Kurzbeschreibung zum Vakuumlöten

Vakuumlöten ist eine Materialverbindungstechnik, die erhebliche Vorteile bietet: extrem saubere, hochwertige, flussmittelfreie Lötverbindungen von hoher Integrität und Festigkeit.Der Prozess kann teuer sein, da er in einem Vakuumkammergefäß durchgeführt werden muss.Beim Erhitzen im Vakuum bleibt die Temperaturgleichmäßigkeit am Werkstück erhalten, wodurch Eigenspannungen aufgrund langsamer Aufheiz- und Abkühlzyklen erheblich reduziert werden.Dies wiederum kann die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Materials erheblich verbessern und so einzigartige Wärmebehandlungsmöglichkeiten ermöglichen.Eine dieser Möglichkeiten ist die Wärmebehandlung oder Aushärtung des Werkstücks während eines Metallverbindungsprozesses, alles in einem einzigen thermischen Ofenzyklus.

Zu den Produkten, die am häufigsten vakuumgelötet werden, gehören Aluminium-Kühlplatten, Plattenwärmetauscher und Flachrohrwärmetauscher.

Vakuumlöten wird oft in einem Ofen durchgeführt;Dies bedeutet, dass mehrere Verbindungen gleichzeitig hergestellt werden können, da das gesamte Werkstück die Löttemperatur erreicht.Die Wärmeübertragung erfolgt mittels Strahlung, da viele andere Methoden im Vakuum nicht anwendbar sind.

Beim Vakuumlöten wird in einem Ofen unter Vakuumatmosphäre gelötet.Unter Hartlöten versteht man allgemein eine Gruppe von Fügeprozessen, die oberhalb von 840 °F (400 °C) und unterhalb des Schmelzpunkts des Grundmetalls stattfinden.

Vorteile des Vakuumlötens

Keine Oxidation, sodass kein Flussmittel erforderlich ist

Kein Waschen nach dem Hartlöten;Garantiert absolut saubere, einschlussfreie Fugen

Minimierte Eigenspannung und Verformung

Keine Wärmeeinflusszonen, die potenziell zu Störungen führen könnten

Ermöglicht die Durchführung bestimmter Wärmebehandlungsvorgänge im selben Zyklus, um Zeit und Geld zu sparen

WIE VAKUUMLÖTEN FUNKTIONIERT

Beim Hartlöten handelt es sich um eine Methode zum Verbinden zweier oder mehrerer Metalle durch Schmelzen eines Zusatzmetalls oder einer Lotlegierung.

Wenn für den Prozess im Vakuumofen Legierungen anstelle eines reinen Metalls verwendet werden, enthalten diese keine Flussmittel, daher ist keine mechanische Entfernung der Schlacke erforderlich und die Schweißnaht erscheint sauber.Die Legierung darf keine Elemente enthalten, die sublimieren oder verdampfen können, da sonst die gewünschten Verbindungseigenschaften nicht erreicht werden und der Ofen verunreinigt werden könnte.

Im Allgemeinen verschmelzen Legierungen nicht bei einer genau definierten Temperatur wie reine Metalle, sondern innerhalb eines bestimmten Bereichs.Wenn möglich, sollten daher eutektische Legierungen angestrebt werden.Diese verhalten sich ähnlich wie reine Metalle, bei denen die festen und flüssigen Elemente nur bei der eutektischen Temperatur nebeneinander existieren.

Für das Vakuumlöten steht eine große Anzahl an Zusatzwerkstoffen zur Verfügung.Bei einigen Legierungen, im Allgemeinen bei Hochtemperaturanwendungen, kommt es in vielen Fällen immer noch vor, dass bei einer einzigen Temperatur eine „Solidus“- und eine „Liquidus“-Phase vorhanden sind, die aus mehr als zwei Metallformen besteht.Andere Legierungen, die üblicherweise in Vakuumöfen verwendet werden, weisen dennoch eine breite Zwischenphase „Solidus-Liquidus“ mit einem Temperaturanstieg zwischen den beiden wichtigen Phasen auf.In diesem Fall erhöht sich die Zeit für eine vollständige Verschmelzung, da diese bei einer höheren Temperatur, der Temperatur des Lötprozesses, erfolgt.

Warum im Vakuumofen löten?

Der Vakuumofen kann das Erreichen der Schmelztemperatur mit äußerster Präzision und ohne Überschwingen gewährleisten.Beachten Sie auch, dass die Probleme der Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit der Legierung selbst im Vakuumofen vernachlässigbar werden.

Damit das Löten erfolgreich ist, muss der Füllstoff (sei es in Form einer Paste oder als Metalldraht oder -band) bei seiner eigenen spezifischen Schmelztemperatur und nicht bei einer höheren Temperatur schmelzen.Dadurch wird in erster Linie vermieden, dass die Flüssigkeit eine Temperatur hat, bei der ihre Oberflächenspannung geringer wäre, und daher eine größere Oberfläche benetzt, was zur Folge hätte, dass der resultierenden Fuge die richtige Füllung fehlt.Die Flüssigkeit muss sich genau im Verbindungshohlraum zwischen den Metallen verteilen und eine Zwischenschicht bilden.

Durch die Kapillarwirkung dringt die Legierung im flüssigen Zustand in die Gelenkräume ein.Diese entstehen durch mechanische Bearbeitung genau dort, wo die Verbindung erforderlich ist.Eine mechanische Bearbeitung ist erforderlich, um die richtigen Toleranzen der Verbindungselemente zu erreichen und die genaue Bettabmessung für die Verbindung zu bestimmen.Die Lücke muss so erstellt werden, dass zu enge Toleranzen vermieden werden. In diesem Fall könnte die Verbindung schwierig zu füllen sein und am anderen Ende des Spektrums würde eine schwache Verbindung durch eine zu große Toleranz entstehen, möglicherweise mit Lücken oder Porosität.Tatsächlich wird die Legierung bei der Benetzungstemperatur entgegen der Schwerkraft in die zu verbindenden Oberflächen gezogen.

Es wird eine Legierung benötigt, deren Schmelztemperatur weit von der Schmelztemperatur der zu verbindenden Metalle entfernt ist, die aber gleichzeitig für die Verbindung geeignete mechanische Eigenschaften aufweist.Um perfekte Lötverbindungen zu erzielen, muss die Verbindungsoberfläche außerdem sauber sein und darf keine Spuren von Verarbeitungsölen oder -fetten aufweisen, damit sie gut benetzbar ist.

Das Löten ist in einem Vakuumofen einfach und unkompliziert.Aufgrund der Beschaffenheit des Vakuums wird die Wärme gleichmäßig verteilt und die Teileproduktion ist konsistent.Aber schauen wir uns die Besonderheiten eines Vakuumofens zum Hartlöten genauer an.