Fraunhofer-Gesellschaft

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Flussmittelfreies Laserstrahllöten von Aluminium

Analyse der Prozessmechanismen zum Aufbau eines Prozessmodells
Flux-less laser brazing of aluminium - Analysis of process mechanisms in order to elaborate a process model
 
: Donst, D.; Janssen, A.; Klocke, F.

wt Werkstattstechnik online 99 (2009), No.6, pp.363-370
http://www.technikwissen.de/wt/
ISSN: 1436-4980
ISSN: 1436-5006
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()
Laserstrahlhartlöten; Aluminiumlöttechnik; Flussmittel; Pulslaser; Nanosekundenbereich; Prozessmodell; Dampfdruck; Wärmeleitung; Absorption; Ablation; Schmelzbad

Abstract
Am Fraunhofer IPT wurde im Rahmen des DFG-Projektes 'Erweiterung der Prozessgrenzen beim Laserstrahlhartlöten von Aluminium' ein Zweistrahllötverfahren für Aluminiumwerkstoffe entwickelt, das den Einsatz von Flussmitteln überflüssig macht. Das Konzept beruht auf dem konventionellen Laserlöten, das einen cw-Laser (Lötlaser) als thermische Energiequelle nutzt, um die Grundwerkstoffe zu erwärmen und die Lotwerkstoffe zu schmelzen. Innovatives Kernstück dieses Prozesses ist ein gepulster pw-Laserstrahl (Wirklaser) mit sehr hoher Pulsspitzenleistung bei Pulsdauern im Nanosekundenbereich, der zusätzlich zum defokussierten Lötlaser (circa 3 mm Durchmesser) in die Bearbeitungszone eingekoppelt wird. Der punktförmig fokussierte Wirklaserstrahl (etwa 50 Mikrometer Durchmesser) wird mittels eines Scanners senkrecht zur Vorschubrichtung pendelnd mit hohen Geschwindigkeiten abgelenkt. Auf diese Weise können Lötnähte flussmittelfrei gefügt werden, die höchsten fertigungstechnischen Ansprüchen genügen. Es wurde ein Modell erarbeitet, das den Lötprozess als Zusammenspiel einzelner Prozessmechanismen, also Teilprozesse, beschreibt. Dabei beeinflussen und begünstigen sich die Mechanismen untereinander. So beeinflusst beispielsweise die Geometrieveränderung (die Ausbreitung) der Lotschmelze aufgrund des Dampfdrucks die Absorptionseigenschaften und die Wärmeleitung. Im Rahmen weiterer Untersuchungen der Wechselwirkungen der Einzelprozesse Absorption, Wärmeleitung, Ablation, Dampfdruck und Schmelzbaddynamik sowie von den chemischen Vorgängen untereinander ist geplant, die jeweiligen signifikanten Einflüsse vertiefend herauszustellen und so das Modell weiter zu verfeinern.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-96942.html