Erhöhung der Fertigungstoleranz hochtemperaturgelöteter Bauteile durch thermodynamische Berechnung von Temperatur-/Zeitzyklen

Vorhabenbeschreibung:

Mittels thermodynamischer Berechnungen werden die Stabilitätsbedingungen der in Nickelbasislotnähten mit einer Spaltbreite von mehr als 0,05 mm bei artgleichen und artungleichen Verbindungen gebildeten spröden Phasen untersucht, um prozesstechnisch gezielt auf eine Minimierung oder sogar Vermeidung von Sprödphasen Einfluss nehmen zu können und so die Gebrauchseigenschaften, insbesondere das Bruchverhalten, zu verbessern. Der vorgeschlagene Lösungsweg lässt sich in 3 wesentliche Abschnitte unterteilen. Zunächst werden T-t-Zyklen für alle Werkstoffkombinationen im Projekt berechnet. Nicht vorhandene Daten werden anhand von ersten Lötproben nach konventionellen Zyklen ermittelt. Die zweite Phase umfasst die Fertigung von Proben nach den neu berechneten T-t-Zyklen bei zwei verschiedenen Spaltbreiten sowie deren umfangreiche metallurgische und mechanische Untersuchung. Insbesondere die Brucheigenschaften und Phasen in der Lötnaht werden berücksichtigt. Im letzten Abschnitt werden die bisherigen Resultate optimiert. Hier wird die benötigte Lötzeit zum Erzielen eines optimalen Lötergebnisses reduziert und zulässige Lötspaltbreiten erhöht. Parallel werden die Ergebnisse experimentell validiert. Die erzielten Ergebnisse werden durch Berichte und ein DVS-Merkblatt dokumentiert. Im Ergebnis werden prozesssichere T-t-Zyklen ermittelt, die es gestatten, eine Vielzahl von Verbindungen mit großen Spalten zu fügen und dabei eine ausgezeichnete Verbindungsfestigkeit zu erreichen. Durch die Optimierung wird nicht nur die Produktqualität sondern auch die Wirtschaftlichkeit des Prozesses gesteigert. Dies erschließt den KMU neue Anwendungsgebiete und erweitert deren Portfolio um diverse Lötkonstruktionen, ein neuer Markt wird erschlossen. Ferner erlauben größere Lötspalte bei guter Verbindungsfestigkeit teure Edelmetalllote durch Nickellote zu ersetzen. Dies steigert die Wettbewerbsfähigkeit des Verfahrens und damit der KMU, die das Löten als Dienstleister und Zulieferer betreiben.