Flussmittelfreies Löten von Hartmetall-Stahlverbindungen

Flussmittelfreies Löten von Hartmetall-StahlverbindungenInnovative Fügetechnologie von MiniTec 14. Juni 2024

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Das flussmittelfreie Löten von Hartmetall-Stahlverbindungen birgt viele Vorteile. Insbesondere bei der Herstellung von Hartmetallbohrern zeigt sich das sehr deutlich.

Die Entwicklung von halb- und vollautomatischen Arbeitsplätzen zum Schutzgaslöten mit lokaler Erwärmung nimmt bei MiniTec weiter an Fahrt auf. Für viele Industriezweige bietet das flussmittelfreie Verfahren wichtige Vorteile, beispielsweise für Hersteller von Hartmetallbohrern.

Verfahrensbeschreibung

Das Prinzip des Schutzgaslötens mit lokaler Erwärmung ist folgendermaßen erklärbar: Die zu lötenden Bauteile werden in einer Schutzgaskammer durch die Widerstands- oder Induktionserwärmung unter Argon 4.6, Stickstoff 4.6 oder Formiergas mit 5% Wasserstoff auf Löttemperatur gebracht. Ist in der Nähe eines Spaltes ein Lot deponiert, wird dieses aufgeschmolzen und fließt durch Kapillarwirkung in den Lötspalt. Damit grenzt sich das Löten mit lokaler Erwärmung vom Ofenlöten ab.

Während beim Ofenlöten der Lötvorgang für die Herstellung qualitätsgerechter Verbindungen an Cr-Ni-Stählen nur mit einem extrem trockenen und reinem Schutzgas möglich ist, kann bei lokaler Erwärmung auch ein Schutzgas mit 100 vpm Verunreinigungen Verwendung finden. Mit einem derartigen Schutzgas sind Cr-Ni-Stähle mit Loten aus Kupfer, Kupfer-Silber, Kupfer-Silber-Zink, Kupfer-Mangan-Kobalt, Kupfer-Mangan-Nickel, Kupfer-Nickel, Silber-Mangan, Nickel-Chrom und Eisen-Nickel-Chrom qualitätsgerecht lötbar.

Diffusionslöten von Hartmetall-Stahl-Verbindungen

Eine innovative Fügetechnologie mit der Widerstandserwärmung ist das Diffusionslöten von Hartmetall-Stahl-Verbindungen. Mit diesem Fügeverfahren werden vorzugsweise Hartmetallbohrer mit einem Vollhartmetallkopf ohne Zugabe eines Lotes hergestellt. Das Lot entsteht bei Löttemperatur durch die Wechselwirkung der Lötpartner über die Bildung eines Eutektikums. Im Bild links unten ist eine Einrichtung zum Diffusionslöten der Hartmetallbohrer dargestellt. Mit dieser Maschine lassen sich Hartmetallbohrer mit einem Durchmesser von 5 mm bis 16 mm ohne Zugabe eines Lotes qualitätsgerecht löten.

Einrichtung zum Diffusionslöten von Hartmetallbohrern.

Unter- und Aufkohlung vermeiden

Beim Löten von Hartmetall-Stahl-Verbindungen sind zwei Phänomene zu beachten. Erfährt die Verbindung bei Fügetemperatur eine Erhöhung des Kohlenstoffanteils (Aufkohlung), dann entsteht Graphit in der Fügezone und die Verbindung versagt frühzeitig. Bei einer Absenkung des Kohlenstoffanteils (Unterkohlung) entsteht die gefürchtete n-Phase, die bei Belastung ebenfalls zum vorzeitigen Bruch der Fügestelle führt.

In der Grafik ist das Wirken der Unter- beziehungsweise Aufkohlung bezüglich der Biegefestigkeit dargestellt. Deutlich ist zu sehen, dass die Wirkung der Unterkohlung schwerwiegender als die der Aufkohlung ist. Die Biegefestigkeit nimmt bei Unterkohlung stärker als bei der Aufkohlung ab. Durch geeignete technologische Maßnahmen wird das Auftreten der Graphitbildung und der unerwünschten n-Phase in der Fügezone verhindert.

Verfahrensvorteile

Das Schutzgaslöten mit lokaler Erwärmung hat gegenüber dem traditionellen Flammlöten folgende Vorteile:

Kürzere Fügezeiten
Niedriger Leistungsbedarf, da nur die Fügestelle erwärmt wird
Schwache thermische Belastung der Bauteile und kein Verzug gebogener Rohre nach dem Löten
Das Lösen komplizierter Fügeaufgaben (z. B. Austenit-Ferrit- Verbinder, Hartmetall-Stahl-Verbindungen ohne Zugabe eines Lotes) ist möglich.
Kostengünstige Geräteausführung bei Mehrfachlötungen durch Anwendung von SPS oder Industrie-PC bei einfacher Gerätebedienung
Erfassung und Auswertung von Parametern während des Lötens zur Selbstprüfung der Löteinrichtung in Bezug auf die Qualität der Lötverbindungen

Zusammenfassung

Das vorgestellte flussmittelfreie Schutzgaslöten mit lokaler Erwärmung ist nicht nur ein effektives Fügeverfahren, sondern ist auch gleichzeitig eine umweltfreundliche Methode, um komplizierte Fügeaufgaben zu lösen. Somit lassen sich in der modernen industriellen Fertigung Effektivität und Umweltbewusstsein miteinander verbinden.

Erfahren Sie mehr über unser innovatives Lötverfahren! Klicken Sie hier, um zu unserem Erklärvideo zu gelangen und die Vorteile und Details dieser fortschrittlichen Technologie kennenzulernen:

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