DE2239042C2

DE2239042C2 - Lötofen zum kontinuierlichen Verlöten von Aluminiumteilen

Info

Publication number: DE2239042C2
Application number: DE2239042A
Authority: DE
Inventors: Andre Meudon Hauts de Seine Chartet
Original assignee: USINES CHAUSSON 92601 ASNIERES HAUTS-DE-SEINE FR SA
Current assignee: USINES CHAUSSON 92601 ASNIERES HAUTS-DE-SEINE FR SA
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1972-08-08
Publication date: 1983-09-08
Also published as: ES405411A1; DE2239042A1; CA976750A; FR2149260B1; FR2149260A1; BE787264A; JPS4826652A; IT963602B; US3756489A; GB1402174A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lötofen zum kontinuierlichen Verlöten von Aluminiumteilen, insbesondere zum Verlöten von kontinuierlich bewegten Wärmetauschern.

Man weiß, daß das Löten von Aluminiumteilen große Schwierigkeiten mit sich bringt, da der Lötvorgang bei einer sehr genau festgelegten Temperatur und unter besonderen Bedingungen erfolgen muß; insbesondere J5 ist es erforderlich, daß die zu lötenden Teile mit einem flüssigen Reduktionsmittel überzogen werden, bevor ihre Temperatur auf die Schmelztemperatur der Lötlegierung gebracht wird.

Das Vorhandensein eines Reduktionsfiußmittels

■»o bringt beträchtliche Probleme iru sich, da dieses Flußmittel stark ätzend ist und sich die wäßrige

Trägerflüssigkeit beim Aufbringen des Flußmittels auf die zu lötenden Teile in Form einer wäßrigen Lösung

oder Suspension leicht verdampft, wodurch stark

*5 ätzende Dämpfe entstehen, die auch während des Schmelzens des Flußmittels bei Erwärmung der zu

lötenden Teile entstehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, das Flußmittel anhydrid zu machen und die Wärmetauscher oder anderen zu lötenden Teile keinen größeren Temperaturschocks auszusetzen, wenn sie auf die Löttemperatur erwärmt werden. Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß die Luft oder ein anderes Gas, das zur Behandlung verwendet wird und den Temperaturanstieg der Wärmetauscher sicherstellt, quer zu diesen eingeblasen wird, damit alle Teile derselben gleichmäßig behandelt werden und damit die Dämpfe des Flußmittels beseitigt werden.

Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin. die Erwärmung in einer möglichst wirtschaftlichen Weise durchzuführen, wobei sichergestellt wird, daß sich alle Teile in einer Atmosphäre befinden, die zumindest während des eigentlichen LMvorganges sehr schonend gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Lötofen der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß er ohne Unterbrechung eine erste Zelle aufweist, in welcher die warme Luft über die Wärmetauscher oder

andere Teile zum Trocknen eines diese benetzenden Flußmittels zirkuliert, wohei die Luft direkt aus der ersten Zelle abgezogen wird, daß eine zweite Zelle Rammbrenner und ein Gebläse zum Zirkulieren der heißen Gase über die Wärmetauscher aufweist, wobei 5 zumindest ein Teil der Gase rezirkulierbar ist, daß dritte und vierte, in gleicher Weise aufgebaute Zellen vorgesehen sind, die elektrische Heizwiderstände aufweisen, über weiche ein Gas zirkuliert, das sich beim Oberstreichen der in der dritten Zelle bewegten ι ο Wärmetauscher auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Flußmittels und nahe der Löttemperatur, und in der vierten Zelle genau auf Löttemperatur erwärmt.

Weitere Merkmale und Ausführungsformen der η Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig.- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lötofens,

Fig.2 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 1, welche ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt,

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen de Teile des Lötofens aus der schematischen Darstellung in Fig.2, und 2ϊ

Fig.4 eine schematische Teildarstellung ähnlich F i g. 1. welche ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt.

In der Zeichnung sind unter der Bezugsziffer 1 Wärmetauscher aus Aluminium dargestellt, die, falls es erforderlich ist, in Halterungen angeordnet sind und 3d mittels einer schematisch dargestellten Fördereinrichtung 2 in das Innere des Ofens bewegt werden, nachdem sie mit einem Flußmittel benetzt worden sind. Beispielsweise kann das Rußmittel mittels einer Düsenanordnung 3 in Form eines wäßrigen Flußmittels )*> aufgebracht werden, oder das Flußmittel kann durch Benetzung in einem Bad aufgebracht werden, woran sich dann ein Entwässerungsvorgang anschließt.

Der dargestellte Ofen umfaßt aufeinanderfolgende Zellen.die durch die Bezugszeichen I. II. III. IV, V und VI ^n gekennzeichnet sind.

Die Zelle I ist zum vollständigen Trocknen des Flußmittels vorgesehen, welches die aufeinanderfolgenden Wärmetauscher 1 benetzt. Diese Zelle, in welcher sich die Wärmetauscher bei einer Temperatur von etwa ⁴> 120°C befinden, weist einen oder mehrere Flammbrenner 4 auf. beispielsweise Gasbrennet Die Brenner 4 sind zur Erwärmung der von einem Gebläse oder einer Turbine 5 eingeblasenen Luft vorgesehen, die in die Zelle I eingebracht wird, damit sie durch die Brenner 4 >" erwärmt wird, bevor &?*: über die Wärmetauscher 1 strömt und zur Atmosphäre durch ein Abzugsrohr 6 abgezoger wird.

Vorzugsweise ist das Gebläse 5 außerhalb der Zelle I angeordnet, damit es nicht mit den flußmittelhaltigen '"' Dämpfen in Berührung kommt, die in der Zelle enthalten sind und durch das Abzugsrohr 6 entweder direkt zur Atmosphäre oder zu einer (nicht abgebildeten) Reinigungs- und Rückgewinnungsanlage abgezogen werden. t>"

Es ist von Vorteil, wenn die Zelle in der in Fig.3 dargestellten Weise aufgebaut ist, wobei der Ofen aus einer gemauerten Anordnung "oder aus rostfreiem Metall gebildet ist und zwei seitliche Wandungen 7 und 8 aufweist, die sich von einer Bodenwandung 9 aus <" erstrecken und an ihrem oberen Teil mit einer Decke 10 verbunden sind, in welche das Abzugsrohr 6 mündet. Durch die Decke 10 verlauft außerdem eine Öffnung 11.

durch welche sich eine Aufhängung 12 erstreckt, welche die die Wärmetauscher 1 enthaltenden Einrichtungen mit der Fördereinrichtung 2 verbindet. Die seitliche Wandung 8 trägt eine Zwischenwand 13, welche sich über die gesamte Länge der Zelle 1 erstreckt und auf irgendeine Weise die Bodenplatte derselben bildet. Der zwischen dem Ende 13a der Zwischenwand 13 und der seitlichen Wandung 7 befindliche Zwischenraum begrenzt einen Durchlaß 14. welcher die gleiche Länge wie die Zelle I aufweist und mit einer Brennkammer 15 in Verbindung steht, in welche der Brenner mündet, dessen Standort unter der Bezugsziffer 16 angegeben ist, und welcher in einer von der seitlichen Wandung 8 getragenen Aussparung 17 vorgesehen ist Eine ringförmige Hülse 18 begrenzt um die Brennkammer 15 einen ringförmigen Kanal 19, der über eine Leitung 20 mit dem Auslaß eines Zentrifugalgebläses 21 verbunden ist Die vom Gebläse 21 ausgeblasene Luft wird über die Leitung 20 in Richtung des Pfeiles /i in den ringförmigen Kanal 19 geleitet von welchem sie in Richtung der Pfeile h konzentrisch zum Umfang der Aussparung 17 verteilt wird. Die so geleitete Luft wilt die Hilfsluft für den Brennvorgang im Inneren der Kammer 15 dar, worauf die dort erzeugten heißen Gase in Richtung des Pfeiles Λ durch den Durchlaß 14 in die eigentliche Zelle I geleitet werden, so daß sie über die in der Zelle I beweg.cn Wärmetauscher streichen und auf diese Weise die Feuchtigkeit aufnehmen: anschließend werden sie in Richtung des Pfeiles U durch den Abzug 6 abgezogen.

Dann werden die Wärmetauscher in die Zelle II (Fig. 1) geführt, welche ebenfalls Flammbrenner 4a aufweist Die Zelle II kann in ähnlicher Weise wie die in bezug auf F i g. 3 beschriebene Zelle aufgebaut sein, jedoch werden vorzugsweise die heißen Gase an einer Auslaßöffnung 22 aufgefangen, die ähnlich dem Abzugsrohr 6 aus F i g. 3 sein kann, worauf sie zum Einlaß eines Gebläses 23 geleitet werden, welches sie wieder in die Zelle Ii zusammen mit zusätzlicher, durch eine auf der Ansaugseite des Gebläses 23 angeordnete Öffnung 24 angesaugter Luft einleitet. Auf diese Weise werden die heißen Gase wieder in die Zelle II zurückgeführt, wodurch nur relativ schwache Brenner erforderlich sind, wenn die zur Zelle Il zuzuführende Wärmemenge genau der an die Wärmetauscher abgegebenen Wärmemenge, deren Temperatur auf etwa 55O⁰C erhöht wird, und der aufgrund der Luftverluste und der Wärmeleitung des Ofens verlorenen Wärmemenge entspricht.

Gemäß eines vorteilhaften Merkmales der Erfindung wird der Druck in der Zelle II durch das Gebläse 23 leicht über dem Dnick in der Zelle I gehalten, damit die durch die Einleitung von der Zelle Il zur Zelle I entstehenden Verluste vermieden werden, wodurch die fi-uciiien Flußmitteldämpfe, die aufgenommen wurden, nicht in die Zelle I! eindringen können.

Weiterhin umfabt der Lötofen zwei Zellen III und IV. die in gleicher Weise miteinander verbunden sind und jeweils elektrische Heizwiderstände 25 bzw. 25a aufweisen, die zur Erhöhung der Temperatur in der Zelle III auf ca. 600³C. d.h. auf eine Temperatur oberhalb der Sehmelztemperntur des Flußmittels, und der Temperatur in der Zelle IV genau auf die Schmelztemperatur der Lötlegierung vorgesehen sind, welche zumindest teilweise die Wärmetauscher 1 bedeckt.

Die Zellen III und IV weisen außerdem jeweils ein Gebläse 26. bzw. 26;i auf. welches — wie durch die Pfeile

/j, und /7 dargestellt ist — die Kc/irkulation der heißen Luft sicherstellt, die sich in den Zellen befindet und in fortlaufender Zirkulation über den zu lötenden Wärmetauschern gehalten wird. Die Gebläse 26, 26,-j. au deren Einlaßseite die heißen Gase eingesogen werden, wie in der Zeichnung durch die !'feile !'„ und l·, in Phantomzeichnung dargestellt ist. weisen vorteilhaflerweise einen Zweiteinlaß 27, 27;) auf, welcher sie mit dem Auslaß der Behandlungseinrichuingen 28,28.) verbindet, in welchem die Luft behandelt, insbesondere entwässert wird, bevor sie in die Zellen III bzw. IV eingeleitet wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Gebläse 26, 26.7 bezüglich des Drucks in der Zelle IV gesteuert, welcher vorzugsweise etwas oberhalb des Drucks in der Zelle III liegt und in gleicher Weise bezüglich des Drucks in der Zelle III. welcher vorzugsweise oberhalb des Drucks in der Zelle Il liegt, so daß sichergestellt ist. daß die unvermeidlichen Verluste eine gewisse Ausströmungsmengc an Luft darstellen, die einerseits zum Abzugsrohr 6 der Zeiie i und andererseits zur Zelle V geleitet wird, während bei der Zelle IV, in welcher die für den Lötvorgang günstigste Atmosphäre herrschen muß. in keinem Fall die Gefahr besteht, daß sie verunreinigt wird.

Die Zelle V ist vorzugsweise in der gleichen Art und Weise wie die Zelle I ausgebildet, und weist — wie diese — Flammbrenner 4b auf. die intermittierend arbeiten und insbesondere zum Anlassen des Wärmeofens für die Luft, die durch ein Gebläse 29 zirkuliert und durch einen Abzug 6a abgezogen wird, vorgesehen ist. Die Temperatur in der Zelle V wird vorzugsweise bei etwa 300⁰C gehalten, indem beispielsweise die Auslaßmenge des Gebläses gesteuert wird, damit das Abkühlen und Vorkühlen des Lotes sichergestellt ist.

Schließlich weist der Lötofen eine Zelle Vl auf. die eine Ausnehmung darstellt, in welcher die Wärmetauscher abgekühlt und eventuell gehärtet werden.

Die Zellen III und IV. die elektrisch beheizt werden, können eine Atmosphäre aufweisen, die sich von der in den anderen Zellen des Lötofens unterscheidet: beispielsweise können sie Stickstoff oder ein anderes neutrales Gas aufweisen. In diesem Fall wird dieses Gas durch die Gebläse 26 bzw. 26a über Zweigleitungen eingeleitet, welche anstelle der Behandlungseinrichtungen 28,28a vorgesehen sind.

In Fig. 2 ist eine Weiterentwicklung der Erfindung dargestellt, bei welcher sich vorzugsweise kontinuierliche Leitgitter 31 und 32 beiderseits der Wärmetauscher I erstrecken und dabei einen geraden Durchgang für diese begrenzen. Diese Gitter sind zumindest in den Zellen I bis IV vorgesehen. Wenn diese Gitter vorgesehen sind, so müssen die Zellen 1 bis IV nicht materiell voneinander getrennt werden, so daß die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte, d.h. das Trocknen in der Zelle I. das Vorwärmen in der Zelle II. das F.rwürmen in der Zelle III und das Löten in der Zelle iV durch einen fortschreitenden Temperaturanstieg der Wärmetauscher I erfolgen, wobei die Abgrenzung /wischen den Behandlungszonen nur durch die Druckiinterschiede der eingeblasencn Luft und der Auslaß-

' menge der verschiedenen, im vorhergehenden beschriebenen Gebläse sichergestellt ist.

In F i g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hrfindung dargestellt, bei welchem es möglich ist, eine Anordnung des Gebläses 5 außerhalb der Zelle I zu vermeiden, wie sie in bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde. In diesem Fall wird die Zelle Il in der in bezug auf Fig. 1 beschriebenen Art und Weise betrieben, und. beispielsweise an der Einlaßseite des Gebläses 23 der Zelle II. ist eine Zweigleitung 33 vorgesehen, die durch

· ein Ventil 34 gesteuert wird. Die Zweigleitung 33 führt /um Eingang der Zelle I. Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß auch in der Zelle Il nur eine teilweise Rczirkulation der heißen Gase stattfindet, welche zur SichersUilung der Vorwärmung der Wärmetauscher I vorgesehen sind. Dabei wird anschließend ein Teil der die Vorwärmung sicherstellenden Gase durch die Zweigleitung in die Zelle I geleitet. Die Menge des abgeleiteten Gases, die durch das Ventil 34 gesteuert wird, wird so festgelegt, daß die Temperatur in der Zelle I bei etwa 120⁰C liegt, wie bereits erwähnt wurde.

Die Erfindung ist nicht auf die im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, da verschiedene Modifizierungen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Insbesondere kann die Zelle Il genauso aufgebaut sein wie die Zelle I, wobei die darin zirkulierenden Gase abgesaugt werden, statt, zumindest teilweise, rezirkuliert zu werden. Wenn außerdem im Vorhergehenden gesagt wurde, daß die Gase durch Gebläse in Umlauf gehalten werden, so bedeutet das, daß es unwichtig ist. ob diese Gebläse zum Ansaugen der von den Zellen kommenden Gase oder zum Ausblasen der Gase in die Zellen angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lötofen zum kontinuierlichen Verlöten von Aluminiumteilen, insbesondere zum Verlöten von kontinuierlich bewegten Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß er ohne Unterbrechung eine erste Zelle (I) aufweist, in welcher die warme Luft über die Wärmetauscher (1) oder andere Teile zum Trocknen eines diese benetzenden Flußmittels zirkuliert, wobei die Luft direkt aus der ersten Zelle (I) abgezogen wird, daß eine zweite Zelle (II) Flammbrenner (4; 4a) und ein Gebläse (5) zum Zirkulieren der heißen Gase über die Wärmetauscher (1) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Gase rezirkulierbar ist, daß dritte (III) und vierte (IV), in gleicher Weise aufgebaute Zellen vorgesehen sind, die elektrische Heizwiderstände (25, 25a) aufweisen, über welche ein Gas zirkuliert, das sich beim Überstreichen der in der dritten Zelle (111) bewegten Wärmetauscher (1) auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Flußmittels und nahe de/ Löttemperatur, und in der vierten Zelle (I V) genau auf Löttemperatur erwärmt.

2. Lötofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin zumindest eine fünfte Zelle (V) mit Flammbrennern (4b) zum intermittierenden Erwärmen der durch ein Gebläse (29) eingeblasenen Luft aufweist, wobei die Auslaßmenge des Gebläses (29) steuerbar ist und die wieder erwärmte Luft ein Vorkühlen des Lotes und der Wärmetauscher (1) sicherstellt und direkt aus der Zelle evakuierbar ist

3. Lötofen nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß uißerdt.n eine sechste Zelle (Vl) mit Kühlelementef, mit Spritzdüsen (30) zum Härten und Kühlen der gelötet η Wärmetauscher vorgesehen ist.

4. Lötofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die dritte (III) und die vierte (IV) Zelle, die die elektrischen Heizwiderstände (25, 25a; aufweisen, mit einer Einrichtung zum Einleiten von Gas zum vollständigen Ausgleich der Gasverluste versehen ist.

5. Lötofen nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in der vierten Zelle (IV) zum Erwärmen der Wärmetauscher (1) auf Löttemperatur der höchste Druck vorliegt, während der niedrigste Druck in der dritten Zelle (III) sowie in der fünften (V) Zelle herrscht, wobei der Druck in der dritten Zelle (111) höher ist als der Druck in der zweiten Zelle (II) und dieser wiederum höher ist als der Druck in der ersten ZeIIe(I).

6. Lötofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß er Leitgitter (31, 32) aufweist, die sich zumindest vom Eingang der ersten Zelle (I) bis zum Ausgang der vierten Zelle (IV) erstrecken, wobei die erste bis zur vierten Zelle nur durch Druckzonen fiktiv voneinander getrennt sind, die durch die Gebläse (5, 23, 26, 26a. 29) erzeugt werden, welche die Gase in diesen Zellen quer zu den Gittern leiten.

7. Lötofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die erste Zelle (I) ein Abzugsrohr (6) zum Abziehen der Gase nach dem Überströmen der Wärmetauscher (I) aufweist, wobei die Gase durch einen mit einer Brennkammer (15) verbundenen Durchlaß (14) zu dieser Zelle (I) geleitet werden, wobei in der Brennkammer (15) mindestens ein Gasbrenner (4) mit einer Umhüllung (18) vorgesehen ist. weiche einen ringförmigen Kanal (19) zum Leiten von Hilfsluft für den Brennvorgang begrenzt, wobei der Eingang des Kanals (19) übe. eine Leitung (20) mit dem Auslaß eines außerhalb des Lötofens angeordneten Zentrifugalgebläses (21) verbunden ist.

8. Lötofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zelle (H) ein

ίο Gebläse (23) aufweist, welche die von dew Flammbrennern (4) quer zu den Wärmetauschern (1) abgegebenen heißen Gas zirkuliert, daß eine Leitung (28, 28a; zum Aufbereiten der Gase nach dem Überströmen der Wärmetauscher und zum Rücklei-

ü ten derselben zum Einlaß des Gebläses (23) dieser Zelle (II) vorgesehen ist, und daß eine Zweigleitung X33) die heißen Gase zum Eingang der ersten Zelle (I) leitet, so daß eine teilweise Rezirkulierung nur in der zweiten Zelle (II) sichergestellt ist, und daß die in die erste Zelle (I) geleiteten Gase anschließend durch das in dieser Zelle vorgesehene Abzugsrohr (6) abziehbar sind.