Published on 9/7/2016
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Wie man einwandfreie Lötstellen in Vakuumöfen erzielt

Wie man einwandfreie Lötstellen in Vakuumöfen erzielt

Vakuumöfen ermöglichen die Herstellung hoher Qualität bei geringen Stückkosten durch die Eliminierung von übermäßigen Produktionsabfällen und der Verschwendung von Rohmaterialien. Unabhängig vom jeweiligen Industriezweig (Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung usw.) bietet Vakuum die idealen Lötbedingungen für die Produktion von Wärmetauschern aus Aluminiumlegierungen.

In diesem Artikel möchte ich Ihnen nicht nur erklären, warum Sie in einem Vakuum löten sollten, sondern ich werde Ihnen auch nützliche Tipps zum Reinigen von Vakuumöfen geben, und ich werde Ihnen zeigen, wie man zwei potenziell gefährliche Risiken vermeidet.

Wie Sie vielleicht wissen, ist das Löten ein heikles Verfahren, wobei die Schwierigkeit darin besteht, die Oberflächenoxidschicht vom Grundmaterial (3003, 3105, 6951 usw.) zu trennen. Warum gelten also Vakuumöfen als die beste Wahl für das Löten von Bauteilen aus Aluminiumlegierungen?

8 Gründe für das Löten in einem Vakuum

  1. Hohes finales Vakuum dank Pumpsystemen mit hohen Kapazitäten (Diffusionspumpen + Kryopumpen), die eine Atmosphäre mit geringem Sauerstoffgehalt erzeugen;
  2. Kalibrierte Nutzung von Legierungen mit Magnesium (4004, 4104, 4044, 4045), um eine übermäßige Magnesiumsublimierung in der Vakuumkammer zu vermeiden;
  3. Schneller Übergang der Lasttemperatur während der Aufheizphase von 520° C (Ausgangstemperatur für die Magnesiumsublimierung) auf 605/610° C, dank hochleistungsfähiger Öfen, wodurch verhindert wird, dass sich auf der Fläche des Werkstücks, neu reduziert auf Aluminium, eine oxidierte Schicht (Al2O3) bildet;
  4. Gleichmäßige Temperatur der Last (± 3°C bei 605°C), die durch die Verteilung der Heizzonen und die präzise Steuerung der Ausgangsleistung erzielt wird;
  5. Geeignete Befestigungssysteme des einzelnen Wärmetauschers, um zu verhindern, dass sich das Werkstück verformt oder zusammenfällt;
  6. Kontrolliertes Abkühlen der Wände und anderer Elemente des Ofens mit aufgeheiztem Wasser (80°C), um zu verhindern, dass der atmosphärische Wasserdampf während des Ladens bzw. Entladens kondensiert;
  7. Reinheit der Bauteile;
  8. Keine Emission kontaminierender Substanzen in die Atmosphäre.

Schauen wir uns nun an, wie Sie Ihren Vakuumofen am besten reinigen, bevor Sie mit dem Löten beginnen. Und anschließend möchte ich Ihnen zeigen, wie Sie einige Tücken in Sachen Qualität vermeiden können.

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Tipps für einen optimalen Reinigungszyklus vor dem Löten

Das kann man nicht oft genug wiederholen: Vakuumverfahren erfordern eine reine Umgebung. Rückstände von Schneidöl (das zur Herstellung von Platten, Turbulatoren, Trennelementen usw. verwendet wird) verhindern ideale Lötbedingungen, denn das von den Werkstücken verdampfte Öl kontaminiert den Ofen und die Diffusionspumpen. Dies stellt ein Hindernis für kontinuierliches Löten dar und führt zu Defekten.

Vor dem Laden der Wärmetauscherkomponenten in den Ofen zum Vakuumlöten, empfehle ich die Durchführung des folgenden Reinigungszyklus:

Plattierte Komponenten (4004 usw.)

  • Dampf bei 80° C
  • Ultraschallreinigung
  • Trocknen

Nicht-plattierte Komponenten

  • Entfettung mit Dampf
  • saure oder basische Lösung
  • Abspülen mit Wasser
  • Salpetersäurebad
  • Abspülen mit Wasser
  • Trocknen

Überschüssiges Magnesium: Hier ist besondere Vorsicht geboten!

Öfen zum Löten von Komponenten aus Aluminiumlegierungen benötigen Magnesium. Die übermäßige Bildung von Magnesiumoxid (Rückstände vom Lötverfahren) verhindert jedoch das einwandfreie Löten im Ofen und kann zwei potenziell gefährliche Situationen herbeiführen.

  1. Die Bildung von Ablagerungen von Magnesiumoxid (MgO) und Magnesium (Mg), das auf kalten Oberflächen kondensiert, kann einen Kurzschluss zwischen dem Widerstand und dem wärmereflektierenden Schild der Kammer auslösen. Das Oxid verursacht Ablagerungen, die fest anhaften und nur schwer zu entfernen sind. Die Ablagerungen sorgen für eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit, um einen Kurzschluss möglich zu machen. Dank der ständigen Weiterentwicklung der Materialwissenschaft kann man spezifische Schilder einsetzen, um dies zu verhindern. Und das ist noch nicht alles! Heutzutage stellt die Kryopumpe eine Alternative zur Verwendung von Magnesium als Fangstoff zur Verbesserung des Vakuums während des Verfahrens dar, denn sie entfernt die Rückstände von Wasserdampf vom Waschen dieser Materialien.
  2. Ablagerungen von Magnesium (Mg) können bei der Entfernung hochgefährliche Situationen auslösen. Beim Vorhandensein von Luft (eine Situation, die passiert, wenn der Bediener versucht, die Ablagerungen zu entfernen) entzündet sich Magnesium extrem leicht und verbrennt die sich bildenden Tröpfchen bei 2000° C, welche mit Wasser nicht gelöscht werden können und die dem Bediener schwerwiegende Verletzungen beibringen können.

Und Sie? Benutzen Sie immer noch Magnesiumpulver oder Pads zum Löten von Wärmetauscherkomponenten aus Aluminiumlegierung?

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