötung erfordert 6 grundlegende Schritte: 1. Konstruktion Lötstellen sollten immer einen Kapillarzwischenraum aufweisen, in den die geschmolzene Lotlegierung fliessen kann. Die Festigkeit der Lötstelle ist abhängig vom Lotspalt und von der Überlappungslänge der Grundwerkstoffe. Der optimale Lotspalt bei Löttemperatur für jedes Produkt kann jeweils der Tabelle mit den physikalischen Eigenschaften entnommen werden. Unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der Grundwerkstoffe beeinflussen den Lotspalt bei Löttemperatur. Für überlappende Verbindungen empfiehlt sich eine minimale Überlappungslänge der 3 bis 4-fachen Materialstärke des dünnsten beteiligten Grundwerkstoffes. Bei Rohren bis zu einem Durchmesser von 25 mm sollte die Überlappungslänge einem Rohrdurchmesser entsprechen. 2. Wahl der Lotlegierung Lotlegierungen sollten nach ihrer Eignung für eine bestimmte Anwendung gewählt werden. Zu beachten sind ferner die Form der zu lötenden Werkstücke, die Grundwerkstoffe, der Lötprozess und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die am leichtesten zu verarbeitenden Lotlegierungen sind hochsilberhaltige, leicht fliessende Legierungen mit einem niedrigen Schmelzbereich. Lotlegierungen mit höheren Löttemperaturen und grösseren Schmelzbereichen sind schwieriger in der Anwendung. 3. Reinigung vor dem Löten Die zu verbindenden Teile sollen eine öl-, fett- und oxidfreie Oberfläche aufweisen. Schmierfette und Oele lassen sich am besten mit einem entfettenden Lösungsmittel entfernen. Heisse Seifenlauge kann genauso wirksam sein. Oberflächenoxide lassen sich mit einem mittelgroben Schmirgeltuch entfernen. Die so entstehende rauhe Oberfläche bewirkt eine sehr starke Bindung der Lotlegierung an den Grundwerkstoff. Polierte Oberflächen sind zu vermeiden. 4. Die Lötstelle mit Flussmittel Die Wahl des Flussmittels ist genauso wichtig wie die der Lotlegierung. Mehr Einzelheiten finden sie auf auf den Seiten abdecken Idealerweise ist das Flussmittel auf beide Komponenten aufzutragen, bevor sie zusammengefügt und erwärmt werden. Das Flussmittel muss unterhalb des Schmelzpunkts der Lotlegierung schmelzen und aktiv werden. Es muss während des Lötzyklus aktiv bleiben, um die Oxide auf den Grundwerkstoffen aufzulösen und den Luftsauerstoff von der Lötstelle abzuhalten. Sollten die Flussmittelrückstände schwarz und glasig erscheinen, so wurde wahrscheinlich die Lebensdauer des Flussmittels während des Erwärmens überschritten. Die Ursache kann entweder, ein unzureichender Flussmittelauftrag oder eine Überhitzung der Teile sein. Um dies zu vermeiden, empfehlen wir, ein Flussmittel mit grösserer Zeit- und Temperaturstabilität einzusetzen. 5. Erwärmung der Lötstelle Es gibt verschiedene Erwärmungsmethoden für das Löten mit Silberhartloten an der Luft, wie zum Beispiel und Ansetzen des Lotes Handbrenner, fixierte Brenner, Induktions- und elektrische Widerstandserwärmung. Handbrenner und fixierte Brenner lassen sich mit unterschiedliche Brenngasmischungen betreiben, Z.B. Sauerstoff, Luft oder Druckluft, zusammen mit den Brenngasen Azetylen, Propan, Erdgas oder Wasserstoff. Für den Lötvorgang ist es entscheidend, dass die Grundwerkstoffe gleichmässig bis zur erforderlichen Löttemperatur erwärmt werden. Kurz vor Erreichen der für das Löten erforderlichen Temperatur wird das Flussmittel durchsichtig und fliesst über die Lötstelle.Wenn beim Löten von Kupfer mit einer Legierung aus der Sil-fos- und Copper-flo-Gruppe das Metall dunkelkirschrot glüht, ist dies ein Zeichen dafür, dass die erforderliche Löttemperatur bald erreicht ist. Der Lotstab, das Lotband oder der Lotdraht sollte bei Erreichen der Löttemperatur an der Öffnung des Lotspaltes angetippt werden. Leicht fliessende Lotlegierungen werden durch Kapillarkraft in die Lötstelle hinein und aussen herum fliessen. Eine zähflüssige Lotlegierung sollte entlang der gesamten Lötstelle aufgetragen werden, um eine fortlaufende Lötnaht zu bilden. Die geschmolzene Lotlegierung fliesst immer an den heissesten Ort der Lötstelle. Die Wärmezufuhr ist während des Einfliessens der Lotlegierung in den Lotspalt aufrecht zu erhalten. Beim Flammlöten empfiehlt sich ein indirektes Erwärmen. Sobald der Lötvorgang beendet ist, soll keine Wärme mehr zugeführt werden. 6. Entfernen der Wenn die Lotlegierung erstarrt ist, kann die Lötstelle mit Wasser abgeschreckt werden, um die Entfernung der Flussmittelrückstände Flussmittelrückstände zu erleichtern. Während des Abkühlens ist Vorsicht geboten, um die gelöteten nach dem Löten Teile nicht zu beschädigen oder Risse durch einen Temperaturschock zu verursachen. Es ist wichtig, die Flussmittelrückstände nach dem Lötvorgang zu entfernen. Mehr Einzelheiten darüber finden sich auf den Seiten

8 Silver-Flo Lotlegierungen kadmiumfrei Easy-Flo Lotlegierungen kadmiumhaltig 14 Silberhartlot- Legierungen für Wolframkarbid 16

9 JMMJ Hartlöten mit Silberhartloten Ein Produkteführer über Lotlegierungen und Flussmittel Argo-braze 56 für rostfreie Stähle in feuchter Umgebung 20 Sil-fos & Copper-flo Lotleg verbinden von Kupfer & Kupferleg 22 Hartlot- Flussmittel 26 Produkte Verfügbarkeit 34 Ueberblick der üblicherweise ab Lager lieferbaren Ausführungen der Hartlotlegierungen In jeder Produktgruppe sind die normalerweise ab Lager lieferbaren Ausführungsformen mit einem entsprechenden Symbol markiert. Nicht aufgeführte Ausführungsformen sind auf Bestellung lieferbar. Für weitere Angaben wenden Sie sich bitte an Johnson Matthey & Brandenberger AG. Stäbe, blank flussmittelumhüllte Stäbe Streifen Draht Pulver Ringe Flachringe Folien Paste

10 Silver-Flo Hartlotlegierungen enthalten kein Kadmium Einige Merkmale der Silver-flo-Hartlotlegierungen Johnson Matthey s Silver-flo-Produkte bilden eine Gruppe von mehr als 20 kadmiumfreien Silber-Hartlotlegierungen. Sie wurden entwickelt, um die Anforderungen beim Hartlöten in allen Bereichen der Industrie zu erfüllen. Viele dieser Legierungen ersetzen kadmiumhaltige Hartlotlegierungen hervorragend. Andere eignen sich für spezielle Anwendungen. Die grosse Auswahl an Lotlegierungen ermöglicht es dem Kunden, für jeden Lötprozess das optimale Produkt auszuwählen, sowohl in Bezug auf die Kosten (verschiedene Silbergehalte) als auch in Bezug auf die jeweiligen Eigenschaften der Legierung. Diese leicht fliessenden Silber-Hartlotlegierungen mit niedrigem Schmelzbereich und einfacher Anwendung ergeben starke und saubere Lötstellen. Mehrzwecklegierungen im mittlerem Schmelzbereich, mit gutem Fliessverhalten und günstigen Kosten. Lotlegierungen mit geringem Silbergehalt füllen grössere Lotspalte und erzeugen breitere Lotkehlen. Alle Legierungen der Silver-flo-Palette sind kadmiumfrei und eignen sich zur Herstellung von Einrichtungen, die mit Getränken sowie Nahrungs- und Genussmitteln in Kontakt kommen. Welche Werkstoffe lassen sich mit den Silver-flo-Produkten hartlöten? Die folgenden Werkstoffe lassen sich mit Silver-flo-Hartlotlegierungen und einem geeigneten Flussmittel verbinden: Kupfer und Kupferlegierungen wie Messing, Bronze, Neusilber, Aluminiumbronze und Kupfernickel. Nickel und Nickellegierungen: Beachten Sie bitte die Empfehlungen auf Seite 13 Teil 6 Stahl: geeignet für eine grosse Auswahl an kohlenstoffhaltigen und niedrig legierten Stählen. Edelstähle: Beachten Sie bitte die Empfehlungen auf der Seite 20, sofern die fertige Lötstelle Nässe und/ oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden soll. Wolframkarbid und PKD-Segmente: Für diese Materialien bieten wir Ihnen spezielle Lotlegierungen. Beachten Sie bitte die Empfehlungen auf Seite 16. Spezielle Hinweise: Diese Produkte können nicht zum Löten von Aluminium, Magnesium und deren Legierungen verwendet werden. Die niedrig schmelzenden Lotlegierungen sind für Kupferlegierungen mit einem Bleigehalt von mehr als 2% empfohlen. Aluminiumbronze und Messing mit einem Aluminiumgehalt von mehr als 2% benötigen das Flussmittel Easy-flo-Aluminiumbronze. Messing mit einem hohen Zinkgehalt erfordert generell die Verwendung einer Lotlegierung mit einem Silbergehalt von mehr als 16%.

11 Die Silver-flo-Legierungen - Merkmale und Eigenschaften Physikalische Eigenschaften der Silver-flo-Lotlegierungen Legierung Zusammensetzung Schmelz- Zug-/ BS1845: DIN 8513 EN 44 optimaler lieferbare Ag Cu Zn Sn/Si bereich C Scher Lötspalt in mm Formen festigkeit N/mm 2 ** Universal-Hartlotlegierungen für niedrige Temperaturen Silver-flo 67E Silver-flo /155 AG 13 L-Ag 60 AG Silver-flo Sn /165 -(AWS Bag7) - AG Silver-flo 56S 56S Sn/0.2Si / Silver-flo Sn /145 AG 14 L-Ag 55:Sn* AG Silver-flo 453S Sn/0.2Si Silver-flo Sn /185 L-Ag 45:Sn* AG 4*** Silver-flo / Silver-flo /185 L-Ag 44 AG Silver-flo /165 AG Silver-flo Sn /155 AG 20 L-Ag 40:Sn AG Silver-flo Sn / Silver-flo Sn /195 L-Ag 34:Sn* AG 6*** Silver-flo / Silver-flo Sn /135 AG 21 AG Silver-flo /145 AG Hartlotlegierungen für mittlere und hohe Temperaturen Silver-flo /175 L-Ag 25 AG 205*** Silver-flo /155 AG 205*** Silver-flo Si /145 L-Ag 20 AG Silver-flo Si / Silver-flo / Silver-flo /155 L-Ag 12 AG Silver-flo Si /135 L-Ag 5* AG Silver-flo Si / Silver-flo Si / Silver-flo Si / * Entspricht nicht exakt den Anforderungen von DIN 8513 ** Die Zug- und Scherfestigkeitswerte beziehen sich auf gelötete Weichstahlprüflinge entsprechend DIN 8525 *** Entspricht nicht exakt den Anforderungen von EN (BS Britisch Standard Norm / DIN Deutsche Industrie Norm / EN Europäische Norm / AWS American Welding Society). Auswahl der richtigen Lotlegierung Wählen Sie aus der obigen Tabelle die geeignete Lotlegierung aus. Deren Eigenschaften werden auf den folgenden Seiten eingehender beschrieben. Fragen Sie Johnson Matthey, ob das gewählte Produkt geeignet und verfügbar ist. In vielen Fällen liegt die Wahl auf der Hand. Wir empfehlen Ihnen jedoch, bei neuen Hartlötprozessen all diese Kriterien zu prüfen und vor Produktionsbeginn Tests durchzuführen. Wird ein Flussmittel benötigt? Das Hartlöten an der Luft erfordert ein Flussmittel als Paste, Pulver oder einen flussmittelumhüllten Lötstab. Nehmen Sie den Schmelzbereich der Lötlegierung und vergleichen Sie ihn mit dem aktiven Bereich (Arbeitsbereich) der Flussmittel auf Seite 27. Ein Flussmittel soll aktiv sein, bevor die Lotlegierung zu schmelzen beginnt und mindestens 50 C über dem Liquidus der Lotlegierung aktiv bleiben. Weitere Informationen zu den Flussmitteln finden sich auf den Seiten

12 Silver-Flo kadmiumfreie Lotlegierungen Anwendungsbereiche und Eigenschaften Produkte, Anwendungsbereiche und Eigenschaften Silver-flo S S 45 Die Legierungen dieser Gruppe kombinieren niedrigste Löttemperaturen mit engen Schmelzbereichen. Sie fliessen sehr leicht und erzeugen feine, saubere Lötstellen mit schmalen Lotkehlen. Sie weisen hervorragende mechanische Eigenschaften auf, eignen sich für Anwendungen in Meerwasser und sind auch resistent gegen Entzinkung. Diese Legierungen werden oft als Ersatz für kadmiumhaltige Legierungen wie Easy-flo, Easy-flo No.2, DIN Argo-flo und Argo-flo benützt. Durch ihre engen Schmelzbereiche sind sie ideal für Anwendungen, bei denen Ausseigerungen in der Lotlegierung ein Problem sein könnte (Seite 6). Silver-flo 55 und 56 sind die am weitesten verbreiteten Legierungen und sind in allen gängigen Formen erhältlich. Silver-flo 56 hat einen leicht niedrigeren Schmelzpunkt und entspricht den Anforderungen der AWS A5.8 für den Typ BAg-7. Silver-flo 56S and Silver-flo 453S enthalten Zinn und einen bestimmten Siliziumanteil. Aus diesem Grund fliessen diese Legierungen sehr leicht, erzeugen glatte Lotkehlen und bieten ein schönes, ästhetisches Aussehen. Silver-flo 452 fliesst leicht und enthält Zinn. Diese Legierung wird empfohlen, wenn das Vorhandensein von Silizium nicht erwünscht ist. Sie ist die Standardlegierung in der Kältebranche. Silver-flo 45 ist eine zinnfreie Version von Silver-flo 453S und Silver-flo 452 mit einem engen Schmelzbereich. Silver-flo Silver-flo 302 Silver-flo Silver-flo Silver-flo Silver-flo 40 und 38 bieten eine Kombination von gutem Fliessverhalten und der Eigenschaft, Lotspalte zu füllen, die mehr oder weniger eng sind. Daher eignen sie sich sowohl für Handlötungen als auch für das maschinelle, automatisierte Hartlöten mittels Lotformteilen. Von diesen beiden Legierungen wird Silver-flo 40 häufiger verwendet. Der breite Schmelzbereich von Silver-flo 302 macht dieses ideal für Anwendungen, bei denen breitere Lotkehlen nötig sind und/oder für Lotspalte, die nicht mit engen Toleranzen gefertigt werden können. Es wird zum Löten von Rohrleitungen in der Kühl - und Klimaanlagenindustrie benützt, häufig auch in Form von flussmittelumhüllten Lotstäben, speziell für Bau- und Renovierungsarbeiten. Obwohl sie weitgehend von anderen Silver-flo Lotlegierungen abgelöst wurden, gibt es für diese Typen noch einige begrenzte Einsatzmöglichkeiten. Silver-flo 33 ist aufgrund des engen Schmelzbereiches gut für Stufenlötungen geeignet (Seite 13 ; Absatz 4). Für Teile aus Kupfer und aus weichem, unlegiertem Stahl sind diese Legierungen ein guter Kompromiss zwischen den teureren Lotlegierungen mit hohem Silberanteil und niedrigem Schmelzpunkt und den Hochtemperaturloten auf der Basis von Messing, Neusilber oder Bronze. Diese Legierungen können grössere Lotspalte füllen als die leicht fliessenden Legierungen mit hohem Silberanteil. Sie eignen sich ebenfalls zum Stufenlöten oder zur Farbangleichung (Seite 13; Abschnitte 4 und 5). Silver-flo 25 ist eine Allzwecklegierung, mit der sich gut Lotkehlen formen lassen. Silver-flo 24 wird bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten und in der Modelltechnik benützt. Silver-flo 20 und 18 enthalten beide eine kleine Menge Silizium, welches die Benetzung und die Oberfläche der Lotkehle verbessert. Silver-flo 16 eignet sich gut für Stufenlötungen. Diese Lotlegierungen sind hier nur der Vollständigkeit halber aufgeführt, da ihre Nachfrage sehr begrenzt ist. Sie können bei automatisierten Lötvorgängen als Alternative zu Messinglotlegierungen Verwendung finden. Sie eignen sich zum Löten von Wolframkarbideinsätzen in Werkzeuge und Sägeblätter, wobei der kleine Silberanteil die Fliesseigenschaften verbessert. Sie sind nur limitiert erhältlich. 12

13 Die Silver-flo Lotlegierungen - Produkte und technische Ausführungen Technische Ausführungen zu den Silver-flo Produkten 1 zinnhaltige Silver-flo Legierungen 2 siliziumhaltige Silverflo Legierungen 3 gegen Entzinkung resistente Lotlegierungen 4 Stufenlötungen Beim schnellen Abkühlen von hohen Temperaturen (über 300 C) neigen diese Legierungen zum Reissen. Sie sollten nicht abgeschreckt werden, wenn sie zum Löten von Komponenten mit stark unterschiedlichen Wärmeausdehnu ngskoeffizienten verwendet werden. Diese Legierungen können benützt werden, um Stähle zu löten, sind aber nicht empfehlenswert, wenn die Stahlteile im Einsatz starken Stoss-, Zug- oder Ermüdungsbelastungen ausgesetzt sind, da das Silizium mit Eisen eine brüchige, intermetallische Phase bildet. Wenn man Konstruktionen lötet, die mit Meerwasser oder anderen wässrigen Lösungen mit hoher Ionenkonzentration in Berührung kommen, ist es wichtig, dass sowohl das Ausgangsmetall als auch das Lot resistent gegen Entzinkung ist (Seite 6). Silver-flo Legierungen 60, 56, 55, 452, 453S, 44 und 43 bieten hervorragende Resistenz gegen Entzinkung und sind beim Löten von Anlagen, die mit Meerwasser in Berührung kommen, sowie im Schiffbau weit verbreitet. Silver-flo 55 ist die verbreitetste Legierung; sie weist eine niedrige Löttemperatur und hervorragende Fliesseigenschaften auf. Ist eine Konstruktion mit zwei oder mehreren Lötvorgängen zu erstellen, so kann es nötig sein, Lotlegierungen mit gegeneinander abgesetzten Schmelzpunkten zu verwenden. Mit dieser Technik wird vermieden, dass die fertigen Lötstellen durch die nachfolgende Lötung beschädigt werden. Es gibt eine ganze Reihe von Legierungen, die enge Schmelzbereiche aufweisen und ideal für Stufenlötungen sind. Beispiel: erster Lötvorgang zweiter Lötvorgang dritter Lötvorgang Silver-flo 18 ( ºC) Silver-flo 33 ( ºC) Silver-flo 55 ( ºC) Silver-flo Legierungen 24, 20 und 16 sind ebenso zum Stufenlöten geeignet. 5 Farbangleichung Für manche Anwendungen ist ein Lot mit zu den Grundwerkstoffen passender Farbe wünschenswert. Die folgenden Silver-flo Lotlegierungen kommen dafür in Frage: Die Silver-flo 60, 56 und 55 Legierungen sind silbrig in der Farbe und für die Benützung auf Neusilber oder rostfreiem Stahl geeignet, vorausgesetzt es besteht keine Gefahr der Spaltkorrosion (Seite 6). Die Lotlegierungen Silver-flo 20, 18 und 16 sind eher gelb oder messingfarben. Sie stimmen farblich recht gut mit Messing überein. Der Schmelzpunkt des Lotes kann jedoch ziemlich nahe am Schmelzpunkt des Grundwerkstoffes liegen. 6 Löten von Legierungen auf Nickel-Basis Nickel und Nickel-Legierungen sind beim Hartlöten mit Silberlotlegierungen empfindlich auf Rissbildung. Die aufgrund interkristalliner Penetration auftretenden Risse werden oft als Spannungsrisse bezeichnet (Seite 6). Kupferlegierungen mit hohem Nickelanteil, wie 70:30 Kupfer-Nickel, neigen ebenfalls zu diesem Verhalten. Das Vermeiden mechanischer Spannungen löst aber das Problem. Silver-flo 60 wird empfohlen, wenn Spannungsfreiheit nicht garantiert werden kann. Diese Lotlegierung mit relativ niedrigem Zinkanteil und hoher Löttemperatur verursacht weniger Spannungsrisse. 13

14 Easy-Flo Lotlegierungen enthalten Kadmium Einige Merkmale der Easy-flo Lotlegierungen Johnson Matthey s Easy-flo Produkte bilden eine Gruppe von 7 Legierungen, die über die letzten 60 Jahre entwickelt und eingeführt wurden. Kadmiumhaltige Lotlegierungen verfügen über die beste Kombination von Schmelzbereich, Fliessverhalten und mechanischen Eigenschaften. Je höher der Silberanteil ist, desto leichter fliessen die Legierungen. Wo geeignete Sicherheitsvorkehrungen vorhanden sind, lassen sie sich als die ökonomischsten Lotlegierungen einsetzen. Lotlegierungen mit niedriger Löttemperatur und niedrigem Schmelzbereich. Hervorragendes Fliessverhalten und mechanische Eigenschaften. Aufgrund des niedrigeren Silberanteils gegenüber entsprechenden kadmiumfreien Lotlegierungen sind sie preisgünstiger. Lotlegierungen für enge bis zu solchen mit breiten Lotspalten, mit guter Lotkehlenbildung. Ideal zum Löten mit dem Schweissbrenner oder mit jeder anderen schnellen Erwärmungsmethode. Welche Materialien können mit Easy-flo Lotlegierungen verbunden werden? Die folgenden Materialien lassen sich mit Easy-flo Lotlegierungen und einem geeigneten Flussmittel verbinden: Kupfer und Kupferlegierungen: inklusive Messing, Bronze, Neusilber, Aluminium-Bronze und Kupfer-Nickel. Nickel und Nickellegierungen: Vergleiche Seite 13; Teil 6. Es gelten sowohl für Easy-flo als auch für Silverflo Lotlegierungen die gleichen Empfehlungen. Stahl: eine grosse Auswahl wie zum Beispiel Flussstahl, kohlenstoffhaltige und niedriglegierte Stähle. Edelstähle: Vergleichen Sie Seite 20-21, wenn die fertige Lotstelle Nässe ausgesetzt werden soll. Wolframkarbid und PCD-Segmente: Vegleichen Sie Seite für Lotlegierungen, die sich speziell für diese Werkstoffe eignen. Wichtig: Diese Produkte eignen sich nicht zum Hartlöten von Aluminium, Magnesium und ihren Legierungen. Lotlegierungen mit niedrigerem Schmelzpunkt werden für Kupferlegierungen mit einem Bleigehalt von mehr als 2% empfohlen. Aluminiumbronze und Messing mit einem Aluminiumgehalt von mehr als 2% erfordern die Verwendung des Flussmittels Easy-flo Aluminiumbronze. Messing mit hohem Zinkgehalt erfordert generell die Verwendung einer Lotlegierung mit einem Silbergehalt von mehr als 16%. 14

15 Die Easy-flo Lotlegierungen Merkmale und Eigenschaften Die physikalischen Eigenschaften der Easy-flo Lotlegierungen Legierung Zusammensetzung Schmelz- *Zug- / BS1845: DIN 8513 EN 44 optimaler lieferbare Ag Cu Zn Cd bereich C Scher Lotspalt Formen festigkeit mm N/mm 2 ** Easy-flo /155 AG1 L-Ag50Cd AG Easy-flo /155 AG2 AG DIN Argo-flo /155 L-Ag40Cd AG Argo-flo /155 AG3 AG 305** Mattibraze /165 AG11 L-Ag34Cd Argo-swift /155 AG12 AG Argo-bond / Andere kadmiumhaltige Legierungen können auf Anfrage geliefert werden. * Die Daten beziehen sich auf gelötete Weichstahlprüflinge entsprechend DIN ** Entspricht nicht exakt den Anforderungen von EN Die richtige Lotlegierung auswählen: Wählen Sie aus den Produkten der obigen Tabelle und lesen Sie über deren Eigenschaften auf den folgenden Seiten nach. Nehmen Sie mit Johnson Matthey Rücksprache, ob das gewählte Produkt geeignet und vorrätig ist. In vielen Fällen liegt die Wahl auf der Hand. Für neue Lötaufgaben empfiehlt es sich, all diese Kriterien zu prüfen und vor Produktionsbeginn zu testen. Wird ein Flussmittel benötigt? Beim Hartlöten an der Luft muss man ein Flussmittel, entweder als Paste, Pulver oder flussmittelumhüllten Lötstab, benützen. Vergleichen Sie den Schmelzbereich der Lotlegierung mit dem aktiven Bereich (Arbeitsbereich) der Flussmittel auf Seite 27. Ein Flussmittel soll aktiv sein bevor die Legierung zu schmelzen beginnt und mindestens 50 C über dem Liquidus der Lotlegierung aktiv bleiben. Weitere Informationen zu den Flussmitteln finden Sie auf den Seiten Die Easy-flo Lotlegierungen: Produkte, Anwendungen und Eigenschaften Easy-flo Easy-flo 2 Argo-flo DIN Argo-flo Mattibraze 34 Diese beiden Silberlotlegierungen kombinieren die niedrigste Liquidus-Temperatur (siehe Seite 6) mit den engsten Schmelzbereichen aller Silberlotlegierungen. Deswegen werden sie von vielen Benützern als die besten aller verfügbaren Lotlegierungen betrachtet. Beide Lotlegierungen sind besonders dann zu empfehlen, wenn eine minimale Löttemperatur gewünscht ist, um die Eigenschaften des Grundwerkstoffes zu erhalten. Sie sind ideal für Lötstellen mit einem engen, regelmässigen Spalt und erzeugen saubere Verbindungen mit optimaler Duktilität und Festigkeit. Easy-flo No. 2 ist im Vergleich zu Easy-flo die preisgünstigere Variante, wobei es aber dessen gute Löteigenschaften behält. Diese Universal-Lotlegierungen zeigen gute Löteigenschaften, wie engen Schmelzbereich, gutes Fliessverhalten, gutes Spaltfüllvermögen und die Fähigkeit zur Bildung von Lotkehlen. Argo-swift Argo-bond Argo-swift und Argo-bond haben breitere Schmelzbereiche und höhere Liquidus-Temperaturen (siehe Seite 6). Sie werden normalerweise nicht für Anwendungen mit langsamer Erwärmungsgeschwindigkeit empfohlen. Sie sind gut zur Formung von Lotkehlen geeignet, da sie breitere Lotspalte überbrücken können. Technische Hinweise Sicherheitsvorkehrungen bei der Verwendung kadmiumhaltiger Lotlegierungen Heutzutage ist die potentielle Gefahr, die von Kadmiumrauch ausgeht, weithin bekannt. Die gezielte Absaugung kadmiumhaltiger Dämpfe während des Lötens ist nun zwingend. Die Verwendung kadmiumhaltiger Lotlegierungen für Anlagen die mit Lebensmitteln, Getränken und Genussmitteln, sowie für medizinische Geräte in Berührung kommen ist nicht erlaubt. Falls Sie der Meinung sind, dass kadmiumhaltige Lotlegierungen ein Gesundheitsrisiko darstellen, dann sollten Sie eine kadmiumfreie Lotlegierung aus der Johnson Matthey Silver-flo Palette benützen. Details zur maximalen Arbeitsplatzkonzentration (MAK) entnehmen Sie bitte den spezifischen Sicherheits-Datenblättern. Diese sollte man immer vor dem Gebrauch eines kadmiumhaltigen Lotes durchlesen. 15

16 Silberlotlegierungen für Wolframkarbid (Hartmetall) Einige Merkmale der Produkte Werkzeuge und Verschleissteile aus Wolframkarbid (Hartmetall) sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften weit verbreitet. Wolframkarbid weist eine geringe Duktilität auf und ist relativ brüchig. Deshalb sind die Wolframkarbidteile auf eine duktile und hochfeste Unterlage aufzulöten, gewöhnlich Stahl. Diese Palette von Johnson Matthey Silberlotlegierungen ermöglicht das optimale Hartlöten von Wolframkarbid. Es sind sowohl kadmiumfreie als auch kadmiumhaltige Lotlegierungen verfügbar. Nickel- und manganhaltige Legierungen weisen ein verbessertes Benetzungsverhalten bei denjenigen Wolframkarbiden auf, die schwierig zu löten sind. Lotlegierungen wie Silver-flo 55 und Easy-flo 2, die bei niedrigen Temperaturen leicht fliessen, eignen sich besonders für kleine Wolframkarbidstücke. Nickel- und manganhaltige Legierungen eignen sich für breitere Lotspalte und mittelgrosse Wolframkarbidstücke. Tri-foil Produkte sind zum Löten von grossen und schweren Wolframkarbidstücken einzusetzen. Diese Lotfolien enthalten in der Mitte eine Kupfereinlage, welche die, aufgrund der sehr verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Hartmetall und Stahl, auftretenden Spannungen absorbiert und so die Gefahr von Rissen vermindert. 16

17 Silberhartlotlegierungen für Wolframkarbid Merkmale und Eigenschaften Physikalische Eigenschaften der Lotlegierungen Lotlegierung Zusammensetzung Schmelz- Standards optimaler lieferbare Ag Cu Zn Cd Andere bereich C BS Lötspalt in Formen /EN mm Leicht fliessende Lotlegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt Easy-flo AG1/AG Easy-flo No AG2/AG Silver-flo Sn AG14/AG Silver-flo Sn (AWS Bag7) Lotlegierungen mit besserem Benetzungsverhalten auf Wolframkarbid Easy-flo No Ni AG9/AG Argo-braze 49H Mn/4.5 Ni AG18/AG Tri-foil zum Löten grösserer Wolframkarbidstücke Easy-flo Tri-foil C* Argo-braze 49LM Tri-foil* Mn/0.5 Ni Andere Legierungen Argo-braze Mn/3Ni Argo-braze Ni AWS BAg Argo-braze Ni AWS BAg * Tri-foil haben eine Kupferzwischenlage Nichtedelmetall Hartlotlegierungen für Wolframkarbid Johnson Matthey bietet zahlreiche Nichtedelmetall-Lotlegierungen an. Diese haben sich für das Hartlöten von Wolframkarbid als geeignet erwiesen und sind dafür entworfen worden. Für nähere Information wenden Sie sich bitte an einen Verkaufsingenieur von Johnson Matthey & Brandenberger AG. Diese Bronzelegierungen sind nur in begrenztem Umfang ab Lager verfügbar, da sie in der Regel auf Anfrage/Bestellung gefertigt werden. Lotlegierung Zusammensetzung Schmelz- Standards Bemerkungen und Lotspalt Cu Zn Mn Ni Andere bereich C BS B-Bronze B CU7/CU5 B & C Bronze wird zum Ofenlöten ohne Flussmittel verwendet C-Bronze und füllt Lotspalte bis zu 0.5mm. F-Bronze Co F & D Bronze sind für Steinbohrer geeignet. D-Bronze Co Zum Löten an der Luft verwenden Sie das Flussmittel Tenacity 125. Die Auswahl der richtigen Lotlegierung Die Auswahl der richtigen Lotlegierung ist von einer Reihe von Faktoren abhängig: Grösse und Zusammensetzung des Wolframkarbidstückes, die Auslegung der Lötstelle, Erwärmungsmethode, Erfahrung des Löters und Einsatzbedingungen des Fertigteils. Für weitere Informationen konsultieren Sie die Seiten 18 und 19 dieser Broschüre oder einen Verkaufsingenieur von Johnson Matthey. Wird ein Flussmittel benötigt? Auf leicht zu benetzenden Wolframkarbiden sind Universalflussmittel wie Easyflo -Flussmittelpulver/-paste und Mattiflux 0 -Flussmittelpaste zu empfehlen. Für schwieriger zu benetzende Wolframkarbide sind Flussmittel, die Bor enthalten, wie Tenacity 6 -Flussmittelpulver und Mattiflux 3A Flussmittelpaste, besser geeignet. 17

18 Silberlotlegierungen für Wolframkarbid Produkte, Anwendungsgebiete und Eigenschaften Leicht fliessende Lotlegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt Easy-flo Easy-flo 2 Silver-flo Easy-flo / Easy-flo No. 2 / Silver-flo 55 / Silver-flo 56 - Der tiefe Schmelzpunkt dieser Lotlegierungen ermöglicht die Bildung von starken, dünnen Lötfugen und reduziert die auftretenden Spannungen durch ihr ausgleichendes thermisches Ausdehnungsverhalten. Die Anwendung ist für Wolframkarbidstücke mit einer Ausdehnung von max. 9 mm vorgesehen. Lotlegierungen mit verbessertem Benetzungsverhalten auf Wolframkarbid Easy-flo 3 Easy-flo No. 3 ist eine kadmiumhaltige Legierung, die Nickel enthält. Das Nickel verbessert die Benetzung auf Wolframkarbiden und erzeugt eine weniger leicht fliessende Legierung. Dadurch resultiert eine dickere Lötfuge, die grössere Spannungen aushält. Die maximale Grösse der mit Easy-flo 3 zu lötenden Wolframkarbidstücke liegt bei etwa 19 mm. Argo-braze 49H Argo-braze 49H ist eine kadmiumfreie Legierung, die Nickel und Mangan enthält. Der Mangananteil verbessert die Benetzung auf Wolframkarbiden die Titan und Tantal enthalten, da diese, unter normalen Lötbedingungen, schwer zu benetzen sind. Argo-braze 49H wird als kadmiumfreier Ersatz für Easy-flo No. 3 benützt. Die empfohlene Maximalgrösse des Wolframkarbidstückes ist etwa 19 mm. Tri-foil zum Hartlöten von grösseren Wolframkarbidstücken Easy-flo Tri-foil C Argo-braze 49LM Bei Arbeiten mit grösseren Wolframkarbidteilen, ist die Lötfuge künstlich zu verbreitern. Hierzu dient ein Zwischenblech oder eine dünne Schicht aus einem Basiswerkstoff (üblicherweise Kupfer), welche auf beiden Seiten mit Lot beschichtet ist (Sandwichaufbau). Dadurch wird das Wolframkarbid an der einen Seite des Zwischenbleches und der Stahl an der anderen Seite des Zwischenbleches angelötet. Die dickere Lötstelle ermöglicht einen Spannungsabbau und vermindert so die Gefahr von Rissen. Es sind zwei Tri-foil Produkte erhältlich: Easy-flo Tri-foil C enthält Kadmium und weist eine mittlere Schicht aus Kupfer mit Easy-flo Lot an beiden Seiten auf. Argo-braze 49LM Tri-foil ist kadmiumfrei und weist eine mittlere Schicht aus Kupfer mit Argo Braze 49LM-Lot an beiden Seiten auf. Um das Benetzen der Wolframkarbide zu verbessern enthält es Nickel (Ni) und Mangan (Mn). Weitere Produkte Argo-braze 40 Argo-braze 40 ist eine kadmiumfrei Lotlegierung, die 40% Silber und 2% Nickel enthält. Falls der höhere Liquidus von 780 C akzeptiert werden kann, lässt sie sich zum Löten von Wolframkarbid verwenden. Argo-braze 502 Argo-braze 502 ist eine kadmiumfreie Lotlegierung. Als Lotpaste ist sie allgemein zum Induktionslöten von Wolframkarbidstückchen auf Kreissägeblätter aus Stahl in Verwendung. Argo-braze 50 Argo-braze 50 ist eine kadmiumhaltige Lotlegierung mit Nickel und Mangan, welche ursprünglich zum Hartlöten von Wolframkarbid-Werkzeugspitzen entwickelt wurde. Heute ist sie nur noch begrenzt erhältlich. 18

19 Silberlotlegierungen - Produkte und technische Überlegungen Technische Überlegungen zum Löten von Wolframkarbid Risse in Wolframkarbid Wolframkarbide haben im Vergleich zu Stahl einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dies bedeutet, dass sie sich beim Erhitzen und Abkühlen weniger ausdehnen und zusammenziehen als Stahl. Als Folge davon können sich im Wolframkarbid während des Abkühlens nach dem Löten Spannungen aufbauen. Das Ausmass der Spannungen, die durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten bedingt sind, ist auch von der Grösse des verwendeten Karbidstücks abhängig. Dadurch kann das Wolframkarbidstück während oder nach dem Löten, auch aufgrund von Belastungen im späteren Einsatz, Risse bekommen. 1. Die richtige Konstruktion Wenn man den Lotspalt vergrössert, erhält man eine dickere Schicht dehnbaren Lotes, das die Spannungen des der Lötstelle hilft Risse Ausdehnungsverhaltens ausgleichen kann. Bei grossen Wolframkarbidstücken kann die Benützung von zu dünnen vermeiden Grundwerkstoffen zu Rissen führen, weil sie die starke Spannung nicht aushalten können, die durch das unterschiedliche Zusammenziehen beim Abkühlen entsteht. Dickere Grundwerkstoffe oder -körper, die das Wolframkarbid halten, können die Fehleranfälligkeit reduzieren. Bei grossen Längen von Wolframkarbiden kann Biegen oder Brechen ein Problem sein. Um dies zu vermeiden, werden mehrere Wolframkarbidteile in Reihe aneinandergeschoben. 2. Die richtige Auswahl der Konventionelle, leicht fliessende Lote wie Easy-flo 2 oder Silver-flo 55 und Silver-flo 56, füllen Lotspalte bis zu 0,05 mm. Um Lotlegierung hilft Risse Risse zu vermeiden soll die maximale Länge des Wolframkarbidstückes 9 mm Länge nicht überschreiten. vermeiden Grössere Wolframkarbidteile können so stark unter Spannung geraten, das Risse beim Löten oder beim anschliessenden Schleifen entstehen können. Abhilfe schafft ein künstlich verbreiterter Lötspalt, der sich mit einer weniger leicht fliessenden Lotlegierung (Easy-flo 3 oder Argo-braze 49H) oder einer Tri-foil Lotlegierung leicht realisieren lässt. 3. Abkühlen und Um Spannungen und mögliche Risse zu vermeiden wird immer empfohlen, das gelötete Wolframkarbidwerkstück langsam und Fertigstellen des gelöteten gleichmässig abzukühlen und auf keinen Fall in Wasser abzuschrecken. Wärmespannungen, erzeugt durch partielle Werkstückes Reibungswärme, die beim Schleifen und Polieren des Wolframkarbidteiles entstehen, sind zu vermeiden bzw. zu minimieren. Benetzen des Lotes auf Wolframkarbid Löttechnik Löten polykristalliner Segmente (PKD) Das Wolframkarbid lässt sich von der geschmolzenen Lotlegierung leichter benetzen, wenn die Oberfläche kurz vor dem Löten angeschliffen, dann entfettet und sauber gehalten wird, bevor das Flussmittel aufgetragen wird (auf keinen Fall polieren). Die Benetzungsneigung des Wolframkarbid mittels Lot hängt von dessen Zusammensetzung ab. Wolframkarbide mit einem Titan- oder Tantalkarbidanteil lassen sich schwerer benetzen als Standard-Wolframkarbide. Die Benetzung kann verbessert werden, indem man nickel- oder manganhaltige Lotlegierungen benützt (z. B. Argo-braze 49H oder Easy-flo 3) und spezielle, mit Bor modifizierte Flussmittel wie Tenacity 6 einsetzt. Wenn man das Wolframkarbid mit einem leicht zu benetzenden Metall wie Kupfer oder Nickel beschichtet oder galvanisiert, kann dieses Problem entschärft werden. Die Strategie des Erwärmens ist so zu wählen, dass beide Komponenten gleichzeitig auf Löttemperatur kommen. Achtung: Das Wolframkarbidteil nicht überhitzen, da sonst zu grosse Spannungen entstehen. Wenn die Lotlegierung einmal geschmolzen ist, empfiehlt es sich, das Wolframkarbidstück sofort leicht hin und her zu bewegen, um die Benetzung zu verbessern und eingeschlossenes Gas oder Flussmittel entweichen zu lassen. Trotzdem die Lötzeit nicht übermässig verlängern! Viele der Prinzipien, die für das Löten von Wolframkarbidstücken aufgezeigt wurden, gelten auch für das Hartlöten von PKD- Plättchen (polykristalliner Diamant). Die Wahl des Lotes und des Flussmittels folgt denselben Grundregeln. Es sollten Lotlegierungen mit Schmelzpunkten unter 750 C benützt werden, um die PKD-Schicht nicht zu schädigen. 19

20 Argo-braze 56 Hartlöten von rostfreiem Stahl für den Einsatz unter feuchten Bedingungen Merkmale von Argo-braze 56 Für Teile aus rostfreiem Stahl, deren Lötstellen im späteren Einsatz Nässe oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden, ist die Lotlegierung ganz besonders sorgfältig auszuwählen. Unter diesen Bedingungen können aufgrund von Grenzflächen- oder Spaltkorrosion Schäden an den Lötverbindungen entstehen. Es ist dies ein Korrosionseffekt an der Übergangsschicht zwischen der Lotlegierung und dem rostfreien Stahl. Argo-braze 56 ist bekanntermassen unter den meisten Bedingungen resistent gegen Grenzflächenkorrosion, unabhängig von der Sorte des rostfreien Stahls. Argo-braze 56 ist zinkfrei und somit resistent gegen Entzinkung. Argo-braze 56 ist nach DIN für das Hartlöten von rostfreien Stählen vorgesehen, um der Spaltkorrosion vorzubeugen. 20

21 Argo-braze 56 Merkmale und Eigenschaften Physikalische Eigeschaften von Argo-braze 56 Lotlegierung Zusammensetzung Schmelz- Standards optimaler lieferbare Ag Cu In Ni bereich C EN 44 Lotspalt mm Formen Argo-braze AG403* mm * Entspricht nicht exakt den Anforderungen von EN 44 Das Produkt und seine Eigenschaften Argo-braze 56 Die Lotlegierung hat einen breiten Schmelzbereich ( C) und ist, auch völlig geschmolzen, relativ zähflüssig. Dadurch ist sie geeignet, um breite Lotkehlen entlang der Lötstellen zu erzeugen. Vor dem Auftragen der Lotlegierung sollte die zu lötende Stelle bereits Löttemperatur erreicht haben. So wird einer Ausseigerung vorgebeugt, d.h. es wird verhindert, dass der Anteil der Lotlegierung mit dem niedrigsten Schmelzpunkt bereits zu fliessen beginnt, bevor die Lotlegierung als Ganzes geschmolzen ist. Eine schnelle Erwärmungsmethode, wie etwa durch Induktion oder einen Sauerstoff-Azetylenbrenner, erweist sich hier als sehr nützlich. Welches Flussmittel Für kleine Komponenten empfiehlt sich Easy-flo Stainless Steel grade flux oder Mattiflux 0. wird benötigt? Wenn eine längere Erhitzung nötig ist, sollte Tenacity 4A oder 5 verwendet werden. Wichtig: - Borhaltige Flussmittel wie Tenacity 5A, Tenacity 6 und Mattiflux 3A sollten nicht verwendet werden, da Bor dafür bekannt ist, das Risiko der Spaltkorrosion zu erhöhen. Technische Hinweise zur Grenzflächen- oder Spaltkorrosion Was ist Grenzflächenoder Spaltkorrosion? Grenzflächen- oder Spaltkorrosion ist eine besondere Art des Versagens die entsteht, wenn Silberlot-Lötstellen an rostfreiem Stahl im Betrieb Wasser oder Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Unter diesen Bedingungen kann ein Versagen der Lötstelle entlang der Grenzfläche zwischen Edelstahl und Lotlegierung entstehen. Unter welchen Bedingungen Drei Kriterien müssen zutreffen, damit ein Versagen durch Spaltkorrosion entstehen kann: entsteht Spaltkorrosion? 1) Mindestens ein Teil der Lötstelle ist aus Edelstahl. 2) Die verwendete Lotlegierung ist anfällig für diese Art von Korrosionsangriff. 3) Die fertiggestellte Lötstelle ist im Einsatz Feuchtigkeit oder Nässe ausgesetzt. Welche Stoffe sind Alle Arten von Edelstahl sind anfällig für Angriffe durch Spaltkorrosion. betroffen? Die nickelfreien oder Ferritstähle und martensitischen Stähle mit geringem Nickelgehalt (z.b. Typen 403, 4, 416, 420, 430, 431) sind höchst anfällig auf Grenzflächen- oder Spaltkorrosion. Austenitische Edelstahlsorten (z.b. Typen 302, 303, 304, 316, 321) sind resistenter. Versagen bei diesen Sorten sind selten, wenn die korrekten Lötlegierungen gewählt werden. Wie resistent sind - Silberlotlegierungen? Generell sind beim Löten mit einem Flussmittel an der Luft die kadmiumhaltigen Legierungen am wenigsten resistent gegen Spaltkorrosion. Die kadmiumfreien Silver-flo-Produkte und nickelhaltigen Silberlotlegierungen bieten, insbesondere auf austenitischem Stählen, eine grössere Resistenz. Andere Lotlegierungen, Orobraze Gold-Hartlotlegierungen. die gegen Spaltkorrosion Pallabraze Palladium-Hartlotlegierungen. weitgehend resistent sind: B Bronze und C Bronze Kupfer-Hartlotlegierungen. JM P35/40 Weichlot Silber/Zinn Weichlotlegierungen. Für weitergehende Informationen wenden Sie sich bitte an Johnson Matthey & Brandenberger AG. 21

22 Sil-fos & Copper-flo Legierungen zum Hartlöten von Kupfer & Kupferlegierungen Silber-Kupfer-Phosphor- und Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen Johnson Matthey stellt eine grosse Palette von Silber-Kupfer-Phosphorund Kupfer-Phosphor-Lotlegierungen her. Ihre herausragende Eigenschaft ist die Fähigkeit, Kupfer an der Luft ohne Zusatz von Flussmittel hartzulöten. Bei Zusatz von Flussmittel sind die Legierungen auch zum Löten von anderen Kupfer- Legierungen, mit Ausnahme der eisenund nickelhaltigen, geeignet. Die beliebtesten der verfügbaren Lotlegierungen, einschliesslich ihrer Zusammensetzung und der Schmelzbereiche, finden sie in der Tabelle auf Seite 23. Einige Merkmale dieser Gruppe Selbstfluxende Lotlegierungen (d.h. zusätzliches Flussmittel ist nicht nötig) für Kupfer-Kupfer- Verbindungen. Hartlöten von Kupfer, Messing und Bronze unter Verwendung eines geeigneten Flussmittels. Kostengünstige Lotlegierungen mit niedrigem Silbergehalt zum Hartlöten von Kupferrohrleitungen. Silberhaltige Legierungen mit niedrigem Phosphorgehalt bieten verbesserte Dehnbarkeit und elektrische Leitfähigkeit. Diese Legierungen sind nicht zum Hartlöten von nickel- oder eisenhaltigen Legierungen geeignet. Welche Materialien können mit dieser Produktelinie gelötet werden? Kupfer Messing und Bronze mit Verwendung eines Flussmittels. 22