Löten von aluminium
Verbindungen, die halten.
Wärmetauscher finden in einer Vielzahl von Bereichen Anwendung, in denen Wärmeübertragung eine entscheidende Rolle spielt. In der Wärmetauscherfertigung werden dabei vorwiegend lotplattierte Aluminiumwerkstoffe eingesetzt. Das sind qualitativ hoch entwickelte Mehrschicht-Materialverbunde, die aus einer Kernlegierung bestehen, die entweder ein- oder beidseitig mit einer AlSi-Lotlegierung versehen wird. Die AMAG erzeugt diese Materialverbunde bereits seit mehr als 40 Jahren mittels einer ausgeklügelten Walzplattiertechnologie. Das Walzplattieren ist ein Festkörper-Pressschweiß-Prozess und führt dazu, dass eine dichte, metallurgische Verbindung des Hartlotes mit dem Grundbarren entsteht, die später ausgezeichnete Lötergebnisse bei der Weiterverarbeitung dieses Materials ermöglicht.
Die so erzeugten Werkstoffverbunde bieten maßgeschneiderte Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Gewicht, Wärmeleitfähigkeit, Verformbarkeit oder Korrosionsbeständigkeit. Seit Erscheinen der ersten AluReport-Ausgabe im Jahr 2008 ist die Geschäftssparte der lotplattierten Produkte in der AMAG stark gewachsen. Es ist gelungen, den Absatz in diesem Zeitraum zu verdreifachen und die Anzahl der Kunden um mehr als 40 % zu steigern. Ein Wachstum, das nur durch den stetigen Ausbau des Legierungsportfolios erfolgen konnte. Mit einem Produktportfolio bestehend aus sieben Long-Life-Legierungen (AMAG TopClad® LL) und neun Hartlotlegierungen kann die AMAG heute doppelt so viele Werkstoffe anbieten wie damals. Wesentliche Treiber, die all diese Produktentwicklungen befeuert haben, sind die Forderung nach höheren Festigkeiten nach dem Löten aufgrund von Dickenreduzierungen der Wärmetauscherhersteller, gestiegene Erwartungen an die Crashsteifigkeit seitens der OEM aber auch erhöhte Ansprüche an die Korrosionsbeständigkeit.Um diesen gestiegenen Kundenanforderungen entsprechen zu können, brachte die AMAG beispielsweise ihre Multilayer-Lösungen, bei denen gleich mehrere funktionale, maßgeschneiderte Schichten übereinander aufplattiert werden, auf den Markt. Mit diesen 4- oder 5-Schichtsystemen können die resultierenden Produkteigenschaften derart optimiert werden, dass sich die Anwendungsgrenzen herkömmlicher Wärmetauscherwerkstoffe nach dem Löten im CAB- oder Vakuumprozess verschieben. Auch 6xxx-Legierungen als Kernwerkstoffe, die ohne zusätzliche Diffusionsbarriere zur Verhinderung der Magnesiumdiffusion während des Lötens im CAB-Prozess üblicherweise nicht zur Anwendung kommen, können durch eine Multilayer-Lösung im CAB-Verfahren eingesetzt werden. Dadurch kann die Festigkeit nach dem Löten im Vergleich zu den 3xxx-Legierungen, die standardmäßig im CAB eingesetzt werden, im Wärmetauscher erheblich gesteigert werden.
AMAG TopClad® NHT-Legierungen nicht aushärtbar | AMAG TopClad® HS NHT-Legierungen aushärtbar | AMAG TopClad® UHS NHT-Legierungen aushärtbar | AMAG TopClad® LL Long-Life-Legierungen |
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3003 | 6060 | 7020 | LL 93003 |
3004 | 6063 | LL 93005 | |
3005 | 6951 | LL 93009* | |
3103 | LL 93503 | ||
3105 | LL 93505 | ||
LL 93507* | |||
LL 93535 |
VAB Hartlotlegierung | CAB Hartlotlegierung | Zinkhaltige Hartlotlegierung | Zwischenschicht- Legierungen |
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4004 | 4343 | 40143 | 1050 A |
4104 | 4045 | 40145 | 7072 |
40141* | 4047 | 10150* | |
40245* |
Auf das gestiegene Interesse nach flussmittelfrei lötbaren Werkstoffen reagierte die AMAG mit besonderen Forschungsanstrengungen. Dadurch ist es gelungen, einen Aluminiumverbundwerkstoff zu entwickeln, der flussmittelfreies CAB-Löten ermöglicht. Eine ausgeklügelte Kombination aus modifizierter Hartlotlegierung und innovativer Prozessführung bewirkt das Aufbrechen der Oxidschicht beim Löten auch unter Stickstoff, was den freien Lotfluss und somit eine gute Lötverbindung ermöglicht.
Für Vakuumlöter ist die AMAG mit einer über 20-jährigen Expertise und der Möglichkeit, Werkstoffe industriell zu beizen, ein besonders geeigneter Partner, der auch modifizierte Hartlote anbietet, um die optimale Verlötung für das jeweilige Bauteil der im Vakuum gelöteten Kühler zu gewährleisten. Durch die Investition in eine neue Bandveredelungsanlage hat die AMAG außerdem sichergestellt, dass auch in Zukunft zusätzliche Beizschritte während des Produktionsdurchlaufes durchgeführt werden können, die die Fertigung von Wärmetauschermaterialien mit extrem sauberer Oberfläche ermöglichen. Gebeizte Produkte wie AMAG PURE® generieren mit ihrem positiven Effekt auf das Lötergebnis beim Kunden einen besonders hohen Kundennutzen.
Prozessseitig waren das Streben der Kunden nach stabiler Verlötung und sinkenden Ausschussraten Gründe, um das Portfolio modifizierter Hartlotwerkstoffe immer weiter auszubauen. Die AMAG Hartlotwerkstoffe 40141 und 40245 sind hierfür beste Beispiele.
Durch diese zahlreichen Produktentwicklungen wurde aus der früher oft als „Nischenanbieter“ bezeichneten AMAG, deren Portfolio vornehmlich auf das Vakuum-Löten ausgerichtet war, ein marktführender Vollanbieter. Mit den belieferten Märkten „Industriewärmetauscher“, „Land- und Baumaschinen“, „Windenergie“ sowie „Automobil“ ist die AMAG optimal diversifiziert. In all diesen Märkten konnte seit 2008 auch ein starkes Wachstum verzeichnet werden. Erhebliche Steigerungen entfielen beispielsweise auf die Bereiche Industriekühlerbau für die Segmente der LNG-Verflüssigung, Petrochemie und Luftseparierung sowie im Automobilzuliefersektor für die Komponenten Motor- und Getriebeölkühler, Ladeluftkühler, Kühlmittelkühler, Kondensatoren, Chiller und Batteriekühlung. Speziell im Batteriekühlsegment, in dem breite Bänder und Bleche im Dickenbereich 0,4 - 2,0 mm zum Einsatz kommen, ist die AMAG exzellent positioniert.
Auch der geografische Wirkungsbereich hat sich in den letzten Jahren deutlich verändert. Spielte der nordamerikanische Markt vor 15 Jahren noch eine untergeordnete Rolle, so steht dieser heute für 25 % des Absatzes in diesem Segment. Um dieser außerordentlichen Entwicklung Rechnung zu tragen, bietet AMAG eine auf den jeweiligen Kunden maßgeschneiderte Logistik an. Auch die Vor-Ort-Betreuung unserer Kunden durch Technologie und Vertrieb wurde deutlich intensiviert und ausgeweitet.
Dank der Inbetriebnahme eines zweiten Werkes im Jahr 2014 (Warmwalzwerk) bzw. 2017 (Kaltwalzwerk) verfügt die AMAG heute über zwei völlig voneinander unabhängige Werke auf demselben Betriebsgelände und somit über komplett redundante Anlagen für Warmwalzen, Kaltwalzen und Plattieren. Dementsprechend kann je nach Kundenanforderung die optimale Prozessroute dargestellt werden. Mit einer maximalen Gutbreite von 2.050 mm für plattierte Bleche und Bänder bietet die AMAG mit dieser modernen Infrastruktur nun die einzigartige Möglichkeit, zuvor unter Umständen ungünstige Breitenbereiche von 600 - 1.000 mm effizient darstellen zu können. Mit diesem breiten Produktportfolio an Kern- und Plattierwerkstoffen in Kombination mit dem modernen Anlagenpark konnten schon zahlreiche, hochvolumige Plattformen akquiriert werden.
AL4®ever-Lotprodukte
Eine der wesentlichsten Veränderungen in Bezug auf marktdominierende Themen in den vergangenen Jahren ist zweifelsohne die immens gewachsene Bedeutung des Nachhaltigkeitsaspekts. Als Recyclingexperte nimmt die AMAG in diesem Bereich seit jeher eine Vorreiterrolle ein. Dennoch waren zum Erscheinen der ersten AluReport-Ausgabe 2008 CO2-Fußabdruck-Berechnungen noch weitestgehend undiskutiert. Heute sind sie ein Standard in der AMAG und werden durch unabhängige dritte Stellen zertifiziert. Das erklärte Ziel der AMAG ist es, den CO2-Gehalt der bestehenden und neu aufgelegten Legierungen in Zusammenarbeit mit ihren Kunden weiter zu senken. Bereits jetzt bietet AMAG ihren Kunden CO2-optimierte, lotplattierte Produkte im Rahmen der AL4®ever-Produktlinie an. Für 2024 sind zwei neue Long-Life-Legierungen geplant, mit denen das Optimum aus CO2-Fußabdruck und Kundennutzen in Hinblick auf Verlötbarkeit, Festigkeit und Korrosionsanforderungen erreicht wird.
Die AMAG versteht sich als Vollanbieter über die gesamte Bandbreite lotplattierter Werkstoffe im Dickenbereich 0,4-8 mm sowie der Lötverfahren Controlled Atmosphere Brazing (CAB), Vacuum Brazing (VB) und Fluxfree. An dieser strategischen Grundausrichtung wird sich auch in Zukunft nichts ändern. Durch kontinuierliche Innovationen und Investitionen in Forschung und Entwicklung festigt die AMAG ihre Position als führender Anbieter auf dem Markt für lotplattierte Aluminiumprodukte, um auch in Zukunft als verlässlicher Partner für ihre Kunden zur Verfügung zu stehen.