Authors: |
Matthias Manka* / Technical University Dortmund,
Institute of Materials Engineering, NRW Wolfgang Tillmann / Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Lukas Wojarski/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Chunlai Liu/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Kirsten Bobzin/ Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland Mehmet Öte/ Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland Stefanie Wiesner/ Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland
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Abstract: |
Das Löten bietet als Fügeverfahren zahlreiche, allgemein bekannte Vorteile gegenüber anderen Technologien, so dass es in einem breiten Bereich von der Massenanwendung bis hin zum High-Tech-Produkt genutzt wird. Dennoch weisen Lötverfahren im Vergleich zu den Schweißverfahren einen signifikanten Nachteil hinsichtlich der Auslegung der Lötverbindung auf. Während es zur Berechnung von den maximal zulässigen Belastungen für Schweißungen etablierte Methoden gibt, die in der praktischen Anwendung häufig auch in kommerziellen Konstruktionsprogrammen integriert sind, steht der Konstrukteur bei der Auslegung von Lötverbindungen vor dem Problem einer unzureichenden Datenlage hinsichtlich der erzielbaren Fügeverbundfestigkeiten. Im Rahmen der IGF-Vorhaben Nr. 15.113 N und Nr. 16.558 N wurde diesbezüglich ein strukturmechanisches Simulationsmodell zur Berechnung der Spannungen in Lötverbunden entwickelt. Dabei wurden über die Berechnung der herstellungsbedingten Eigenspannungen hinaus auch die auftretenden Spannungen unter externer Lastbeaufschlagung simuliert. Unter der Berücksichtigung von Geometriebedingungen und typischen Lötfehlern wurde das Simulationsmodell weiter ausgebaut und optimiert. Es konnte dabei eine gute Übereinstimmung der Simulations- mit den experimentellen Ergebnissen gezeigt werden, womit sich neue Anwendungen der Löttechnologie für hochbelasteten Bauteile erschließen.
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