Schritt 6: Reinigung der hartgelöteten Verbindung
Nachdem Sie die Baugruppe gelötet haben, müssen Sie sie reinigen. Die Reinigung besteht in der Regel aus zwei Schritten. Entfernen Sie zuerst das übrige Flussmittel. Entfernen Sie dann jegliche Oxidreste, die sich während des Hartlötverfahrens gebildet haben.
Entfernung des Flussmittels
Die Entfernung des Flussmittels ist einfach, aber äußerst wichtig. (Die Reste des Flussmittels sind chemisch korrosiv und können bestimmte Verbindungen schwächen, wenn sie nicht entfernt werden.) Da die meisten Hartlöt-Flussmittel in Wasser aufgelöst werden können, ist der einfachste Weg, sie zu entfernen, die Baugruppe in heißes Wasser einzutauchen (120°F/50°C oder heißer). Das Beste ist, sie einzutauchen, solange sie noch heiß ist, wobei Sie aber darauf achten müssen, dass das Füllmetall sich vollständig verflüssigt hat, bevor Sie die Baugruppe eintauchen. Die glasähnlichen Rückstände des Flussmittels brechen in der Regel von alleine ab. Wenn sie etwas hartnäckiger sind, bürsten Sie sie vorsichtig mit einer Drahtbürste ab, während sich die Baugruppe noch im heißen Wasser befindet.
Je nach Ihrem Hartlötverfahren, müssen Sie die Verbindung nach dem hartlöten reinigen, um Rückstände des Flussmittels zu entfernen. Dieser Schritt ist wichtig, da die meisten Flussmittel korrosiv sind, wie die abgebildete korrodierte Kältemittellinie.
Warum das Flussmittel entfernt werden muss
Untersuchen wir nun fünf Gründe, warum die Entfernung des Flussmittels nach dem Hartlöten wichtig ist:
- Sie können eine Verbindung, die mit Flussmittel überzogen ist, nicht untersuchen.
- Flussmittel wirkt wie ein Bindemittel und kann die Verbindung zusammenhalten, ohne dass die Hartlötung erfolgreich war. Die Verbindung würde später auseinanderbrechen.
- Unter Druck kann Flussmittel Löcher in der Hartlöt-Verbindung überdecken, und das, obwohl es dem Drucktest standhält. Die Verbindung würde kurz nach der Inbetriebnahme undicht werden.
- Flussmittel ist hygroskopisch, so dass Rückstände des Flussmittels vorhandenes Wasser aus der Umgebung anzieht. Dies führt zu Korrosion.
- Lack oder sonstige Beschichtungen haften nicht an Bereichen, die mit Rückständen von Flussmitteln überzogen sind.
Arten der Entfernung des Flussmittels
Nach dem Hartlöten bildet das Flussmittel eine harte, glasähnliche Oberfläche, die nur schwer entfernt werden kann. Welche Reinigungsmethode eignet sich am besten? Sie können überschüssiges Flussmittel auf mehrere Arten entfernen; der kosteneffektivste Ansatz funktioniert mit Wasser.
Branchenstandards für Flussmittel konzentrieren sich auf wasserbasierte Flussmittel. AMS 3410 und AMS 3411 schreiben vor, dass alle Flussmittel diesen Spezifikationen entsprechen und bei 175°F/79°C oder darunter nach dem Hartlöten wasserlöslich sein müssen. Daher werden Hartlöt-Flussmittel in der Regel wasserlöslich hergestellt.
Die häufigste Methoden der Entfernung von Flussmittel nach dem Hartlöten sind:
Einweichen/Befeuchten
Verwenden Sie bewegtes, heißes Wasser in einem Einweichbehälter, um überschüssiges Flussmittel sofort nach dem Hartlöten zu entfernen und trocknen Sie dann die Baugruppe. Wenn ein Einweichen nicht möglich ist, verwenden Sie eine Drahtbürste mit einer Sprühflasche oder einem nassen Tuch. Wenn Sie ein Seifenbad jeglicher Art verwenden, tauschen Sie die Lösung regelmäßig aus, um zu verhindern, dass die Reinigungslösung gesättigt wird.
Abschrecken
Dieser Vorgang nutzt einen Thermoschock, mit dem überschüssiges Flussmittel abgebrochen wird. Wenn Sie ein hartgelötetes Bauteil in heißem Wasser abschrecken, müssen Sie darauf achten, die Lötstelle nicht zu beschädigen. Schrecken Sie erst ab, nachdem sich das Füllmetall verfestigt hat, um Risse oder rauhe Hartlöt-Verbindungen zu vermeiden. Beachten Sie, dass Abschrecken die mechanischen Eigenschaften des Grundmaterials beeinträchtigen kann. Schrecken Sie keine Materialien mit hohen Unterschieden im Wärmeausdehnungskoeffizienten ab, um Sprünge im Grundmaterial und Risse in der Hartlöt-Legierung zu vermeiden.
Sie können aufwändigere Methoden verwenden, um das Flussmittel zu entfernen – ein Ultraschall-Reinigungstank, um das Heiß-Wasser-Verfahren zu beschleunigen, oder eine Spülung. Zu den weiteren Reinigungsmethoden gehört:
- Reinigung mit einer Dampflanze – bei diesem Vorgang wird stark erhitzter Dampf unter Druck eingesetzt, um das überschüssige Flussmittel aufzulösen und wegzublasen.
- Chemische Reinigung – Sie können eine säurehaltige oder basische Lösung verwenden, in der Regel mit kurzen Einweichzeiten, um eine Verschlechterung des Grundmaterials zu vermeiden. Bei chemischem Einweichen müssen Sie den pH-Wert im Auge behalten, um festzulegen, wann Sie die Lösung austauschen.
- Mechanische Reinigung – Entfernen Sie Rückstände von hartgelöteten Verbindungen mit einer Drahtbürste oder mit einem Sandstrahler. Achten Sie darauf, dass weiche Metalle, einschließlich Aluminium besondere Pflege verlangen, da sie durch eingebettete Partikel beschädigt werden könnten.
Achten Sie stets darauf, dass Ihre Reinigungsmethode kompatibel mit den Eigenschaften des Grundmetalls ist. Einige Metallgruppen haben nur mit einer besonderen Behandlung nach der Reinigung den erwünschten Effekt. Edelstahl- und Aluminiumbauteile profitieren beispielsweise von chemischer Immersion, um den Widerstand der Oberfläche gegen Korrosion zu verbessern.
Sie werden nur Probleme bei der Entfernung von Flussmittel haben, wenn Sie von Anfang an nicht ausreichend verwendet haben, oder wenn Sie die Bauteile während des Hartlöt-Verfahrens zu stark aufgeheizt haben. Wenn das Flussmittel vollständig mit Oxiden gesättigt ist, verfärbt es sich in der Regel grün oder schwarz. In diesem Fall muss das Flussmittel mit einer milden Beizlösung entfernt werden. Ein 25 % Salzsäurebad (erhitzt auf 140-160°F/60-70°C) löst in der Regel selbst die hartnäckigsten Rückstände des Flussmittels ab. Bewegen Sie die hartgelötete Baugruppe einfach 30 Sekunden bis 2 Minuten in dieser Lösung. Sie benötigen keine Bürste. Seien Sie jedoch vorsichtig – Säurelösungen sind sehr potent. Tragen Sie daher stets eine Gesichtsmaske und Handschuhe, wenn Sie eine heiße, hartgelötete Baugruppe in ein Säurebad tauchen.
Nachdem Sie sich des Flussmittels entledigt haben, verwenden Sie eine Abbeizlösung, um jegliche Oxide zu entfernen, die auf den Bereichen zurückgeblieben sind, die während des Hartlötverfahren nicht durch Flussmittel geschützt wurden. Die beste Beize ist in der Regel die, die auch vom Hersteller des Hartlötmaterials empfohlen wird, das Sie verwenden. Stark oxidierende Beizlösungen wie helle Tauchbäder mit Salpetersäure sollten vermieden werden, da sie das Silber-Füllmetall angreifen. Falls Sie diese doch verwenden müssen, halten Sie die Beizzeit so kurz wie möglich.
Untersuchungsmethoden für hartgelötete Verbindungen: Zerstörungsfreie Prüfmethoden
Zerstörungsfreie Prüfmethoden der Qualitätsprüfung und Einhaltung der Spezifikationen umfassen:
Sichtprüfung – mit oder ohne Vergrößerung – zum Aufspüren von Hohlräumen, Porosität, Rissen auf der Oberfläche, Größe und Form der Kehlnaht, unterbrochene Kehlnähte sowie Erosion am Grundmetall (keine internen Probleme wie Porösität und Mangel an Füllmetall)
Dichtheitsprüfung - Zur Bestätigung der Gas- und Flüssigkeitsdichtheit einer Hartlötung. Druck (oder Gasblasen)-Test umfasst die Anwendung von Luft bei hohen Drücken. Vakuumtests sind für Kühlgeräte nützlich und bei der Erkennung von winzigen Lecks, wobei hier ein Massenspektrometer und eine Heliumatmosphäre verwendet werden.
Durchstrahlungsprüfung – nützlich, um interne Fehler, große Risse und Hohlräume in der Hartlötung zu erkennen, falls die Dicke und die Röntgenstrahl-Absorption eine Skizzierung des Hartlöt-Füllmetalls ermöglichen – kann nicht überprüfen, ob die metallische Verbindung sauber ist (siehe Abbildung rechts)
Belastungstest – Setzt eine Hartlötverbindung einer einmaligen hydrostatischen, Zugspannungs- und Drehbelastung aus, die größer ist, als sie in Betrieb erfährt
Ultraschalluntersuchung – eine Vergleichsmethode zur Beurteilung der Verbindungsqualität, im Eintauch-Modus oder im Ausdehnungs-Modus – dazu gehört eine Überprüfung der Schallwellen auf der Oberfläche mit einem Messumformer, der einen Impuls ausstößt und dann ein Echo empfängt (siehe Abbildung rechts)
Überprüfung der Flüssigkeitseindringung – Farben und fluoriszierende Eindringmittel können Risse an der Oberfläche von Verbindungen erkennen. – Nicht geeignet für die Untersuchung von Kehlnähten, die immer ein wenig porös sind
Schallemissionsprüfung – Bewertung der Unterbrechungen – hier wird die Tatsache genutzt, dass Akustiksignale immer eine Frequenzänderung erfahren, wenn sie durch Unterbrechungen reisen
Überprüfung der Wärmeübertragung – Erkennt Änderungen in der Wärmeübertragung durch Unregelmäßigkeiten oder nicht gelötete Bereiche – die Abbildungen zeigen hartgelötete Bereiche als helle Flecken und Hohlräume als dunkle Flecken
Untersuchungsmethoden für hartgelötete Verbindungen: Zerstörende Prüfmethoden
Es gibt auch einige zerstörende und mechanische Prüfmethoden, die häufig bei zufälligen oder Los-Prüfungen eingesetzt werden:
Schältest – nützlich, um Überlappnähte und die allgemeine Qualität der Produktion der Verbindung zu überprüfen, sowie um Hohlräume und Flussmitteleinschlüsse zu finden – ein Bauteil wird dabei festgehalten während das andere von der Verbindung geschält wird
Metallographische Untersuchung – Überprüfung der allgemeinen Qualität der Verbindungen – Erkennt Porösität, schlechten Fluss von Füllmaterial, Erosion des Grundmetalls und nicht passende Passformen
Spannungs- und Schertest – erfasst die Stärke einer Verbindung unter Spannung oder mit einem Schertest, wird eher in der Entwicklung statt in der Produktion verwendet
Ermüdungsprüfung – Überprüfung des Grundmetalls sowie der hartgelöteten Verbindung – eine zeitaufwändige und kostspielige Methode
Stoßprüfung – erkennt die Grundeigenschaften der hartgelöteten Verbindung – wird in der Regel in Laboren eingesetzt
Torsionstest – wird an hartglöteten Verbindungen in der Qualitätskontrolle der Produktion eingesetzt – beispielsweise werden Bolzen oder Schrauben auf dicke Abschnitte gelötet
Nicht bestandene Prüfung der Hartlötung
Die Größe, Komplexität und Schwere der Anwendung bestimmt die beste Prüfart. Möglicherweise sind mehrere Methoden erforderlich. Falls Sie keine genaue und zuverlässige Prüfmethode für eine kritische Hartlötverbindung finden, sollten Sie Ihren Verbindungsaufbau überdenken, um eine angemessene Prüfung zuzulassen.
Die Untersuchung der fertigen Verbindungen ist möglicherweise der letzte Schritt im Hartlötverfahren, aber die Prüfung sollte in die Entwicklungsphase eingebaut werden. Sowohl die zerstörungsfreien als auch die zerstörenden Methoden können eingesetzt werden, je nach Anwendung, dem Service und den Anforderungen des Endnutzers, sowie je nach den gesetzlichen Vorgaben und Normen.
Sobald das Flussmittel und die Oxide von der Hartlöt-Baugruppe entfernt wurden, sind er Regel keine weiteren Verfahren mehr nötig. Die Baugruppe kann dann verwendet, oder einer Galvanisierung unterzogen werden. In einigen wenigen Fällen, wenn Sie ein ultrasauberes Finish benötigen, können Sie die Baugruppe mit einem feinen Schmirgelpapier polieren. Wenn die Baugruppen für einen späteren Zeitpunkt aufbewahrt werden sollen, sollten Sie im abschließenden Abspülwasser ein wasserlösliches Öl als leichtes Rostschutzmittel hinzufügen.
In diesem Video erfahren Sie mehr darüber, wie Sie die Verbindung ordentlich reinigen.