Hochgeschwindigkeitslöten mit Flachdrähten - Verfahrensentwicklung

High Speed Soldering with Flat Wires – process development

  • Flachdrähte werden in der Schweißtechnik häufig mit dem Ziel eingesetzt, die Fügegeschwindigkeit zu erhöhen. Demgegenüber sind erhebliche Aufwendungen bzgl. der Förderung dieser Drähte zu registrieren. Es galt, bei der realisierten Löttechnologieentwicklung den Vorteil der hohen Geschwindigkeit zu nutzen und den Nachteil, die Förderprobleme, zu korrigieren. Mittels 2-dimensionaler Hochgeschwindigkeitsaufnahmen sowie hoch auflösender U-I-t-Messungen werden deutliche Veränderungen der Struktur des Lichtbogens beim Übergang von Rund- zu Flachdrähten nachgewiesen. Diese werden ursächlich für die hohen einstellbaren Fügegeschwindigkeiten (ca. 3 m/min) interpretiert. Parameterstudien zum Löten mit Al-Basis-Flachdrähten komplettieren diese Angaben. Es werden Kennpunkte für die Definition der Maschinenkennlinie vorgestellt. Die hergestellten Lötverbindungen sind metallografisch beurteilt und ihre mechanischen Eigenschaften ermittelt worden. Ein Schwerpunkt der durchgeführten Arbeiten fokussiert auf die Anwendbarkeit des flachen Drahtes fürFlachdrähte werden in der Schweißtechnik häufig mit dem Ziel eingesetzt, die Fügegeschwindigkeit zu erhöhen. Demgegenüber sind erhebliche Aufwendungen bzgl. der Förderung dieser Drähte zu registrieren. Es galt, bei der realisierten Löttechnologieentwicklung den Vorteil der hohen Geschwindigkeit zu nutzen und den Nachteil, die Förderprobleme, zu korrigieren. Mittels 2-dimensionaler Hochgeschwindigkeitsaufnahmen sowie hoch auflösender U-I-t-Messungen werden deutliche Veränderungen der Struktur des Lichtbogens beim Übergang von Rund- zu Flachdrähten nachgewiesen. Diese werden ursächlich für die hohen einstellbaren Fügegeschwindigkeiten (ca. 3 m/min) interpretiert. Parameterstudien zum Löten mit Al-Basis-Flachdrähten komplettieren diese Angaben. Es werden Kennpunkte für die Definition der Maschinenkennlinie vorgestellt. Die hergestellten Lötverbindungen sind metallografisch beurteilt und ihre mechanischen Eigenschaften ermittelt worden. Ein Schwerpunkt der durchgeführten Arbeiten fokussiert auf die Anwendbarkeit des flachen Drahtes für die Herstellung von Bördelnähten mit möglichst kleinem Öffnungswinkel und großer Anbindungsfläche. Als Randbedingung war eine konkave Nahtgeometrie, mit dem Ziel Nacharbeiten zu reduzieren, definiert. Angaben zu Toleranzen und zum Auftreten von Spritzern sind erarbeitet. Es liegen Ergebnisse für die Herstellung von St-St-Verbindungen vor. Die Prozessstabilität konnte durch die Nutzung von Runddrähten, welche örtlich unmittelbar vor dem Lichtbogen zu Flachdrähten umgeformt wurden, sowie durch die Anpassung der Energieübertragung - der Stromkontaktdüse - erzielt werden. Es wird ein neues Drahtvorschubsystem vorgestellt.show moreshow less
  • Flat wires are often used in welding technique to increase the joining velocity. In contrast there is a considerable effort for the haulage of such wires. Goal of the realized development of brazing technology is to earn the benefit of the high velocity and correcting the haulage problems. Using 2-dimensional high-speed-video-footages and high-resolution U-I-t-measurements significant changes in the arcs structure have been detected meanwhile the shift from round to flat wires. They are interpreted to be casual for the high joining velocity (about 3 m/min) adjustable using flat wires. These data is completed by parameter studies on soldering using Al-flat wires. Checkpoints for the definition of the machines characteristics are represented. The soldered connections have been evaluated metallographical and their mechanical properties have been ascertained. One focus of the investigations described here has been the usability of flat wire for forming flanged seams with preferably small opening angle and big connection area. As an edgeFlat wires are often used in welding technique to increase the joining velocity. In contrast there is a considerable effort for the haulage of such wires. Goal of the realized development of brazing technology is to earn the benefit of the high velocity and correcting the haulage problems. Using 2-dimensional high-speed-video-footages and high-resolution U-I-t-measurements significant changes in the arcs structure have been detected meanwhile the shift from round to flat wires. They are interpreted to be casual for the high joining velocity (about 3 m/min) adjustable using flat wires. These data is completed by parameter studies on soldering using Al-flat wires. Checkpoints for the definition of the machines characteristics are represented. The soldered connections have been evaluated metallographical and their mechanical properties have been ascertained. One focus of the investigations described here has been the usability of flat wire for forming flanged seams with preferably small opening angle and big connection area. As an edge condition concave seam geometry has been defined for reduced rework. Specifications for tolerances and the appearance of spatter are developed. Results for the forming of steel-steel-connections are available. Process stability has been achieved using round wires which have been transformed into flat wires next to the arc and adapting the transfer of energy -the power contact cone. A new wire feeder unit is presented.show moreshow less

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Metadaten
Author: Andrè Kilian, Thomas Klein, Ralf WinkelmannGND, Werner Brück
ISBN:978-3-00-052212-3
Title of the source (German):Tagungsband zum 18. Werkstofftechnischen Kolloquium in Chemnitz, 10. und 11. März 2016
Publisher:TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Werkstoffwissenschaft und Wertstofftechnik
Place of publication:Chemnitz
Editor: Thomas Lampke, Guntram Wagner, Martin Franz-Xaver Wagner
Document Type:Scientific journal article not peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2016
Contributing Corporation:Technische Universität Chemnitz
Tag:Bördelnähte; Flachdrähte; Hochgeschwindigkeitslöten
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Last Page:109
Series ; volume number:Schriftenreihe Werkstoffe und werkstofftechnische Anwendungen ; Band 59
Faculty/Chair:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Fertigungstechnik
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