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Tuesday, September 20, 2022, TZ 1 und TZ 2 12:00 PM Forschung und Entwicklung I |
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Bemessungskonzepte zum Beurteilen der Betriebsfestigkeit hartgelöteter Fügeverbindungen unter Berücksichtigung prozessbedingter Lötnahtzustände |
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Andre Jöckel* / Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Deutschland J. Baumgartner / Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (LBF), Deutschland W. Tillmann/ Institute of Materials Engineering (LWT)) , Deutschland J. Bültena/ Institute of Materials Engineering (LWT)) , Deutschland K. Bobzin/ Surface Engineering Institute (IOT)), Deutschland H. Heinemann/ Surface Engineering Institute (IOT)), Deutschland J. Hebing/ Surface Engineering Institute (IOT)), Deutschland M. Erck/ Surface Engineering Institute (IOT)), Deutschland |
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Hartlöten ist eine Verbindungstechnik, die in vielen Industriezweigen für Bauteile verwendet wird, die aus vielen Einzelteilen bestehen. Viele dieser Bauteile werden im Betrieb zyklisch belastet. Aus diesem Grund müssen zuverlässige Ansätze zur Bewertung der Lebensdauer entwickelt werden. Dazu ist es notwendig, Erkenntnisse über Einflussfaktoren auf die Schwingfestigkeit und den Schädigungsmechanismus zu gewinnen. In dieser Arbeit werden induktions-, vakuum- und ofengelötete (Durchlaufofen) Scher- und Schälproben mit unterschiedlichen Lötspaltbreiten untersucht. Dazu wurden die Proben charakterisiert, indem die Geometrie der Proben und die Oberflächenbeschaffenheit der Lötradien gemessen wurden. Zudem erfolgten kraftgeregelte Schwingfestigkeitsversuche mit konstanten Amplituden. Es zeigt sich, dass der Herstellungsprozess und die verwendeten Fertigungsparameter einen wesentlichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Lötmaterials, die Oberflächenbeschaffenheit und die Qualität der Kehlnahtradien haben. Diese Eigenschaften haben wiederum einen Einfluss auf den Schädigungsmechanismus und die Schwingfestigkeit. Insbesondere rissartige Defekte unterschiedlicher Schwere, die tief in das Lot hineinreichen können und sich in hochbelasteten Bereichen der Kehlnahtradien befinden, haben einen erheblichen Einfluss auf den Schädigungsmechanismus und damit auch auf die Schwingfestigkeit. Es wird auch festgestellt, dass unabhängig vom verwendeten Lötverfahren die Anzahl und Größe der Defekte mit zunehmender Spaltgröße tendenziell zunimmt, was sich je nach Schädigungsmechanismus negativ auf die Schwingfestigkeit auswirken kann. |