Beim Hartlöten von Aluminiumlegierungen ist die Wahl des richtigen Materials entscheidend.
Die beste Aluminiumlegierung zum Hartlöten ist in der Regel eine Legierung auf Basis des Al-Si-Systems mit einem Siliziumgehalt von etwa 11,7 %.
Diese Zusammensetzung bildet ein eutektisches System mit einer eutektischen Temperatur von 577 °C.
Diese Legierung wird aufgrund ihrer hervorragenden Lötbarkeit, Festigkeit, Farbkonsistenz und Korrosionsbeständigkeit häufig verwendet.
Sie eignet sich zum Löten einer Vielzahl von Aluminiumlegierungen mit relativ hohen Schmelzpunkten, wie z. B. 3A21.
Welches ist die beste Aluminiumlegierung zum Hartlöten? 5 wichtige Punkte, die zu beachten sind
1. Zusammensetzung und Eigenschaften von Al-Si-Hartloten
Das Al-Si-System mit einem Siliziumgehalt von 11,7 % ist ein eutektisches System.
Das bedeutet, dass es einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als andere Zusammensetzungen innerhalb desselben Systems.
Die eutektische Temperatur von 577 °C ist beim Löten von Vorteil, da sie das Risiko einer Beschädigung des Grundmaterials während des Erhitzungsprozesses verringert.
Diese Legierungen sind für ihre hervorragende Hartlötbarkeit bekannt.
Die Hartlötbarkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Lotwerkstoffs, mit dem Grundwerkstoff zu fließen und sich mit ihm zu verbinden.
Die eutektische Zusammensetzung gewährleistet ein gutes Fließen und eine gute Benetzung des Grundwerkstoffs, was zu starken und dauerhaften Verbindungen führt.
Die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Lötverbindung wird auch durch den Verdichtungsprozess verbessert, der auf diese Legierungen angewendet werden kann.
Dieser Prozess erhöht ihre Zähigkeit und Biegefestigkeit.
2. Zusatz von Magnesium und anderen Elementen
Die Zugabe von Magnesium und anderen Elementen zu den Al-Si-Lötlegierungen kann deren Eigenschaften weiter verbessern.
So erleichtern beispielsweise Legierungen wie 4004 und 4104, die einen hohen Magnesiumgehalt aufweisen, den Abbau der Oxidschicht durch den "Getter"-Effekt.
Obwohl sie die Benetzbarkeit der Oberfläche geringfügig verringern können, werden diese Legierungen in der Regel beim Vakuumlöten ohne Flussmittel verwendet.
3. Lötverfahren und -techniken
Vakuumlöten und Löten mit nicht korrosiven Flussmitteln in einer inerten Atmosphäre sind die bevorzugten Verfahren für Aluminiumlegierungen.
Diese Verfahren vermeiden die mit korrosiven Flussmitteln verbundenen Nachteile und ermöglichen eine genaue Kontrolle der Löttemperatur und -umgebung.
Ausscheidungsgehärtete Legierungen, wie die der 6xxx-Serie (Al-Si-Mg), können nach dem Löten thermisch bearbeitet werden, um ihre mechanischen Eigenschaften wiederherzustellen oder zu verbessern.
Dies ist besonders nützlich für Legierungen, die während des Lötvorgangs thermische Veränderungen erfahren.
4. Herausforderungen beim Hartlöten von Aluminiumlegierungen
Aluminium ist in hohem Maße oxidierbar und bildet eine stabile Aluminiumoxidschicht, die die Benetzung durch den Lotwerkstoff behindert.
Um diese Oxidschicht zu unterdrücken, werden Techniken wie chemische Maßnahmen (z. B. korrosives Flussmittel, Basen- oder Säureangriff, Verwendung von Magnesium) oder mechanische Maßnahmen (z. B. Schleifen) eingesetzt.
Die nahe beieinander liegenden Schmelzbereiche von Grund- und Zusatzwerkstoff beim Aluminiumlöten erfordern eine genaue Temperaturkontrolle und eine gleichmäßige Wärmeverteilung, um ein erfolgreiches Löten zu gewährleisten.
5. Schlussfolgerung
Die eutektische Legierung Al-Si mit einem Siliziumgehalt von 11,7 % ist die beste Wahl für das Löten von Aluminiumlegierungen.
Sie bietet einen optimalen Schmelzpunkt, hervorragende Lötbarkeit und die Fähigkeit, starke, korrosionsbeständige Verbindungen zu bilden.
Der Zusatz von Elementen wie Magnesium kann die spezifischen Eigenschaften weiter verbessern und macht diese Legierungen vielseitig für verschiedene Lötanwendungen einsetzbar.
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