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Wednesday, September 16, 2015, Saal Kopenhagen 5:00 PM Hartlöten - Simulation / Festigkeit |
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Einfluss der Lotkehle auf die Schwingfestigkeit von hartgelöteten Verbindungen |
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Dirk Matthes / Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland Kirsten Bobzin / Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland Mehmet Öte/ Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Stefanie Wiesner*/ Institut für Oberflächentechnik, RWTH Aachen, Deutschland Wolfgang Tillmann/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Norman Sievers/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Matthias Manka/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Reiner Zielke/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund, Deutschland Jörg Baumgartner/ Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit, Deutschland |
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Anforderungen an den Einsatz sicherheitsrelevanter Bauteile bedürfen zunehmend zuverlässige Methoden zur Bewertung und Sicherstellung der Betriebsfestigkeit. Gerade kraftstoffführende Bauteile sowie insbesondere die Lötverbindungen an Kraftstoffzuteilern von Benzindirekteinspritzsystemen unterliegen einer hohen dynamischen Belastung, weshalb diese Bauteile betriebsfest und über ihren Lebenszyklus sicher ausgelegt sein müssen. Im industriellen Umfeld mangelt es allerdings an leistungsfähigen Werkzeugen zur sicheren Auslegung solcher Fügeverbindungen. Daher beschäftigt sich das Forschungsprojekt Betriebsfestigkeit von Hartlötverbindungen , das von der Forschungsvereinigung für Verbrennungsmotoren gefördert wird, mit dieser Problematik. Im Fokus der präsentierten Untersuchungen stehen Lötverbindungen zwischen dem nichtrostenden Stahl 1.4301, die mit einem Kupferlot (Cu110) gefügt werden. Einen signifikanten Einfluss auf die Schwingfestigkeit der Lötverbindung besitzt die Lotkehle, da diese meist den Ausgangspunkt für den Riss darstellt. Anhand von Scher- und Schälzugproben wurden für verschiedene Lotkehlengeometrien Untersuchungen unternommen und die Einflussgrößen auf die Rissausbildung und somit auch die ertragbare Schwingspielzahl der Verbindungen bewertet. Dazu wurde die Ausbildung der Lotkehle zerstörungsfrei dokumentiert, wobei deren Radius sowie Imperfektionen an der Oberfläche mittels Replikatechnik für jede einzelne Verbindung erfasst werden. Weiterhin werden Untersuchungen zur numerischen Simulation der Lotkehlenausbildung vorgestellt. Diese sollen bereits bei der Auslegung der Bauteile und des Lötprozesses eine Abschätzung über die Ausformung der Lotkehle ermöglichen und damit den Entwicklungszyklus verkürzen. |