Abstract No.:	7563
Scheduled at:	Wednesday, September 21, 2022, TZ 6 10:30 AM Moderne Fügeverfahren - Hartlöten
Title:	Prozessüberwachung beim Löten großflächiger Fügeverbunde
Authors:	Benjamin Lehmert* / Lehrstuhl für Werkstofftechnologie / TU Dortmund , Germany Wolfgang Tillmann / Lehrstuhl für Werkstofftechnologie / TU Dortmund, Deutschland Lukas Wojarski/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie / TU Dortmund, Deutschland
Abstract:	Die Qualität von gelöteten, großflächigen Fügeverbunden ist in hohem Maße von der Prozessführung und gleichmäßigen Durchwärmung der Bauteile abhängig. Bei Lötungen im Vakuumofen ist von außen nicht ersichtlich, ob das Lot bereits geschmolzen ist und eine Benetzung stattgefunden hat. Darüber hinaus kann eine zu hohe Fügetemperatur oder zu lange Haltezeiten, aufgrund von unerwünschten Diffusionsvorgängen, negative Auswirkungen auf die Werkstücke haben und zu geringeren Festigkeiten führen. Vorarbeiten haben gezeigt, dass die elektrische Widerstandsmessung, die in den Vakuumofen integriert wird, Informationen über die Beschaffenheit der Fügeverbindung liefern kann. Im Rahmen dieses Vorhabens erfolgte die Entwicklung und Realisierung einer mehrkanaligen, robusten Widerstandsmessung, die den Lötprozess im Vakuum von großflächigen Bauteilen an mehreren Positionen überwacht. Neben dem Werkstoffsystem 1.1730 mit reinem Cu-Lot, wurden auch Bauteile aus 1.2343 sowie 1.4404 mit CuGe10 und Ni620 gelötet. Dabei wurden die Messsignale bei verschiedenen Prozessphasen, Lotzuständen und Positionen auf großflächigen Bauteilen ausgewertet, um kritische Zustände zu identifizieren. Zur Korrelation der Fügeverbundqualität mit den aufgenommenen Messsignalen wurden die Fügeverbunde mittels Ultraschall C-Scans und metallographischen Querschliffen untersucht. Während dem Aufheizen und der Abkühlung der Bauteile wurde darüber hinaus der Einfluss von Zeit und Temperatur auf das Lot-Aufschmelzen für den Rand- und den Kernbereich untersucht. Der Einfluss von Schwindung und Fehlstellen wie Lunkern auf den Widerstand wurde ermittelt und der Verzug der Bauteile, durch die ungleiche Erwärmung im Ofen, mit Hilfe einer FEM-Simulation nachgebildet. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens liefern einen signifikanten Kenntnisgewinn über den Lötprozess und den jeweiligen Lotzustand. Hierdurch lassen sich Lötprozesse gezielt regeln, Prozesszeiten verringern, Löttemperaturen senken, lmperfektionen vermeiden und schließlich Kosten sparen. Diese Arbeiten liefern einen wichtigen Beitrag zur Stärkung von klein- und mittelständischen Unternehmen, die darauf angewiesen sind, große und damit teure Baugruppen fehlerfrei zu löten.

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