Beim Hartlöten von Aluminium beeinflussen mehrere Faktoren die Festigkeit der entstehenden Verbindung.
1. Hartlötlegierungen und ihr Einfluss auf die Festigkeit
Die Wahl der Lötlegierung ist entscheidend.
Al-Si-Lote, insbesondere solche mit einem Siliziumgehalt von 7 bis 12 %, sind für ihre hervorragende Lötbarkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt.
Diese Legierungen können verdichtet werden, um die Zähigkeit und Biegefestigkeit der Lötverbindung zu erhöhen.
Das Al-Si-System mit einem Siliziumgehalt von 11,7 % (eutektische Zusammensetzung) wird aufgrund seiner niedrigen eutektischen Temperatur von 577 °C häufig verwendet.
Dadurch eignet es sich zum Löten einer Vielzahl von Aluminiumlegierungen.
2. Lötprozess und seine Rolle für die Festigkeit
Das Hartlöten von Aluminium erfolgt in der Regel bei Temperaturen zwischen 580 und 620 °C.
Dieser Prozess erfordert eine präzise Temperaturkontrolle, um sicherzustellen, dass das Lot ausreichend benetzt wird und sich mit dem Grundmetall verbindet, ohne Schäden zu verursachen.
Die Verwendung kontrollierter Atmosphären, wie Stickstoff beim CAB-Löten (Controlled Atmosphere Brazing), hilft, Oxidation zu verhindern und die Qualität der Lötverbindungen zu gewährleisten.
3. Kompatibilität von Aluminiumlegierungen mit dem Hartlöten
Nicht alle Aluminiumlegierungen können gelötet werden.
Die Solidustemperatur der Aluminiumlegierung muss höher sein als die Mindestlöttemperatur des Zusatzwerkstoffs, in der Regel über 600 °C.
Legierungen mit hohem Magnesiumgehalt (über 2 %) sind aufgrund der Stabilität der Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche bildet, schwer zu löten.
Zu den üblicherweise hartlötbaren Legierungen gehören die Legierungen der Serien 1xxx, 3xxx und einige der Serie 5xxx, sofern sie einen geringen Magnesiumgehalt aufweisen.
4. Herausforderungen beim Hartlöten von Aluminium
Die hohe Oxidationsrate von Aluminium führt zu einer stabilen Aluminiumoxidschicht, die eine Benetzung durch das Zusatzmetall verhindert.
Diese Schicht muss vor dem Hartlöten entfernt oder unterdrückt werden, entweder chemisch oder mechanisch.
Die engen Schmelzbereiche einiger Aluminiumlegierungen und Lote erfordern eine präzise Temperaturkontrolle und eine gleichmäßige Wärmeverteilung während des Lötens, um eine erfolgreiche Verbindungsbildung zu gewährleisten.
5. Wirksame Unterdrückung der Aluminiumoxidschicht
Eine wirksame Unterdrückung der Aluminiumoxidschicht ist entscheidend für das Erreichen starker, dauerhafter Lötverbindungen in Aluminium.
Auch die sorgfältige Auswahl der Lötlegierungen ist entscheidend.
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