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Monday, September 11, 2023, Brüssel 2:00 PM Digitalisierung in der Fügetechnik I |
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Gezieltes Beeinflussen des Bauteilthermomanagements zum Erhöhen der Verbundqualität beim Löten großflächiger Fügeverbindungen |
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Christian Timmer* / LWT, TU Dortmund, Deutschland Wolfgang Tillmann / Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Deutschland Lukas Wojarski/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Deutschland Tim Henning/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Deutschland Finn Ontrup/ Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Deutschland |
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Abschlusspräsentation des IGF-Projekts Nr. 21.960 N Bauteilverzug stellt beim Ofenlöten von großflächigen Bauteilen mit Nickelbasisloten eine tech-nisch-wirtschaftliches Problem dar. Der eingestellte Lötspalt weitet sich auf, was zu einem Verlust der Form- und Maßhaltigkeit führt. Kritischer ist jedoch, dass die Mikrostruktur innerhalb der Löt-naht variiert. Bei einer zu starken Aufweitung bilden sich Sprödphasenbänder aus intermetallischen Phasen, welche die Festigkeit signifikant reduzieren. Dies kann bei bekannten Bauteilen durch un-terschiedlichste Art und Weisen reduziert werden, was aber auf den jeweiligen Erfahrungswerten der KMU beruht. Daher wird in diesem Projekt ein FEM-Ofenmodell entwickelt, welches die KMU mit einem Werkzeug ausstattet die Positionen mit kritischem Verzug von unbekannten Bauteilen zu bestimmen. Das Simulationsmodell berechnet die Wärmeverteilung und den Verzug während des gesamten Lötprozesses. Die Ergebnisse des statistischen Versuchsplans der Simulation zeigen, dass bei voller Durchwärmung des Bauteils die Aufheizrate, die Anzahl der Durchwärmplateaus sowie die Haltezeit bei Löttemperatur keinen Einfluss auf den Verzug aufweist. Eine Schnellkühlung mittels Stickstoff und eine ungünstige Bauteilpositionierung führten in der Simulation zu einem lokal erhöhtem Verzug. Die Ergebnisse der Simulation werden anhand von experimentellen Lötun-gen verifiziert. Dabei werden Mikrostruktur, Bauteilverzug und die Aufweitung des Lötspalts be-stimmt. Zur Reduzierung eines Verzugs werden über das Simulationsmodell verschiedene ther-misch angepasste Körper entwickelt. Diese steuern das Thermomanagement des Bauteils und er-möglichen den KMU über einfache Simulationen verzugsgerechte großflächige Fügeverbindungen zu löten. Das FEM-Modell wird ebenfalls auf industrielle Maßstäbe hochskaliert und experimentell validiert. |