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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verlöten des Kühlkörpers von Kraftwagenkühlern.
Es sind Verfahren zum Verlöten der Kühlkörper von Kraftwagenkühlern bekannt, nach denen der
Kühlkörper aus vorher gebeizten und mit einer leicht schmelzbaren Legierung bedeckten Kühlrohren, auf die
Kupfer-, Messing- oder Stahlrippchen aufgebracht wurden, in elektrisch oder mit flüssigen oder gasförmigen
Brennstoffen geheizte öfen eingeführt wird, wobei die Verbindung zwischen Rippchen und Rohren durch das
Schmelzen der leicht schmelzbaren Legierung erfolgt.
Die bekannten Verfahren weisen die Nachteile auf, dass die Erhitzung des gesamten Aufbaues zwecks
Schmelzung der leicht schmelzbaren Legierung nicht gleichmässig erreicht werden kann, was zur Bildung von
Stellen unvollständiger Verlötung führen kann, welche beim Betrieb des Kühlers den Wärmeübergang in hohem Masse beeinträchtigt. Die Verwendung von Beizmittel, in den meisten Fällen auf Basis von Zinkchloridlösungen führen zur Ätzung der öfen, was die Qualität der Verlötung nachteilig beeinflusst, und zur Beschädigung der im weiteren technologischen Vorgang zu verlötenden Oberflächen, weshalb nach dem Verlöten komplexe Neutralisierungsmassnahmen erforderlich sind.
Trotzdem können die Beizmittelüberreste nicht vollständig von der Oberfläche des Kühlkörpers entfernt werden, so dass diese den Ätzvorgang fortsetzen und die Lebensdauer des Kühlers verkürzen.
Ferner sind Verfahren zur Herstellung von Kraftwagenkühlern bekannt, nach denen die Kühlrippchen aus Aluminium hergestellt werden. Dabei wendet man zum Verbinden der Aluminiumrippchen mit den mit einer leicht schmelzbaren Legierung bedeckten Kühlrohren die elektrochemische oder mechanische Plattierung der zu verbindenden Aluminiumrippchen mit einer mit leichtschmelzenden Legierungen verlötbaren Metallschicht an, da die direkte Verlötung des Aluminiums wegen der Aluminiumoxydschicht schwierig ist, deren Entfernen eine Reihe komplexer Arbeiten benötigt, was den Hauptnachteil dieses Verfahrens ausmacht.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Lötarbeit im Ofen mit neutraler Atmosphäre in Gegenwart ätzender Beizen geschieht, deren Beseitigung von der Berührungsoberfläche schwierig ist.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden diese Nachteile vermieden, indem beim Verlöten ein Warmbeizbad angewendet wird, das aus 98% Mineralöl und 2% Beizmischung auf Basis von Ammoniumbromid, Ammoniak und Glycerin besteht. In dieses Bad wird der in bekannter Weise aus Rohren mit angebrachten Kupfer-, Messing-, Stahl- oder Aluminiumrippchen zusammengesetzte Kühlkörper eingelegt, nachdem vorher die Aluminiumrippchen gebeizt und mit einer Schutzschicht, und die Kühlrohre mit einer oder zwei Schichten leicht schmelzbarer Legierung sowie mit einer Schutzschicht versehen wurden, wobei der Kühlkörper in dem Beizbad 5 bis 10 min lang bei 260 bis 3000C verbleibt.
Während dieser Zeit findet das Beizen, Schmelzen der leicht schmelzbaren Legierung und das Verlöten statt, wonach der verlötete Kühlkörper in waagrechter Lage durch Luftstrahl und mit einem zweckdienlichen üblichen Lösungsmittel gewaschen wird.
Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel l : Erfmdungsgemäss erfordert die Verlötung der aus Aluminium hergestellten Kühlrippchen mit den Kühlrohren die Beseitigung der die Rippenoberflächen deckenden Oxydschicht. Zu diesem Zweck werden die Aluminiumrippchen durch Tauchen während 1 bis 5 min bei 20 bis 300C in ein Bad einer Beizlösung
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aus 5 bis 15% Stearin, 2% Ammoniumbromid und 83 bis 93% techno Alkohol besteht. Auf diese Weise entsteht auf den Rippenoberflächen eine Schutzschicht deren Stärke zwischen 2 bis 4 u liegt, wodurch eine erneute Oxydation der gebeizten Rippchen verhütet wird.
Die Kühlrohre werden durch ein übliches thermisches Verfahren mit einer mindestens 0, 04 bis 0, 06 mm starken Schicht leicht schmelzbarer Legierung bedeckt, welche folgende Zusammensetzung besitztt : 46% Zinn, 15% Zink, 15% Cadmium, 24% Blei, oder einer Lötlegierung mit zwei aufeinanderfolgenden Schichten, von denen die erste Schicht eine übliche Legierung von 40% Zinn und 60% Blei, und die zweite eine leicht schmelzbare Legierung der Zusammensetzung : 51% Zinn, 16, 2% Zink, 16, 2% Cadium und 16, 6% Blei ist. Die Kühlrohre werden dann durch Eintauchen in eine stearinhaltige Schutzlösung mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung geschützt.
Auf die derart vorbereitenden Rohre werden die in der vorstehend beschriebenen Weise behandelten Aluminiumrippchen eingesetzt, dann wird der Kühlkörper zwecks Verlötung in ein Warmbeizbad aus 98% Mineralöl und 2% Beizzusatz der Zusammensetzung : 60% Stearin, 20% Ammoniumbromid, 10% Glycerin und 10% konzentrierter Ammoniaklösung getaucht. Das zu diesem Zweck verwendete Mineralöl muss folgende Charakteristiken aufweisen : 0, 910 rel. Dichte bei 200C Farbe Unio Maxima -5, Flammpunkt nach Marcuson 265 C, Gefrierpunkt -4oC max., kinematische Zähigkeit It. C. S.
T. 228 bis 224 bei 50 und 26 bei 100oC, konventionelle Zähigkeit bei 50 C ; 30 bis 32oE, Zähigkeitszahl 85, Wassergehalt : keiner, Aschengehalt 0, 01 max., Mineralsäure und Alkalinität-nicht vorhanden-Koks nach Conradson 1, 4%.
Der Kühlkörper wird in diesem Bad 5 bis 10 min lang, je nach Grösse und Bauart, bei 260 bis 2800C belassen. Während dieser Zeit findet das Schmelzen der Legierung und die Verlötung der Aluminiumrippchen auf den Kühlrohren statt.
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Nach dem Entfernen aus dem Warmbeizbad wird der Kühlkörper in waagrechter Lage durch Luftstrahl abgekühlt, wodurch die Abkühlung und das Erstarren der Lötlegierung an den Bindungsstellen, sowie das Ablassen und die Wiedergewinnung der Warmbeizflüssigkeit durchgeführt wird.
Die vollständige Reinigung des Kühlkörpers wird durch Eintauchen in ein Bad vollzogen, welches ein zweckentsprechendes übliches Lösungsmittel enthält.
Der verlötete Kühlkörper gelangt sodann zur Montage, entsprechend dem technologischen Plan.
Beispiel 2 : Kühlrippen aus Kupfer, Messing oder Stahl werden auf Kühlrohre aufmontiert, die zuvor eine Lötzinnschicht der Zusammensetzung : 40% Zinn und 60% Blei, wie im Beispiel 1 angegeben, sowie einen Schutzanstrich durch Eintauchen in eine Schutzlösung aus 20% Stearin, 40% Paraffinöl, 18% Paraffin, 2% Ammoniumbromid und 20% Gasöl erhielten.
Der anschliessend zusammengestellte Kühlkörper wird zwecks Verlötung in ein Warmbeizbad eingeführt, dessen Zusammensetzung im Beispiel 1 angegeben wurde. In diesem Bade verbleibt der Kühlkörper 2 bis 10 min lang bei 260 bis 300 C. Während dieser Zeit findet die Beizung der Oberflächen, das Schmelzen der auf den Kühlrohren befindlichen leichtschmelzenden Legierung und die Verlötung der genannten Rippen statt.
Nach Herausnahme aus dem Warmbeizbad wird die verlötete Konstruktion wie im Beispiel 1 weiterbehandelt.
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Auflöten von nicht plattiertem Aluminium auf die Kühlrohre erzielt ; es erübrigen sich die öfen mit neutraler Atmosphäre, die bisher zum Verlöten benötigt wurden und die kostspielig und schwierig zu unterhalten sind, indem an deren Stelle Tauchbäder mit einer Warmbeizflüssigkeit verwendet werden, die gleichzeitig die Beizung der zu verlötenden Oberflächen und die gleichmässige Erhitzung bis zur Schmelztemperatur der Legierung auf den Kühlrohren gewährleisten, wodurch ohne Auftreten von Oxydationspunkten oder-zonen das Auflöten auf die Rohre erzielt wird, wobei zur Lötung keinerlei ätzende Beizmittel mehr erforderlich sind, die von der Oberfläche der Kühlkörper schwer zu entfernen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
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dass man den in bekannter Weise aus Kühlrohren mit aufgebrachten Kupfer-, Messing-, Stahl- oder Aluminiumrippchen aufgebauten Kühlkörper in ein Warmbeizbad aus 98% Mineralöl und 2% Beizmischung aus Ammoniumbromid, Ammoniak und Glycerin eintaucht, wobei vorzugsweise die Aluminiumrippchen vorher gebeizt und mit einer Schutzschicht, und die Kühlrohre mit einer oder zwei Schichten leicht schmelzbarer Legierung sowie einer Schutzschicht bedeckt wurden, und der auf diese Weise vorbereitete Kühlkörper 6 bis 10 min lang in dem auf 260 bis 3000C geheizten Warmbeizbade zum Zwecke der Beizung, Schmelzung der leicht schmelzbaren Legierung und Verlötung der Rippen an die Kühlrohre belassen wird,
wonach der verlötete Kühlkörper in waagrechter Lage mittels Luftstrahl abgekühlt und mit einem üblichen zweckentsprechenden Lösungsmittel gewaschen wird.
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The invention relates to a method for soldering the heat sink of motor vehicle radiators.
There are known methods for soldering the heat sinks of motor vehicle radiators, after which the
Heat sink made from previously pickled cooling tubes covered with an easily fusible alloy, onto which
Copper, brass or steel ribs were applied, in electrical or liquid or gaseous form
Fuels heated stoves is introduced, the connection between ribs and pipes through the
Melting of the easily fusible alloy takes place.
The known methods have the disadvantages that the heating of the entire structure for the purpose
Melting of the easily fusible alloy cannot be achieved uniformly, resulting in the formation of
Incomplete soldering can result, which greatly affects the heat transfer when the cooler is in operation. The use of pickling agents, in most cases based on zinc chloride solutions, leads to etching of the furnace, which has a negative effect on the quality of the soldering, and to damage to the surfaces to be soldered in the further technological process, which is why complex neutralization measures are required after soldering.
Nevertheless, the remnants of the pickling agent cannot be completely removed from the surface of the heat sink, so that they continue the etching process and shorten the service life of the cooler.
Furthermore, methods for the production of motor vehicle radiators are known, according to which the cooling fins are made of aluminum. To connect the aluminum fins to the cooling tubes covered with an easily fusible alloy, electrochemical or mechanical plating of the aluminum fins to be connected with a metal layer that can be soldered using fusible alloys is used, since the direct soldering of the aluminum is difficult because of the aluminum oxide layer, the removal of which is a series complex work is required, which is the main disadvantage of this method.
Another disadvantage is that the soldering work is done in the furnace with a neutral atmosphere in the presence of caustic pickles, which are difficult to remove from the contact surface.
The method according to the invention avoids these disadvantages in that a hot pickling bath is used during soldering, which consists of 98% mineral oil and 2% pickling mixture based on ammonium bromide, ammonia and glycerine. In this bath, the heat sink, which is composed in a known manner of pipes with attached copper, brass, steel or aluminum fins, is inserted after the aluminum fins have been pickled and with a protective layer, and the cooling pipes with one or two layers of easily fusible alloy and with a Protective layer were provided, the heat sink remains in the pickling bath for 5 to 10 minutes at 260 to 3000C.
During this time, pickling, melting of the easily fusible alloy and soldering take place, after which the soldered heat sink is washed in a horizontal position by an air jet and with an appropriate common solvent.
The invention is explained in more detail by the following exemplary embodiments.
Example 1: According to the invention, the soldering of the cooling fins made of aluminum to the cooling tubes requires the removal of the oxide layer covering the fin surfaces. For this purpose, the aluminum fins are immersed in a bath of a pickling solution for 1 to 5 minutes at 20 to 30 ° C
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consists of 5 to 15% stearin, 2% ammonium bromide and 83 to 93% techno alcohol. In this way, a protective layer is created on the rib surfaces, the thickness of which is between 2 and 4 microns, which prevents renewed oxidation of the pickled ribs.
The cooling tubes are covered by a conventional thermal process with a layer of easily fusible alloy at least 0.04 to 0.06 mm thick, which has the following composition: 46% tin, 15% zinc, 15% cadmium, 24% lead, or a solder alloy with two successive layers, of which the first layer is a common alloy of 40% tin and 60% lead, and the second is an easily fusible alloy of the composition: 51% tin, 16, 2% zinc, 16, 2% cadium and 16, 6% is lead. The cooling tubes are then protected by immersion in a stearic protective solution with the composition indicated above.
The aluminum fins treated in the manner described above are placed on the tubes prepared in this way, then the heat sink is placed in a hot pickling bath made of 98% mineral oil and 2% pickling additive of the composition: 60% stearin, 20% ammonium bromide, 10% glycerin and 10% for soldering. concentrated ammonia solution. The mineral oil used for this purpose must have the following characteristics: 0.910 rel. Density at 200C, color Unio Maxima -5, flash point according to Marcuson 265 C, freezing point -4oC max., Kinematic toughness It. C. S.
T. 228 to 224 at 50 and 26 at 100 ° C, conventional toughness at 50 ° C; 30 to 32oE, viscosity number 85, water content: none, ash content 0.01 max., Mineral acid and alkalinity-not available-Conradson coke 1.4%.
The heat sink is left in this bath for 5 to 10 minutes, depending on the size and type, at 260 to 2800C. During this time, the alloy melts and the aluminum fins are soldered onto the cooling tubes.
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After removal from the hot pickling bath, the heat sink is cooled in a horizontal position by an air jet, whereby the cooling and solidification of the soldering alloy at the bonding points, as well as the draining and recovery of the hot pickling liquid is carried out.
The complete cleaning of the heat sink is accomplished by immersing it in a bath which contains an appropriate common solvent.
The soldered heat sink is then assembled according to the technological plan.
Example 2: Cooling fins made of copper, brass or steel are mounted on cooling tubes that have previously been coated with a soldering tin layer of the composition: 40% tin and 60% lead, as indicated in Example 1, as well as a protective coating by immersion in a protective solution of 20% stearin, 40 % Paraffin oil, 18% paraffin, 2% ammonium bromide and 20% gas oil.
The subsequently assembled heat sink is introduced into a hot pickling bath for the purpose of soldering, the composition of which was given in Example 1. In this bath, the heat sink remains at 260 to 300 ° C. for 2 to 10 minutes. During this time, the surfaces are pickled, the low-melting alloy on the cooling tubes is melted and the ribs mentioned are soldered.
After removing it from the hot pickling bath, the soldered construction is treated further as in Example 1.
By using the method according to the invention, the soldering of non-clad aluminum onto the cooling tubes is achieved; The furnaces with a neutral atmosphere, which were previously required for soldering and which are expensive and difficult to maintain by using immersion baths with a hot pickling liquid in their place, which simultaneously pickling the surfaces to be soldered and heating them evenly up to the melting temperature, are no longer necessary ensure the alloy on the cooling tubes, whereby the soldering on the tubes is achieved without the occurrence of oxidation points or zones, whereby no caustic pickling agents are required for the soldering, which are difficult to remove from the surface of the heat sink.
PATENT CLAIMS:
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that one immerses the built-up in a known manner of cooling tubes with applied copper, brass, steel or aluminum fins in a hot pickling bath made of 98% mineral oil and 2% pickling mixture of ammonium bromide, ammonia and glycerine, the aluminum fins preferably pickled beforehand and with a Protective layer, and the cooling tubes were covered with one or two layers of easily fusible alloy and a protective layer, and the heat sink prepared in this way for 6 to 10 minutes in the hot pickling bath heated to 260 to 3000C for the purpose of pickling, melting the easily fusible alloy and Soldering of the ribs to the cooling tubes is left,
after which the soldered heat sink is cooled in a horizontal position by means of an air jet and washed with a customary appropriate solvent.
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