Das Vakuumlöten von Aluminium wird in der industriellen Produktion häufig eingesetzt. Wie erfolgt das Hartlöten von Aluminium und Aluminiumlegierungen? Das folgende Shanghai Nonferrous Network führt Sie in die Lötmethoden von Aluminium und Aluminiumlegierungen ein.
Das Vakuumlöten von Aluminiumlegierungen erfolgt im Hochvakuum. Nach sorgfältiger Reinigung bildet sich auf der Oberfläche der Aluminiumlegierung unter Vakuum- und Hochtemperaturbedingungen nicht leicht ein dicker Oxidfilm. Das Lötmaterial kann die Oberfläche des Grundmetalls ohne Lötmittel benetzen, um den Zweck des Lötens zu erreichen. Die Temperatur beim Vakuumlöten einer Aluminiumlegierung ist höher als die Liquiduslinie des Lötmaterials und niedriger als die Soliduslinie des Grundmaterials. Beim Hartlöten schmilzt das Lotmaterial in einen flüssigen Zustand, während das Grundmaterial im festen Zustand verbleibt.
Das Vakuumlöten von Aluminium weist im Vergleich zum Vakuumlöten anderer Metalle einige Besonderheiten auf. Magnesiummetall wird häufig als Aktivator beim Vakuumlöten von Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet. Unter den Metallaktivatoren, die das Hartlöten von Aluminium beschleunigen können, hat Mg einen hohen Dampfdruck und lässt sich im Vakuum leicht verdampfen, was die Entfernung von Al2O3 unterstützt. Da es außerdem relativ günstig ist, hat es sich zu einem häufig verwendeten Aktivator beim Vakuumlöten von Aluminiumlegierungen entwickelt. Bei den Metallaktivatoren handelt es sich um einige Elemente mit höherem Dampfdruck und größerer Affinität zu Sauerstoff als Aluminium, wie etwa Antimon, Wismut, Magnesium usw.
Magnesium kann als Aktivator direkt am Werkstück in Form von Partikeln eingesetzt werden, in Form von Dampf in den Lötbereich eingebracht werden oder dem Aluminium-Silizium-Lötfüllmetall als Legierungselement zugesetzt werden.
Die Menge an Magnesium, die dem Hartlot zugesetzt wird, hat einen erheblichen Einfluss auf die Benetzbarkeit des Hartlots. Mit zunehmender Magnesiummenge erhöht sich der Fließkoeffizient des Hartlots. Mit zunehmendem Magnesiumgehalt verstärkt sich jedoch auch die Auflösung von Aluminium durch das Lot, was auf die Bildung des ternären Eutektikums Al-Mg-Si zurückzuführen ist; und wenn der Magnesiumgehalt zu hoch ist, kann das Hartlot leicht verloren gehen und die Oberfläche der Schweißverbindung beschädigen. Unter Berücksichtigung des Aluminiumprofilherstellers beträgt der ωMg des Hartlots vorzugsweise 1,0 %–1,5 %. Studien haben gezeigt, dass bei der Zugabe von Wismut mit einem Massenanteil von etwa 0,1 % bei gleichzeitiger Zugabe von Magnesium zum Aluminium-Silizium-Hartlot die Menge des dem Hartlot zugesetzten Magnesiums reduziert, die Oberflächenspannung des Hartlots verringert, die Benetzbarkeit verbessert und die Anforderungen an das Vakuum reduziert werden können.
Vakuum-Aluminiumlöten eignet sich für Stoßverbindungen, T-Verbindungen und ähnliche Verbindungen, da diese Verbindungen offener sind und sich der Oxidfilm im Spalt leicht entfernen lässt. Der Oxidfilm in der Überlappungsfuge ist schwieriger zu entfernen und wird daher nicht empfohlen.
Die Ausbreitungsfähigkeit des Lotmaterials beim Vakuumlöten ist schlechter als beim Tauchlöten, daher sollte ein größerer Lötspalt verwendet werden.
Der Prozess des Vakuumlötens von Aluminium ist grundsätzlich derselbe wie der Vakuumlöten anderer Metalle. Da die Filmentfernung jedoch von der Wirkung des Magnesiumaktivators abhängt, werden bei Schweißnähten mit komplexen Strukturen häufig lokale Abschirmungszusatzmaßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass das Grundmaterial die volle Wirkung des Magnesiumdampfs erhält. Das heißt, die Schweißnaht wird zunächst in eine Edelstahlbox (gemeinsam als Prozessbox bezeichnet) gelegt und dann zum Erhitzen und Löten in einen Vakuumofen gegeben, was die Lötqualität erheblich verbessern kann. Bei Bedarf kann der Box eine kleine Menge reiner Magnesiumpartikel beigefügt werden, um die Wirkung zu verstärken. Die Oberfläche vakuumgelöteter Aluminiumteile ist glatt, die Lötnaht ist dicht und nach dem Löten ist keine Reinigung erforderlich.
Das Vakuumlöten hat einen neuen Weg für das flussmittelfreie Löten von Aluminium eröffnet und die Qualität der Lötprodukte verbessert, weist jedoch auch bestimmte Nachteile auf, vor allem: komplexe Ausrüstung, hohe Produktionskosten und schwierige Wartungstechnologie des Vakuumsystems; Magnesiumdampf lagert sich an der Ofenwand, dem Wärmeisolationsschirm und dem Vakuumsystem ab, beeinträchtigt die Arbeitsleistung der Geräte und erfordert eine häufige Reinigung und Wartung. Es beruht auf Strahlungserwärmung mit langsamer Geschwindigkeit und schlechter Gleichmäßigkeit, insbesondere bei großen und komplexen Schweißkonstruktionen. Dieses Phänomen ist schwerwiegender und eignet sich daher für Schweißkonstruktionen mit kleinerer Größe und einfacherer Struktur.
