Die Erfindung betrifft die Verwendung eines

Aluminiumverbundwerkstoffs bestehend aus mindestens einer Aluminiumkernlegierung und mindestens einer ein- oder

beidseitig auf der Aluminiumkernlegierung vorgesehenen, äußeren Lotschicht bestehend aus einer Aluminiumlotlegierung, und die AluminiumlotSchicht eine gebeizte Oberfläche

aufweist , ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Aluminiumverbundwerkstoffes , ein Verfahren zum thermischen Fügen von Bauteilen sowie eine gelötete Konstruktion .

Aluminiumverbundwerkstoffe , bestehend aus mindestens einer Aluminiumkernlegierung und mindestens einer ein- oder

beidseitig auf der Aluminiumkernlegierung angeordneten

Aluminiumlotschicht, werden zur Herstellung von gelöteten

Konstruktionen verwendet . Häuf ig weisen diese eine Vielzahl von Lötstellen auf , wie dies beispielsweise bei

Wärmetauschern der Fall ist . Dabei werden zum Löten von

Metallbauteilen verschiedene Lötverfahren eingesetzt . Eines der häufigsten Verfahren ist das sogenannte „ Controlled

Atmosphere Brazing" - (GAB) -Lötverfahren, bei welchem die

Aluminiumbauteile in der Regel unter Verwendung von

Flussmitteln gelötet v/erden und während des LötVorganges einer genau kontrollierten Atmosphäre , beispielweise einer Stickstoffatmosphäre ausgesetzt sind . Andere thermische

Fügeve fahren verwenden ebenfalls Flussmittel und erweichen das Aluminiumlot ebenfalls bei Anwesenheit eines Schutzgases . Der Einsatz von korrosiven oder nicht korrosiven Flussmitteln birgt allerdings Nachteile , beispielsweise erhöhte Anlagenkosten und technische Probleme bei der Wechselwirkung von Resten des Flussmittels mit beispielsweise

KühlmittelZusätzen in einem Wärmetauscher . Darüber hinaus ist die Verwendung der Chemikalien auch in Bezug auf die

Vermeidung von Umweltbelastungen problematisch . Das zweite Verfahren, welches häufig angewendet wird, ist das

Vakuumlöten, bei welchem die zu lötenden. Bauteile in einer Atmosphäre mit sehr niedrigem Druck, beispielsweise etwa einmal 10 ^"5 mbar oder weniger gelötet werden . Das Vakuumlöten kann ohne Flussmittel erfolgen, wobei allerdings dem

Aluminiumiot oft ein bestimmter Anteil von Magnesium zugefügt wird, um ein besseres Lötergebnis zu erhalten . Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2010/000666 AI ist darüber hinaus ein Verfahren zum flussmittelfreien Löten mit dem CAB- Lötverfahren bekannt , bei welchem die AluminiumlotSchicht aus einer ersten AluminiumlotSchicht und einer zweiten

Aluminiumlotschicht besteht . Die zweite Aluminium-LotSchicht besteht aus einer Al-Si Aluminiumlegierung , welche neben 5 Gew. - % - 20 Gew . - % Silizium auch 0 , 01 Gew . - % - 3 Gew.-% Magnesium enthält . Die erste AluminiumlotSchicht enthält dagegen 2 - 14 Gew. -% Silizium und weniger als 0 , 4 Gew . - % Magnesium . Der zweischichtige Aufbau der Aluminiumlotschicht ist allerdings insofern nachteilig als dass bei der

Herstellung der zweischichtigen Aluminiumlotschicht höhere Kosten anfallen .

Aus den japanischen Veröffentlichungen JP 04-1000696 , JP 04- 100674 sowie der JP 05-154693 ist die Verwendung eines alkalisch gebeizten AIuminiumverbundwerkstoffes in einem Vakuumlötverfahren oder mit Flussmitteln in einem CAB- Lötverfahren bekannt . Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde , ein einfaches thermisches Fügeverfahren durch Verwendung eines

Aluminiumverbundwerkstoffes vorzuschlagen .

Die zuvor aufgeführte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung durch Verwendung eines

Aluminiumverbundwerkstoffes mit gebeizter AluminiumlotSchicht dadurch gelöst , dass der Aluminiumverbundwerkstoff in einem flussmittelfreien, thermischen Fügeverfahren verwendet wird und das Fügeverfahren in Anwesenheit eines Schutzgases stattfindet .

Es hat sich gezeigt , dass nach einem alkalischen oder sauren Beizen der Oberfläche der AluminiumlotSchicht die

Eigenschaften des Aluminiumverbundwerkstoffs in einem

thermischen Fügeverfahren, insbesondere Lötverfahren, bei Anwesenheit von einem Schutzgas sich drastisch ändern können . Unter thermischen Fügeverfahren werden Ve.rfahren verstanden, welche das Aluminiumlot erhitzen, so dass eine

stoffschlüssige Fügeverbindung mit dem Verbindungspartner entsteht . Üblicherweise erfolgt das thermische Fügen unter Anwesenheit eines Schutzgases , beispielsweise eines

Inertgases . Dabei wird unter „Anwesenheit eines Schutzgases " verstanden, dass zumindest im Bereich der thermischen

Fügenaht zumindest teilweise Sauerstoff durch das Schutzgas verdrängt wird, so dass beim Aufschmelzen des Aluminiumlotes die Bildung von Aluminiumoxid verhindert bzw. stark

verringert wird. Bislang waren gute Fügeergebnisse unter Schutzgas bei einfachem Lotschichtaufbau nur durch Verwendung von Flussmitteln erreichbar . Bei der erfindungsgemäßen

Verwendung werden diese aber auch ohne Flussmittel erzielt . Im Ergebnis bleiben auf dem Bauteil keine Reste an Flussmittel zurück, was einerseits zusätzliche

Reinigungsschritte einspart und andererseits Vorteile in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit der gefügten Bauteile bietet . Bei nicht korrosiven Flussmitteln ergeben sich die Vorteile der Erfindung insbesondere dadurch, dass

nachträglich beispielsweise Medien führende Bereiche des gelöteten Verbundwerkstoffes keine Wechselwirkung mit

Flussmittelresten aufweisen .

Der erfindungsgemäße Aluminiumverbundwerkstoff kann auch ohne die Verwendung von Flussmitteln im GAB-Lo verfahren verwendet werden, wie umfangreiche Löttests gezeigt haben . Das Beizen führt auf der Aluminiumoberfläche einerseits zu einer

Entfernung der Aluminiumoxidschicht , welche sich bei der

Herstellung des Aluminiumverbundwerkstoffes gebildet hat . Es bildet sich danach eine neue natürliche Oxidschicht aus , welche deutlich dünner ist , als die beim Fertigungsprozess des AIuminiumverbundwe kstoffs gebildete Oxidschicht . Zudem wird durch das Beizen eine Anreicherung an Silizium in der Oberfläche erreicht und die Oberfläche mit einer Anzahl von geätzten Vertiefungen versehen . Alle drei Effekte werden als Ursache, für das sehr gute Lötverhalten des erfindungsgemäßen Aluminiumverbundwerkstoffes angesehen .

Wie Rasterelektronenmikroskopaufnahmen zeigen, können bei intensiver Beize auch Siliziumpartikel auf der

Aluminiumlotschicht freigelegt werden, so dass es zu einer starken Anreicherung an Silizium unmittelbar an der

Oberfläche kommt. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des

AIuminiumverbundwerkstoffs wird der aus dem Stand der Technik bekannte, komplexe AluminiumlotSchichtaufbau, um ein flussmittelfreies Löten zu ermöglichen, nicht benötigt. Eine Lötverbindung kann damit kostengünstiger bereitgestellt werden . Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Verwendung des AIuminiumverbundwerkstoffs ist die Oberfläche der Aluminiumlotschicht zusätzlich vor oder während des Beizens entfettet worden . Die Entfettung kann beispielsweise durch eine Glühung erfolgen . Allerdings ist auch die

Verwendung eines Entfettungsmediums denkbar . Die entfettete Oberfläche der Aluminiumiotschicht des

Aluminiumverbundwerkstoffs ermöglicht einen verbesserten Beizangriff und damit ein verbessertes Lötverhalten ohne Flussmittel .

Wie bereits zuvor ausgeführt, ist es gemäß einer nächsten Ausgestaltung der vor1iegenderi Erfindung vorteilhaft , dass die gebeizte Oberfläche der Aluminiumlotschicht zumindest teilweise freiliegende oder freiliegende Siliziumpartikel aufweist . Hier entstehen lokal höhere

Siliziumkonzentrationen, welche in Abhängigkeit der

LotZusammensetzung zu einem lokal engeren Schmelzbereich führen können . Die Siliziumpartikel schmelzen mit der umgebenden Aluminiummatrix und begünstigen insofern das Flüssigwerden des restlichen Aluminiumlots . Die

Benetzungseigenschaften des Aluminiumlots sind sehr komplex und im Detail noch nicht verstanden . Durch umfangreiche Versuche konnte j edoch festgestellt v/erden, dass zumindes teilweise freiliegende Siliziumpartikel die

Benetzungseigenschaften des Aluminiumlots verbessern könne . Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Verwendung des

Aluminiumverbundwerkstoffs ist als Aluminiumkernlegierung eine Aluminiumlegierung vom Typ AA lxxx, AA 2xxx, AA3xx , AA 5 xx oder AA 6 xx vorgesehen . Die Aluminiumlegierung der genannten Typen weisen in der Regel die mechanischen

Eigenschaften auf , welche für den Einsatz beispielsweise als Wärmetauscher oder in anderen Anwendungsgebieten für gelötete Konstruktionen erforderlich sind . Für Wärmetauscher werden besonders bevorzugt Aluminiumlegierungen vom Typ AA 3xxx ve wendet , da diese entsprechend niedrig legiert,

kostengünstig und korrosionsbeständig sind .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Verwendung des

Aluminiumverbundwerkstoffs weist die Aluminiumlotlegierung die folgende Zusammensetzung in Gew . - % auf :

Si < 15 ^' S

Fe < 1 ^" o /

Cu < 0, 3 %

Mg < 2 , 0 %

Mn < o, 15

Zn < 0 , 15

Ti < 0, 30

Rest AI und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 % , in Summe ma imal 0,15 % .

Als Aluminiumlotlegierungen werden beis ielsweise die

Aluminiumlegierungen vom Typ AA 4343 oder AA 4045 oder AA 4047 bevorzugt verwendet . Allen Aluminiumlotlegierungen , welche die oben genannte Spezifikation erfüllen, ist gemein, dass diese einen niedrigeren Schmelzpunkt als die

Aluminiumkernlegierung aufweisen, so dass beim Erhitzen des zu lötenden Bauteils auf eine Temperatur unterhalb der

Solidustemperatur der Kernlegier ng die AluminiumlotSchicht flüssig bzw. teilweise flüssig wird . Die

Aluminiumkernlegierung schmilzt nicht auf . Die Si-Gehalte der Aluminiumlotlegierung liegen bevorzugt zwischen 6,5 Gew . -% und 12 Gew. -% .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Verwendung des

erfindungsgemäßen AIuminiumverbundwerkstoffs ist der

Verbundwerkstoff vor dem Beizen weich, rückgeglüht oder walzhart , damit die mechanischen Eigenschaften, welche in der Anwendung später erfordert werden, gewährleistet sind.

Ein wirtschaftlich in großem Maßstabe herstellbarer

AIuminiumverbundwerkstoff kann dadurch bereit gestellt werden, dass der Aluminiumverbundwerkstoff durch simultanes Gießen oder Walzplattieren hergestellt worden ist . Alternativ zum simultanen Gießen oder Walzplattieren besteht auch die Möglichkeit , die Aluminiumlo Schicht durch thermisches

Spritzen aufzubringen . Die beiden zuerst genannten Verfahren sind allerdings diej enigen, welche in großem Umfange

industriell eingesetzt werden.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Aluminiumverbundwerkstoffs bestehend aus mindestens einer Aluminiumkernlegierung und mindestens einer ein- oder beidseitig auf der Aluminiumkernlegierung

vorgesehenen, äußeren Aluminiumlotschicht , bei welchem durch Walzplattieren oder simultanes Gießen und anschließendes

Walzen ein bandförmiger AIuminiumverbundwerkstoff hergestellt wird, dadurch gelöst , dass die Lotschicht des Aluminiumverbundwerkstoffes einer alkalischen oder sauren Beize unterzogen wird . Wie bereits zuvor ausgeführt , haben die Erfinder überraschenderweise festgestellt , dass durch die alkalische oder saure Beize die Löteigenschaften insbesondere beim flussmittelfreien Löten deutlich verbessert werden können, so dass beim CAB-Löten auf den Einsatz eines

Flussmittels verzichtet werden kann . Wird der

Aluminiumverbundwerkstoff vor dem Beizen oder während des Beizens mit einem Entfettungsmedium entfettet , führt dies zu einem verbesserten Beizabtrag und damit zu einem verbesserten Lötergebnis . Die Entfettung vor dem Beizen kann auch

beispielsweise durch eine Glühung erfolgen . Verbesserte Lötergebnisse konnten mit einer Entfettung mit einem

Entfettungsmedium während des Beizens ermittelt werden.

Bevorzugt weist eine alkalische Beize Natronlauge mit einer Konzentration von 0,2 bis 10 Gew. -% oder 0,2 - 5 Gew. -% auf . Es hat sich gezeigt , dass mit den genannten Konzentrationen ein ausreichendes Beizen der Oberfläche der

Aluminiumlotschicht durchgeführt werden kann, so dass auf einfache Weise ein A1uminium erbundwerkstoff zum

flussmittelfreien Löten bereitgestellt werden kann . Neben Natronlauge kann auch eine saure Beize beispielsweise unter Verwendung von Salpetersäure oder Phosphorsäure zum Beizen der Oberfläche verwendet werden .

Bevorzugt enthält die Beize neben Natronlauge zusätzlich organische oder anorganische Komplexbildner , wie

beispielsweise Natriumgluconat oder Natriumtripolyphosphat , was das Lötergebnis überraschenderweise weiter verbesser .

Das Beizen der Aluminiumlotschicht erfolgt bevorzugt in- 1ine mit dem letzten Kaltwalzschrit , so dass ein möglichst wirtschaftlicher Herstellprozess bereitgestellt werden kann . Der Aluminiumverbundwerkstoff kann aber auch vor dem Beizen in einem Durchlaufofen rück- oder weich geglüht werden. Damit kann ein für die Herstellung von Wärmetauschern optimiertes Coil eines bandförmigen Aluminiumverbundwerkstoffs auf hoch wirtschaftliche Weise bereitgestellt werden . Denkbar ist aber auch die Verwendung eines Coil- to-Coil -Fertigungsschrittes der unabhängig von anderen Herstellschritten durchgeführt wird .

Ferner kann der fertig gewalzte AIuminiumverbundwerkStoff auch in einem Kammerofen in Coilform geglüht und anschließend der Oberflächenbeize zugeführt werden . Auch diese Verfahren sind ökonomisch günstig, da beispielsweise hohe

Investitionskosten für DurchlaufÖfen nicht entstehen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Entfettungsmedium mindestens 0 , 2 bis 15 Gew . - % , vorzugsweise 0,5 - 3 Gew . - % oder 2 bis 8 Gew.-% eines Gemisches aus 5 - 40 Gew . - % Natriumtripolyphosphat , 3 - 10 Gew . - % Natriumgluconat , 3 - 8 Gew. - % nicht ionischer und anionischer Tenside , optional 0 , 5 - 70 Gew . - %

Natriumkarbonat , bevorzugt 30 - 70 Gew . - % Natriumkarbonat . Die genannte Zusammensetzung des Entfettungsmediums hat insbesondere in Verbindung mit einer alkalischen Beize , welche Natronlauge bevorzugt enthält , zu sehr guten

Lötergebnissen geführt . Das genannte Entfettungsmedium kann vor der Anwendung der Beize oder gemeinsam mit der Beize angewendet werden und hinterlässt eine im CAB-Verfahren ohne Flussmittel sehr gut. lötbare Oberfläche der

AluminiumlotSchicht . Um den Aluminiumverbundwerkstoff für die spätere Anwendung vorzubereiten ist es vorteilhaft , dass der

Aluminiumverbundwerkstoff vor dem Beizen weich- oder

rückgeglüht wird. Hier können die mechanischen Eigenschaften auf einfache Weise durch einen Glühprozess eingestellt werden .

Bevorzugt beträgt die Verwei1dauer der AluminiumlotSchicht des A1uminiumverbundwerkstoffs in der Beize 1 - 20 s , bevorzugt 2 - 8 s . Diese Verweildauer ermöglicht einen ausreichenden Angriff Oberfläche der AluminiumlotSchicht durch die Beize , um dort Silizium anzureichern oder auch um Si1iziumpartike1 freizulegen . Die Reaktion der Beize mit der Aluminiumlotschicht kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Temperatur der Beize 65°C - 80°C beträgt . Insbesondere kann bei einer erhöhten Temperatur die Prozessgeschwindigkeit gesteigert werden .

Vorzugsweise kann eine saure Spülung unter Verwendung einer Salpetersäure oder einer Schwefelsäure erfolgen, so dass Beizreste vom bandförmigen Aluminiumverbundwerkstoff entfernt werden können .

Gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zum

thermischen Fügen von Bauteilen aus einer Aluminiumlegierung unter Verwendung eines AIuminiumverbundwerkstoff bestehend aus mindestens einer Aiuminiumkernlegierung und mindestens einer ein- oder beidseitig auf der Aiuminiumkernlegierung vorgesehenen, äußeren Lotschicht bestehend aus einer Aluminiumlotlegierung, wobei die Aluminiumlotschient eine gebeizte Oberfläche aufweist und der

Aluminiumverbundwerkstoff in einem flussmittelfreien, thermischen Fügeverfahren gefügt wird und das Fügeverfahren in Anwesenheit eines Schutzgases stattfindet , gelöst .

Bevorzugte thermische Fügeverfahren sind das Löten unter Schutzgas oder beispielsweise das GAB-Lötverfahren . Denkbar sind aber auch andere ein Schutzgas benötigende

Fügeverfahren, wie beispielsweise das Laserlöten .

Ferner wird gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden

Erfindung die aufgezeigte Aufgabe durch eine gelötete

Konstruktion umfassend mindestens zwei thermisch gefügte Teile , wobei mindestens eines der Teile einen

Aluminiumverbundwerkstoff mit einer AluminiumlotSchicht aufweist , die AluminiumlotSchicht eine gebeizte Oberfläche aufweist und eine in Anwesenheit eines Schutzgases ohne Flussmittel erzeugte thermische Fügenaht zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil vorgesehen ist .

Gemäß einer weiteren Ausgesta11ung der gelöteten Konstruktion umfasst diese mindestens ein umgeformtes oder nicht

umgeformtes Blech oder Rohr bestehend aus einem

erfindungsgemäßen A1uminiumverbundwerkstoff .

Eine solche gelötete Konstruktion ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung beispielsweise ein Wärmetauscher . Die Vorteile der gelöteten Konstruktion liegen darin, dass der

erfindungsgemäße AIuminiumverbundwerkstoff ein

flussmi11e1freies thermisches Fügen unter Anwesenheit eines Schutzgases , beispielsweise unter Verwendung des CAB- Löt erfahrens ermöglicht . Dadurch, dass keine Flussmittelrückstände mehr vorhanden sind und gleichzeitig kein kostenintensives Vakuumlöten verwendet werden muss , kann das gelötete Bauteil mit besserer Langlebigkeit bei

geringeren Herstellkosten bereitgestellt werden .

Im Weiteren soll die Erfindung anhand von

Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden . In der Zeichnung zeigt : Fig . 1 eine perspektivische Darstellung einer

LötVersuchsanordnung zum Nachweis der Lötbarkeit des Aluminiumverbundwerkstoffs,

Fig . 2 eine Schnittansieht entlang der Längsachse der

Lötversuchsanordnung aus Fig . 1,

Fig . 3 ein LötVersuchsergebnis unter Verwendung eines

konventionellen Aluminiumverbundwerkstoffs , Fig . 4 a) bis c) Lötversuchsergebnisse für drei

verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Aluminiumverbundwerkstoffs ,

Fig . 5 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme der

Oberfläche des Aluminiumverbundwerkstoffs aus Fig .

3 vor dem Löten,

Fig. 6a) bis c) Rasterelektronenmikroskopaufnahmen der

Oberfläche der Ausführungsbeipsiele aus Fig . 4a) bis c) vor dem Löten und Fig . 7 ein Ausfuhrungsbeispiel einer gelöteten

Konstruktion, welche den erfindungsgemäßen Aluminiumverbundwerks off aufweist . Die Löteigenschaften des erfindungsgemäßen

A1uminiumverbundwerkstoffs wurden unter Verwendung eines flussmittelfreien CAB-Lötverfahrens mit einer spezifischen Lötversuchsanordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist , überprüft . Die Lötversuchsanordnung besteht aus insgesamt drei Teilen. Einem Blech 1 , einem Winkelblech 2 und einem

Auflageblech 3 für das Winkelblech 2. Das Winkelblech 2 liegt mit seinem geschlossenen Ende 2a auf dem auf Blech 1

angeordneten Auflageblech 3 auf . Beide Schenkelenden 2b dagegen liegen auf dem Blech 1 auf . Wie in Fig . 2 in einer Schnittansieht dargestellt , entsteht so ein sich ver ndernder Spalt von dem Auflagepunkt der Schenkelenden 2b des

Winkelblechs 2 bis zum Auflagepunkt des geschlossenen Endes 2a auf dem Auflageblech 3. Durch den größer werdenden

Lötspalt besteht die Möglichkeit zu beurteilen, wie gut die Löteigenschaften des Bleches 1 sind . Wird beispielsweise der größer werdende Spalt 4 zu einem großen Teil gefüllt , ist von einem sehr guten Lötverhalten bei den spezifischen

Verfahrensparame ern auszugehen . Das Blech 1 besteht im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel aus einem A1uminiumverbundwerkstoff mit einer walzplattierten Aluminiumlotschicht. Die im Versuch verwendeten Blechdicken lagen zwischen bei 0 , 5 mm und 1 mm. Die Länge des Blechs 1 beträgt 70 mm und die Breite 50 mm. Die Länge der Schenkel des Winkels 2 beträgt jeweils 50 mm. Das Winkelblech 2 besitzt einen Öffnungswinkel von 35°. Das Auf1ageb1ech 3 hat eine Dicke von 1 mm, so dass der Höhenunterschied von dem geschlossenen Ende des Winkelblechs bis zum Schenkelende von 1 mm besteht . Die Dicke des Winkelblechs 2 beträgt 0,6 mm. Das Winkelblech 2 ist nicht mit einer AluminiumlotSchicht ausgestattet .

In Fig . 3 ist das Lötergebnis eines konventione11en

Aluminiumverbundwerkstoffs gezeigt . Der

Aluminiumverbundwerkstoff mit einer Kernschicht aus einer Aluminiumlegierung vom Typ AA 3003 wies eine Gesamtdicke von 0,5 mm auf und war beidseitig mit einem AlSilO -Aluminiumlot

(AA 4045) plattiert . Die PlattierSchichtdicke betrug je Seite 11,5 % der Gesamtdicke. Insofern ergab sich eine

Plattierschichtdicke von jeweils etwa 0 , 0575 mm . Die Lötung erfolgte nach einer Aufheizphase bei einer Temperatur von 600 °C, wobei die Löttemperatur für 4 Minuten gehalten wurde . Die Lötung erfolgte ohne Flussmittel in einer

Stickstoffatmosphäre . Wie aus Fig . 3 zu erkennen ist , zeigte sich nach dem Löten keine Füllung des Spaltes zwischen dem Winkelblech und Verbundwerkstoff , so dass keine LötVerbindung erzeugt werden konnte . Dieses Ergebnis war nicht

überraschend, da aufgrund des einfachen Aufbaus des

AIuminiumverbundwerkstoffs eine flussmittelfreie Lötung nicht erwartet wurde . Im Unterschied dazu zeigen Fig . 4a) bis 4c) die Lötergebnisse unter Verwendung eines erfindungsgemäßen

Aluminiumverbundwerkstoffs mit gebeizter , hier alkalisch gebeizter Aluminiumlotschichtoberfläche . Die Gesamtdicke der verwendeten Aluminiumverbundwerkstoffe betrug für die in Fig . 4a) und 4c) dargestellten Ausführungsbeispiele 1 mm mit einer beiseitigen Plattierschichtdicke von 15 % bzw . 0,15 mm . Das Ausführungsbeispiel aus Fig . 4a) war mit einer AlSi7 , 5 - und das Ausführungsbeispiel aus Fig . 4 c) mit einer AISi12 - Aluminiumlotschient plattiert . Als Aluminiumkernlegierung wurde eine Legierung vom Typ AA 3003 verwendet . Das

Ausführungsbeispiel aus Fig. 4b) entsprach exakt dem der Fig. 3 mit dem Unterschied, dass das Ausführungsbeispiel aus Fig . 4b) , wie auch die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele 4a) und 4c) eine alkalische gebeizte Oberfläche aufweis .

Eindrucksvoll ist zu erkennen, dass die Aluminiumlotschicht im Bereich der Auflagepunkte des Blechwinkels und darüber hinaus entlang mindestens etwa 2/3 der SchenkeHängen eine Löt erbindung hergestellt hat . Deutlich ist zu erkennen, dass das auf dem Aluminiumverbundwerkstoff vorhandene Aluminiumlot aufgeschmolzen und eine Lötverbindung mit dem Winkelblech auch in Bereichen mit relativ großem Spalt erzeugt hat .

Lediglich die Bereiche mit extrem hoher Spaltbreite in der Nähe der Auflage des geschlossenen Endes des Blechwinkels wurden nicht gelötet . Zusätzlich ist zu erkennen, dass mit zunehmendem Si -Anteil in der Aluminiumlo schicht eine

verbesserte Spaltfüllung erzielt wird . Es zeigt sich, dass mit den erfindungsgemäßen Aluminiumverbundwerkstoffen mit gebeizter Oberfläche auf die Verwendung von Flussmitteln beim CAB-Lötverfahren verzichtet werden kann . Die getesteten Aiuminiumverbundwerkstoffe waren

walzplattiert . Identische Ergebnisse werden aber auch für durch simultanes Gießen oder thermisches Spritzen erzeugte A1uminiumverbundwerkstoffe erwartet . In Fig . 5 ist eine Rasterelektronenmikroskop (REM) -Aufnahme der Oberfläche des Ausführungsbeispiels eines

walzplattierten , konventionel len A1uminium erbundwerkStoffs aus Fig. 3 dargestellt , bevor dieser zur Lötung verwendet wurde. Der dargestellte Aluminiumverbundwerkstoff ist einer Glühung unterzogen worden, um den Aluminiumverbundwerkstoff wieder in den Zustand weich zu versetzen . In Fig . 5 ist deutlich zu erkennen, dass die Oberfläche glatt ist , keine Si1iziumpartike1 an der Oberfläche auf eist und eine normale Walzstruktur besitzt.

Fig . 6a) bis 6c) zeigen die Aluminiumverbundwerkstoffe der Fig . 5a) bis 5c) nach dem Beizen der Oberfläche in REM- Aufnahmen . Die Bleche aus Fig . 6a) und 6c) wurden einer manuellen Beize durch Tauchen im Labor unterzogen, wobei eine Natronlauge in einer Konzentration von 1 Gew . - % mit einer Kontaktzeit von etwa 3 Minuten bei 60 °C Beizetemperatur verwendet wurde . Die lange Beizzeit wurde gewählt, um einen ähnlich Beizangriff zu erzielen, wie er in der Fertigung durch ein Spritzverfahren erzielt wird . Mit der Beize wurde gleichzeitig ein Entfettungsmedium in einer Konzentration von 1 Gew . - % eines Gemisches aus 5 - 40 Gew . - %

Natriumtripolyphosphat , 3 - 10 Gew. - % Natriumgiuconat , 3 - 8 Gew. -% nichtionischer und anionischer Tenside verwendet. Nach dem Beizen wurde in einer 1%-igen Salpetersäure dekapiert .

Das Ausführungsbeispiel aus Fig . 6b) entstammt einem Coil-to- Coil-Fertigungsschritt , welcher Entfettung- und Beizschritt gleichzeitig beinhaltete und wobei das Beiz- und

Entfettungsmedium aufgespritzt wird. Neben 1,5 Gew. - %

Natronlauge enthielt das Entfettungsmedium 1 Gew . - % eines Gemisches aus 5 - 40 Gew . - % Natriumtripolyphosphat , 3 - 10 Gew . - % Natriumgiuconat , 3 - 8 Gew . - % nichtionischer und anionischer Tenside. Die Kontaktzeit betrug 2 bis 8 s bei einer Beizetemperatur von 75 ⁰ C . Fig . 6a) zeigt im Vergleich zur Fig . 5 ) zahlreiche , zumindest teilweise freiliegende Siliziumpartikel und zudem geätzte Vertiefungen auf der Oberfläche der Aluminiumlotschicht . Das Gleiche gilt auch für Fig. 6b) und Fig . 6c), wobei die

Belegung der Oberflächen mit zumindest teilweise

freiliegenden Siliziumpartikeln aufgrund des höheren Si- Gehaltes der Aluminiumlotschichten gegenüber Fig . 6a) bis hin zur Fig . 6c) ansteigt. Wie an den REM-Aufnähmen deutlich wird, wird durch das Beizen das Aluminium derart aufgelöst , dass auf der Oberfläche die in der Beize nicht löslichen Siliziumpartikel verbleiben . Es wird davon ausgegangen, dass die durch den Beizprozess hervorgerufene Erhöhung der

Siliziumkonzentration in der Oberfläche beispielsweise durch Anreicherung bis hin zum Freilegen einer Vielzahl von

Siliziumpartikeln zu der deutlichen Verbesserung des

Lötverhaltens des AIuminiumverbundwerkstoffes führt .

Vorteilhaft wirkt sich zudem aus , dass die in Fig . 5 auf der Oberfläche vorhandene relativ dicke Aluminiumoxidschicht , welche sich durch die vorgelagerten Prozessschritte bildet , entfernt und durch eine neue , sehr dünne Aluminiumoxidschicht ersetzt wird . Im Unterschied zu Fig . 6a) und Fig . 6c) zeigt Fig . 6b) weniger tiefe , geätzte Mulden bei einer relativ hohen Anzahl an auf der Oberfläche zumindest teilweise freigelegten Siliziumpartikeln .

Mit dem erfindungsgemäßen A1uminiumverbundwerkstoff ist es damit erstmals gelungen, mit einfachen Aluminiumlotschichten und ohne die Verwendung von Flussmitteln prozesssicher eine Lötung im GAB-Verfahren herzustellen . Eine einfache

Aluminiumlotschicht , beispielsweise aus einer

A1uminium1egierung vom Typ A1SÜ2 , AlSilO oder AlSi7,5 kann verwendet werden, um gelötete Konstruktionen mit dem

erfindungsgemäßen Aluminiumverbundwerkstoff herzusteilen . Beispielsweise kann der erfindungsgemäße

AIuminiumverbundwerks off vorteilhaft bei der Herstellung eines gelöteten Wärmetauschers 7, wie er in Fig. 7

dargestellt ist , verwendet werden .

Die Lamellen 5 des Wärmetauschers bestehen üblicherweise aus blankem oder beidseitig mit einem Aluminiumlot beschichtetem Aluminiumlegierungsband . Die Lamellen 5 werden mäanderförmig gebogen an Rohre 6 gelötet , so dass eine Vielzahl an

Lötverbindungen benötigt wird . Es ist daher besonders

vorteilhaft den erfindungsgemäßen A1uminiumverbundwerkstoff zu verwenden, da die besonders gute Lötergebnisse beim CAB- Lotverfahren auch ohne Flussmittel erzielt . Die so

hergestellten Wärmetauscher haben bei Verwendung des CAB- Löt erfahrens eine höhere Lebensdauer, da

Flussmittelrückstände nicht mehr vorhanden sind . Insbesondere wirken sich die fehlenden Flussmittelrückstände positiv auf den Betrieb der Wärmetauscher aus .

Dies gilt selbstverständlich auch für andere üblicherweise unter Verwendung von Flussmitteln gelötete Konstruktionen mit einem Aluminiumverbundwerkstoff .