Seien Sie nicht dreist, wenn es um Löt- und Löttechniken geht

Löt- und Lötpraktiken sind einer von vielen Bereichen im HLK-Bereich, in denen das, was allgemein praktiziert wird, nicht das Beste ist und das, was gelehrt wird, nicht in allen Fällen zutrifft. Beginnen wir mit den Grundlagen.

LÖTEN VERSUS LÖTEN

Wenn die Flüssigkeitstemperatur (Liquidus) der verwendeten Legierung (Stab oder Draht) 840 ° F oder niedriger beträgt, wird der Prozess als Löten betrachtet. Löten tritt auf, wenn die Flüssigkeitstemperatur der Legierung über 840 ° liegt.

Manchmal bezeichnen wir Silberlagerstäbe als „Silberlot“, selbst wenn die Liquidustemperatur über 840 ° liegt. Diese Fehlbezeichnung fällt in die Kategorie „Who Cares“ für die meisten von uns auf dem Gebiet, aber die meisten Hersteller bezeichnen sie als „Hartlötlegierung“ oder „Fülllegierung“ und nicht als Lötmittel, da die Liquidus-Temperatur im Bereich von 840 ° plus Hartlöten liegt.

TECHNIK

Beim Löten oder Löten von Schläuchen müssen wir einige Dinge tun, um eine ordnungsgemäße Verbindung herzustellen.

Erstens dürfen wir beim Erhitzen der Verbindung oder des Pflasters das unedle Metall oder das Flussmittel (falls zutreffend) nicht überhitzen.

Wir müssen die gesamte Verbindung über die Schmelztemperatur der Hartlotlegierung erhitzen, um die Legierung tief in die Verbindung zu ziehen. Häufige Fehler, die eine falsche Erwärmung der Verbindung mit sich bringen, sind Unterhitzung, Überhitzung oder zu lange Zeit, um eine Verbindung herzustellen, da visuelle Hinweise nicht verwendet werden, um die Legierung zum richtigen Zeitpunkt aufzutragen. Zu den Ergebnissen gehören hässliche Legierungsflecken oder „Kappenverbindungen“, wenn die Wärme zu stark auf den Rand der Verbindung konzentriert wird, anstatt die flüssige Legierung tief in die Verbindung zu ziehen.

Jedes unedle Metall und jede Legierung reagiert ein wenig anders, aber wir verwenden immer Indikatoren, um zu wissen, wann die Wärme erhöht oder reduziert werden muss und wann die Legierung basierend auf der Arbeit, die wir ausführen, angewendet werden muss.

Obwohl wir hier keinen Raum haben, um all diese Fragen im Detail zu behandeln, ist der beste Ausgangspunkt die technischen Fakten für die von Ihnen verwendeten Lötlegierungen sowie ein solides Verständnis dessen, was Sie zu erreichen versuchen.

REPARATUR (PATCHING) VERSUS ANSCHLUSS

Bei den meisten HLKR-Verbindungen wird eine Verbindung von Stecker zu Buchse in Schläuchen unter Verwendung einer Armatur oder eines Gesenks hergestellt. Das richtige Ergebnis bei einer Verbindung besteht darin, das Grundmaterial so weit zu erhitzen, dass die Legierung in die Verbindung fließt und die Materialien während der gesamten Verbindung miteinander verbindet.

Eine Reparatur sollte durchgeführt werden, indem ein beschädigter Teil des Schlauchs ausgeschnitten wird, wobei ein Gesenkwerkzeug oder Kupplungen verwendet werden, um ein neues Stück Schlauch einzuführen, wann immer dies praktikabel ist, und dann typische Verbindungstechniken verwendet werden. In einigen Situationen müssen wir ein Leck auf der Oberfläche von Schläuchen oder einer Mikrokanalspule flicken. Unter diesen Umständen möchten wir die Legierung mit der Oberfläche des Grundmetalls verbinden, ohne sie in den Schlauch zu „fließen“.

Das Einströmen einer Legierung in den Schlauch kann den Schlauch blockieren. Diese Art der Reparatur sollte nicht in hochbelasteten Bereichen wie Kompressorentladungsleitungen versucht werden, aber ich habe in meiner Karriere Hunderte von erfolgreichen Patch-Reparaturen in Spulen und auf U-Bögen durchgeführt, insbesondere im Falle von Rub-Out-Lecks.

Diese Art der Patch-Reparatur erfordert eine empfindliche Wärmekontrolle, um die Legierung auf der idealen Viskosität (Dicke) zu halten, um den kompromittierten Bereich zu überbrücken, ohne in den Spalt zu fallen oder in ihn zu ziehen.

BASISMETALLTEMPERATUR

Die meisten Metalle, mit denen wir arbeiten, reagieren auf Wärme auf die gleiche Weise mit einer Farbänderung, wie in Abbildung 1 gezeigt. Insbesondere zeigt Aluminium keine Farbveränderung, bevor es seinen Schmelzpunkt erreicht, was das Löten oder Löten ohne Verwendung eines Flussmittels, das als Indikator dient, besonders schwierig macht. Sie müssen die Arbeitstemperatur der verwendeten Legierung sowie die Schmelztemperatur des unedlen Metalls kennen – tragen Sie die Legierung nur auf, nachdem Sie das unedle Metall auf eine Temperatur innerhalb dieses Bereichs erhitzt haben.

Die Wahl eines geeigneten Brenners und einer geeigneten Spitze ist wichtig. Im Allgemeinen wählen Sie den Brennertyp basierend auf der Temperatur der verwendeten Legierung und die Spitze basierend auf der Größe der Arbeit.

Zum Beispiel:

• Sauerstoff- / Acetylenbrenner eignen sich am besten für Arbeiten über dem 600 ° -Bereich bis über 2.500 ° (der Schmelztemperatur von Stahl).
• Luft / Acetylen-Brenner sind in der allgemeinen Praxis von 350 ° bis 1.300 ° wirksam und eignen sich daher für die meisten HVAC-Löt- und Lötanwendungen.
• Mapp-Gas oder Propan ist im Allgemeinen praktisch für Arbeiten unter 700 ° C, was es zu einer guten Option für das Löten bei niedriger Temperatur macht, aber im Allgemeinen unpraktisch für das Löten.

Denken Sie daran, dass diese Temperaturen nicht die Flammentemperatur sind, sondern die Temperatur, auf die sich die Flamme typischerweise verlassen kann, um das Grundmaterial in einem vernünftigen Zeitrahmen zu erhitzen.

Wählen Sie Spitzengrößen, Bohrgerätegrößen und Kraftstoffdruckverhältnisse (falls zutreffend) basierend auf den Herstellerangaben für den Brenner und dem Durchmesser des Schlauchs, den Sie verbinden oder patchen.

WAS IST FLUX?

Flussmittel zum Löten, Löten und Schweißen ist ein Pulver, eine Paste oder eine Flüssigkeit, die dem zu verbindenden Grundmaterial zugesetzt wird. Es wird entweder durch direkte Anwendung oder als Teil des aufzubringenden Stabes oder Drahtes eingeführt.

Flux kann ein paar verschiedene Dinge tun, um die Bindung zu verbessern, aber sein Hauptzweck ist es, mit Metalloxiden zu verbinden und sie aus dem Arbeitsbereich zu halten.

WAS SIND OXIDE?

Oxide sind Verbindungen, die aus einem Material (in diesem Fall Metall) resultieren, das mit Sauerstoff reagiert, um eine neue Substanz zu erzeugen. Einige übliche Oxide sind Rost in Stahl oder Eisen und die schwarze Skala, die auf Kupfer erscheint, wenn Sie es über etwa 500 ° erhitzen. Dies wird „Kupferoxid“ genannt und blockiert gerne Bildschirme und Ventile.

Beim Löten, Löten und Schweißen erhitzen wir unedle Metalle oft so weit, dass sie leicht zerfallen und sich mit Sauerstoff verbinden, um diese unangenehmen Oxide zu bilden. Aus diesem Grund sollten Sie beim Erhitzen von Kupfer über 500 ° immer Stickstoff in die Leitungen einströmen lassen. Der Stickstoff verdrängt den Sauerstoff und verhindert den Aufbau dieser schwarzen Skala.

Die Schicht aus Oxiden, die sich an der Außenseite einer Verbindung bildet, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen der Legierung und dem Grundmetall verringern; es kann sogar die Bindung vollständig verhindern.

Der häufigste Zweck von Flussmitteln besteht darin, diese Oxide aus dem Weg zu räumen, damit die Bindung hergestellt werden kann. Flussmittel ist kein Ersatz für eine ordnungsgemäße Reinigung und Wärmesteuerung, aber in vielen Fällen ist es eine Notwendigkeit, mit Oxiden umzugehen.

Ein weiterer Vorteil von Spezialflussmitteln ist, dass sie als Indikator für die richtige Löttemperatur dienen können. Im Allgemeinen werden die Flussmittel eine bestimmte Farbe annehmen oder flach und glatt werden, wenn die richtige Temperatur erreicht ist. Jedes Flussmittel ist ein wenig anders, aber sie alle liefern einen wichtigen Indikator und sind besonders hilfreich bei Niedertemperatur- und temperaturkritischen Anwendungen.

Flux ist nicht immer erforderlich. Beim Sil/Phos-Löten wirkt der Phosphor als Flussmittel. Phosphorhaltige Legierungen funktionieren jedoch nur mit einigen unedlen Metallen. Sie sind unvereinbar mit Stahl.

Flussmittel müssen gemäß Herstellerangaben verwendet werden. Einige emittieren giftige Dämpfe und erfordern Atemschutz, und in den meisten Fällen sollte Restflussmittel nach der Bindung gereinigt werden.

AUSWAHL EINER LEGIERUNG

Eine gute HVAC-Anschlusslegierung sollte eine extrem starke Verbindung zum Basismaterial bilden, die den höchstmöglichen Drücken, Temperaturen, thermischen Zyklen (Temperaturänderungen) und Vibrationen für die Anwendung standhält. Bei der Auswahl einer Legierung und Technik ist es wichtig, Worst-Case-Szenarien wie kurze Zyklen oder Kondensatorlüftermotorausfälle zu berücksichtigen und nicht nur typische Laufbedingungen.Während die Spezifikationen des Herstellers referenziert werden sollten, ist es auch eine gute Idee, Meinungen von Fachleuten einzuholen, deren Arbeit sich bei der Auswahl einer Legierung bewährt hat.

KUPFER ZU KUPFER

Kupfer-zu-Kupfer-Verbindungen benötigen kein Flussmittel, wenn phosphorhaltige Stäbe verwendet werden. Daher sind Stäbe, die eine kleine Menge Silber verwenden, wobei der Rest des Stabes aus Kupfer und Phosphor besteht, üblich.

Einige dieser Lötlegierungen enthalten überhaupt kein Silber, aber denken Sie daran, dass ein höherer Silbergehalt zu einer dauerhafteren Verbindung sowie zu einem besseren Fluss in die Verbindung führen kann.

Die meisten dieser Phos / Kupfer-Legierungen haben eine Arbeitstemperatur von etwa 1.200 ° und Kupfer hat eine Schmelztemperatur von etwa 1.950 °. Diese Stäbe sollten auf die Verbindung oder Reparatur aufgebracht werden, nachdem das Kupfergrundmetall auf den Farbbereich „Kirsche“ erhitzt wurde, was einer Temperatur von 1,175 ° bis 1,275 ° entspricht.

KUPFER ZU MESSING

Messing ist eine Metalllegierung, die aus einer Mischung von Kupfer und Zink besteht und einen niedrigeren Schmelzpunkt als Kupfer aufweist. Da Messing jedoch ideal zum Gießen geeignet ist, bestehen viele Ventile und andere Kühlkomponenten aus Messing. Es ist vorzuziehen, eine Legierung mit hohem Silbergehalt entweder mit einem externen Flussmittel oder einem flussmittelbeschichteten Stab wie dem Solderweld 56% -Stab zu verwenden, den wir normalerweise verwenden.Wenden Sie Wärme auf beide Seiten der Verbindung an, bis Sie die richtige Farbe hauptsächlich auf dem Kupfer und in geringerem Maße auch im Messing sehen. Das Flussmittel wirkt auch als Indikator, da es vollständig klar und flach wird und beiden unedlen Metallen einen „benetzten“ Blick auf etwa 1.100 ° verleiht (für die am besten geeigneten Flussmittel). Sowohl die Farbänderung als auch der klare Fluss können als Indikatoren dafür dienen, dass die richtige Temperatur für eine Kupfer-Messing-Verbindung erreicht wurde.

KUPFER ODER MESSING ZU STAHL

Die Bearbeitung von Kupfer oder Messing zu Stahl erfordert eine Hartlötlegierung ohne Phosphor und Flussmittel. Stahl ändert seine Farbe ähnlich wie Kupfer, hat jedoch eine geringere Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass sich die von Ihnen angewendete Wärme eher an dieser Stelle konzentriert, als wie bei Kupfer auf eine größere Fläche geleitet zu werden. Stahl schmilzt erst bei 2.500 °, aber der Arbeitsbereich für das Flussmittel liegt im Allgemeinen zwischen 1.100 ° und 1.600 ° (je nach Marke / Typ), sodass das Flussmittel beim Arbeiten mit Stahl leicht überhitzt werden kann. Darüber hinaus ist es nicht schwierig, auf die Kupferschmelztemperatur von 1.950 ° zu stoßen, wenn Sie nicht vorsichtig sind.

Wenn Sie mit Kupfer oder Messing zu Stahl arbeiten, enthalten die zu verwendenden Löttemperaturindikatoren eine Metallfarbe in diesem „Kirsch“ -Bereich und ein leises (blasenfreies), klares Flussmittel.

ALUMINIUM

Aluminium zeigt keinen sichtbaren Hinweis darauf, wann es schmelzen wird, was die Arbeit schwieriger macht. Es schmilzt auch bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1.220 °, was bedeutet, dass, wenn Sie Aluminium mit anderen Metallen verbinden, das Aluminium zu schmelzen droht, sobald Rötungen in den anderen Metallen auftreten. Wenn Sie Aluminium auf Aluminium löten, Aluminium patchen oder mit Aluminium auf andere Metalle arbeiten, müssen Sie sich stark auf das Aluminiumflussmittel verlassen, um anzuzeigen, wann es Zeit ist, die Legierung aufzutragen. Verwenden Sie für Aluminium-zu-Aluminium-Arbeiten einen anwendungsspezifischen Aluminium-Reparaturstab wie Alloy Sol von Solderweld. Alloy Sol ist ideal, weil Sie so viel Flussmittel auftragen können, wie Sie benötigen, und es gibt Ihnen einen guten Hinweis darauf, wann Sie mit dem Auftragen der Stange beginnen müssen, wenn das Flussmittel bei etwa 600 ° klar wird.

Die Reinigung von Aluminiumverbindungen ist im Allgemeinen entscheidend für eine dauerhafte Verbindung und erfolgt am besten in zwei Schritten. Reinigen Sie zuerst mit einem Lösungsmittelentfetter (Aceton, Methyletherketon, Lackverdünner und Toluol sind eine gute Wahl) und einem fusselfreien Tuch. Als nächstes bürsten Sie alle vorhandenen Oxide mit einer speziellen, sauberen Bürste mit weichen Borsten weg (ich bevorzuge eine rostfreie Borste). Der Bereich sollte auch trocken gehalten werden, da Aluminium schnell oxidiert, wenn Wasser vorhanden ist.

Manchmal ist dieser Reinigungsprozess möglicherweise nicht praktikabel, und ich habe viel Glück, eine Verbindung mit Alloy Sol auch auf schmutzigem Aluminium herzustellen, aber lesen Sie die Installationsanweisungen des jeweiligen Produkts, das Sie verwenden.

Für Aluminium-Kupfer-Verbindungen müssen Sie Legierungen verwenden, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden, oder Niedrigtemperaturlot, das für Aluminium und Kupfer geeignet ist. Meine Präferenz ist Al-Cop Braze, weil es ein Flussmittel in einen Kanal auf der Stange eingebaut hat. Der Stab kann an der Verbindung gehalten werden, und das Flussmittel schmilzt und läuft aus dem Stab, wenn die richtige Temperatur erreicht ist.

FAZIT

Wenn wir eine Reparatur oder Verbindung in einem beliebigen Material durchführen, suchen wir nach visuellen Hinweisen, um eine Überhitzung und Beschädigung des Basismaterials, ein Verbrennen von Flussmittel oder eine Unterhitzung und das Aufbringen einer teilweise geschmolzenen Legierung auf die Verbindung zu vermeiden.

Zusammenfassend:

1. Reinigen Sie den Schlauch vor dem Schneiden, wenn möglich. Sandtuch oder ein Drahtrad auf einem Bohrer funktionieren beide gut.
2. Schneiden Sie den Schlauch mit einem richtig dimensionierten Fräser mit einem scharfen Schneidrad quadratisch ab.
3. Den Schlauch entgraten, damit keine Späne in den Schlauch fallen.
4. Setzen Sie die Schläuche mit geeigneten Abständen zusammen. Normalerweise bedeutet dies eine sehr enge Passform ohne große Lücken.
5. Wählen Sie die richtige Legierung für die jeweilige Aufgabe.
6. Wählen Sie den richtigen Brennertyp und die richtige Spitze für die Legierung und das unedle Metall sowie die Größe der Arbeit.
7. Spülen Sie mit Stickstoff und lassen Sie dann Stickstoff fließen, während Sie als Standardpraxis löten, insbesondere wenn es möglich ist, dass die Temperatur Ihres unedlen Metalls während des Prozesses 500 ° überschreitet.
8. Schützen Sie den Arbeitsbereich und die Systemkomponenten vor Anbrennen oder Überhitzung.
9. Verwenden Sie die richtige Technik.
10. Überprüfen Sie die Arbeit visuell auf Lücken oder Unvollkommenheiten.
11. Lassen Sie die Legierung langsam abkühlen, bis sie „aushärtet“, bevor Sie nasse Lappen auftragen oder reinigen.
12. Entfernen Sie jeglichen Zunder oder Flussmittel, setzen Sie das System mit Stickstoff auf ein sicheres Niveau unter Druck und tragen Sie Seifenblasen auf jeden Anschluss oder Patch auf, um auf Undichtigkeiten zu prüfen.