DD274775A1

DD274775A1 - PROCESS FOR RESISTANCE TO THE RESISTANCE OF COATED MATERIALS

Info

Publication number: DD274775A1
Application number: DD31899588A
Authority: DD
Inventors: Heinz Huettner; Mathias Uhlmann; Rolf Zenker; Bernd Kaempfe
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1990-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandsloeten von beschichteten Werkstoffen. Die Erfindung kann zur Erhoehung der Verschleissfestigkeit und zur Verbesserung der Regenerierbarkeit von Bauteilen im Fahrzeugau angewendet werden. Kennzeichnend ist, dass die vorhandene Beschichtung auf der vorgesehenen Loetflaeche eines aufzuloetenden Werkstoffsegmentes entfernt wird und in diese Flaeche und/oder in die verschleissbeanspruchte Flaeche des Bauteiles parallele oder sich kreuzende Rillen eingearbeitet werden, in welchen Lot- und Flussmittel deponiert werden. Der Loetvorgang erfolgt bei Erwaermungsgeschwindigkeiten von 1 000 bis 10 000 Ks 1 und Abkuehlgeschwindigkeiten von 40 bis 200 Ks 1 sowie einer Haltezeit tsz von 50 bis 200 Perioden, wobei die Loetteilanordnung so gewaehlt wird, dass sich stets Rillen und Kontaktabschnitte der Fuegepartner gegenueberstehen.The invention relates to a method for resistance loosening of coated materials. The invention can be used to increase the wear resistance and to improve the recoverability of components in Fahrzeugau. It is characteristic that the existing coating on the intended Loetflaeche a aufzuzuloetenden material segment is removed and in this area and / or in the wear-stressed surface of the component parallel or intersecting grooves are incorporated, in which solder and flux are deposited. The Loetvorgang takes place at Erwaermungsgeschwindigkeiten of 1 000 to 10 000 Ks 1 and Abkuehlgeschwindigkeiten of 40 to 200 Ks 1 and a holding time tsz of 50 to 200 periods, wherein the Loetteilanordnung is chosen so that always face each other grooves and contact sections of Fuegepartner.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandslöten von beschichteten Werkstoffen, insbesondere von Segmenten beschichteter legierter Werkstoffe, zum Verbinden mit unterschiedlichen Stahlsorten.The invention relates to a method for resistance soldering of coated materials, in particular of segments of coated alloyed materials, for joining with different steel grades.

Die Erfindung kann beispielsweise zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und Verbesserung der Regenerierbarkeit von Bauteilen im Fahrzeugbau angewendet werden.The invention can be applied, for example, to increase the wear resistance and improve the regenerability of components in vehicle construction.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß ein flächenhaftes Verlöten zweier Körper mit annähernd ebenen Lötflächen mittels Flamme möglich ist. Dio Lötflächen werden einander so gegenübergestellt, daß der dabei gebildete Spalt mit Lot gefüllt wird. Durch eine bestimmte Buckelanordnung entsteht ein keilförmiger Spalt, oder es wird pin Spalt durch eine ballig ausgebildete Lötfläche erzielt. Von einem Teil des Spaltrandes fließt solange flüssiges Lot unter Ausnutzung der Kapillarkräfte ein, bis der Spalt ganz ausgefüllt ist.It is known that a planar soldering of two bodies with approximately flat soldering surfaces by means of flame is possible. Dio solder pads are juxtaposed so that the gap formed is filled with solder. By a certain projection arrangement, a wedge-shaped gap is created, or pin gap is achieved by a crowned soldering surface. From a part of the gap edge, liquid solder flows while utilizing the capillary forces, until the gap is completely filled.

Diese Lötspaltgestaltung ist jedoch für das Widerstandslöten ungeeignet.However, this soldering gap design is unsuitable for resistance soldering.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung von Lötverbindungen beschrieben, wo Warzen während des Lötvorganges durch Anlage an die Flächen eines Gegenstückes die Lötsp altstärke bestimmen. Auch hier wird durch die Warzen nur die Lötspaltstärke beeinflußt (DE-AS 2744460).Furthermore, a method for the production of solder joints is described where warts determine the Lötsp old starch during the soldering process by abutting against the surfaces of a counterpart. Again, only the Lötspaltstärke influenced by the warts (DE-AS 2744460).

In der DE-AS 3011252 wird ein Verfahren zum Vorbereiten des Lötens von mehrlagigen Böden für Kochgeschirr beschrieben. Das Hartlotband wird mit einer Vielzahl von Vertiefungen versehen, die mit Flußmittel gefüllt sind.In DE-AS 3011252 a method for preparing the soldering of multi-layer floors for cookware is described. The brazing tape is provided with a plurality of wells filled with flux.

Nachteilig ist der Einsatz von Flammen, was zur Zerstörung der Oberfläche eines zum Beispiel thermochemisch behandelten Werkstücken führen kann.The disadvantage is the use of flames, which can lead to the destruction of the surface of, for example, thermochemically treated workpieces.

Ein Verfahren zur Lebensdauererhöhung partiell verschleißbeanspruchter Werkstücke beinhaltet die DD-PS 226298. Die verschleißbeanspruchte Fläche wird aus geeignetem Werkstoff gefertigt und thermochemisch behandelt. Die Fügeflächen werden mit geeignetem Lotwerkstoff, vorzugsweise Cu, allseitig oder ausschließlich auf den späteren Fügeflächen überzogen und mit einer Füge-Hochgescruvindigkeitswärmebehandlung fest verbunden.A method for increasing the life of partially wear-stressed workpieces includes the DD-PS 226298. The wear-stressed surface is made of suitable material and treated thermochemically. The joining surfaces are coated with suitable brazing material, preferably Cu, on all sides or exclusively on the later joining surfaces and firmly connected with a joining Hochgescruvindigkeitheärmebehandlung.

Nachteil dieser Technologie ist, daß die Wahl glatter Lötflächen beim Widerstandslöten und die Verwendung von Cu-Lot ohne oxidlösende Flußmittel, insbesondere bei Cr-haltigen Stählen, Probleme hinsichtlich der Festigkeit der Lötverbindungen zur Folge hat.Disadvantage of this technology is that the choice of smooth solder surfaces in resistance soldering and the use of Cu solder without oxide-dissolving flux, especially in Cr-containing steels, has problems in terms of strength of the solder joints result.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist, partiell verschleißbeanspruchte Bauteile durch Verbinden mit beschichteten Werkstoffen zu stabilisieren und damit die Verschleißfestigkeit zu erhöhen sowie gleichzeitig eine ökonomisch effektivere Regenerierbarkeit solcher Bauteils zu gewährleisten.The aim of the invention is to stabilize partially wear-stressed components by bonding with coated materials and thus to increase the wear resistance and at the same time to ensure an economically more effective regenerability of such component.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Widerstandslöten von beschichteten Werkstoffen, insbesondere von Segmenten beschichteter legierter Werkstoffe, zu entwickeln, mit dem flächenhafte Lötverbindungen hoher Festigkeit hergestellt werden können.The invention has for its object to develop a method for resistance soldering of coated materials, in particular of segments coated alloy materials, can be made with the planar solder joints high strength.

Die Aufgabe wird gelöst, indem unter Verwendung von Lot- und Flußmittel bei Erwärmungsgeschwindigkeiten > 50K · s"¹ eine Lötverbindung hergestellt wird, indem erfindungsgemäß die vorhandene Beschichtung auf der vorgesehenen Lötfläche des Segmentes entfernt wird und in diese Fläche und/oder in die verschleißbeanspruchte Fläche des Bauteiles parallele oder sich kreuzende Rillen eingearbeitet worden, in welchen die Lot- und Flußmittel deponiert werden, und der Lötvorgang mitThe object is achieved by using solder and flux at heating speeds> 50K · s " ¹ a solder joint is prepared by the present invention, the existing coating on the intended soldering surface of the segment is removed and in this area and / or in the wear surface the component parallel or intersecting grooves have been incorporated, in which the solder and flux are deposited, and the soldering with

ErwSrmungsgeschwindigkeiten von 1000 bis 10000K β"¹ und Abkühlgeschwindigkeiten von 40 bis 200K · β"¹ sowie einer Haltezeit t„ von 50 bis 200 Perioden erfolgt, wobei die Lötteilanordnung so gewählt wird, daß sich stets Rillen und Kontaktabschnitte der Fügepartner gegenüberstehen. Dabei kann In vorteilhafter Weise ein Flußmittel nur geringer Leitfähigkeit verwendet werden, beispielsweise einer Leitfähigkeit sC,03mA. Der aufzulötende beschichtete Werkstoff kann ein thermochomlsch, chemisch, galvanisch oder thermisch oberflächenbehandelter Werkstoff sein, aber auch nach einem chemical vapour despositing - oder physical vapour despositing - Verfahren aufgebrachte Schicht besitzen, wobei zusätzliche Legierungsbestandteile im aufzulötenden Werkstoff enthalten sein können.ErwSrmungsgeschwindigkeiten of 1000 to 10000K β " ¹ and cooling rates of 40 to 200K · β" ¹ and a holding time t "of 50 to 200 periods occurs, wherein the Lötteilanordnung is chosen so that always face grooves and contact portions of the joining partners. In this case, advantageously, a flux of only low conductivity can be used, for example, a conductivity sC, 03mA. The aufzulötende coated material may be a thermochromlsch, chemically, galvanically or thermally surface treated material, but also after a chemical vapor despositing - or physical vapor despositing - applied method layer, with additional alloying components may be contained in the material aufzulötenden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können somit auch schwer verbindbare Materialien auf einfache jidoch effektive Weise gefügt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Stromdurchgang über definiert hohe Kontaktabschnitte erfolgen kann, und dabei eine gleichmäßige über die Fläche verteilte Lotaufschmelzung mit keiner oder nur geringer Lotausquotschung auftritt, sowie eine bessere Festigkeit der Lötverbindung gegenüber glatten Lötflächen erreicht wird. Außerdem kann eine Beizbehandlung der Teile vor dem Löten entfallen, und es wird eine nachteilige Beeinflussung des aufzulötenden beschichteten Teiles verhindert.By means of the method according to the invention, materials which are difficult to connect can thus also be joined in a simple, but effective manner. Another advantage is that the passage of current can take place over defined high contact portions, and there is a uniform over the area distributed Lotaufschmelzung occurs with little or no Lotausquotschung, and a better strength of the solder joint against smooth surfaces solder is achieved. In addition, a pickling treatment of the parts prior to soldering can be dispensed with, and it is prevented from adversely affecting the coated part to be soldered.

Ausfuhrungsbelsplel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: Lötteilvorbereitung eines thermochemisch behandelten Stahles, der mit Cr, Al, Mo legiert ist (32CrAIMo4). Fig. 2: Anordnung der Bauteile beim WiderstandslötprozeßFig. 1: Solder preparation of a thermochemically treated steel alloyed with Cr, Al, Mo (32CrAIMo4). Fig. 2: Arrangement of the components in the resistance soldering process

Nach Fig. 1 weist die 32CrAIMo4-Stahlplatte, A = 300mm²,8 = 3mm, eine 0,02mm dicke Verbindungsschicht 1 und eine bis in 0,08mm Tiefe reichende Diffusionsschicht 2 auf.Referring to Fig. 1, the 32CrAIMo4 steel plate, A = 300mm ² , 8 = 3mm, has a 0.02mm thick bonding layer 1 and a diffusion layer 2 extending down to 0.08mm depth.

Zum Widerstandslöten wird auf der vorgesehenen Lötfläche 4 die Verbindungsschicht 1 entfernt und die Diffusionsschicht 2 sowie Grundwerkstoff3 auf eine Tiefe von 0,6mm abgearbeitet. Anschließend wird die abgearbeitete Lötfläche 4 mit 0,2 bis 0,5mm tiefen Rillen versehen, die die Lot- und Flußmitteldeponie mit Kontaktabschnitten 5 bilden. Nach Fig. 2 sind die Lötteile 8,10 so in der nicht dargestellten Widerstandsschweißmaschine angeord'-.öi, 'laß die thermochemisch behandalte 32CrAiMo4-Platte 10 mit der Verbindungsschicht 1 an der Elektrodenplatte β der Widerstandsschwrirfmaschine liegt. Die unbehandelte StZu-Platte 8,A = 900 mrr², s = 2 mm, mit eingearbeiteter Lot· und Flußmitteldeponicy.'lrd zwischen der Lötseite der thermochemisch behandelten 32 CrAIMo4-Platte 10 und der Elektrodenplatte 6 angeordnet. Die Lotfolie 7 aus LAg40Cd20 wird zwischen den beiden Fügaflächen angeordnet und das Flußmittel 9 Brasolin Spezial als streichfähige Paste in der dafür vorgesehenen Deponie der Fügeflächen gelagert. Die Rillen auf der Fügefläche der StZu-Platte 8 befinden sich gegenüber den jeweiligen Stromkontaktflächen der 32 CrAIMo 4-Platte 10. Bei einen Druck der Elektroden β von 23 N/mm² werden an den Kontaktabschnitten der Bauteile 10,8 definierte Strumübergänge geschaffen. Bei einem Strom von I = 13 kA und einer Strorr>flußzeit von t„ = 50 Perioden wird die in den Lotdeponien befindliche schlecht leitende Flußmittelpaste 9 wirksam und gewährleistet eine über die ganze Fügefläche verteilte gleichmäßige Lotaufschmelzung. Die Rillen der Lotdeponien werden vollr.tändig mit Lot 7 ausgefüllt. Die Lötverbindung erreicht eine Schar-Druck-Biegefestigkeit von F = 5kN.For resistance soldering, the connecting layer 1 is removed on the provided soldering surface 4, and the diffusion layer 2 and the base material 3 are processed to a depth of 0.6 mm. Subsequently, the processed soldering surface 4 is provided with 0.2 to 0.5 mm deep grooves that form the solder and flux landfill with contact sections 5. 2, the soldering parts 8, 10 are arranged in the resistance welding machine, not shown, so that the thermochemically treated 32CrAiMo4 board 10 with the bonding layer 1 lies against the electrode plate 3 of the resistance-vibration machine. The untreated StZu plate 8, A = 900 mrr ² , s = 2 mm, with incorporated Lot and Flußdedeponicy.'lrd between the solder side of the thermochemically treated 32 CrAIMo4 plate 10 and the electrode plate 6 is arranged. The solder foil 7 from LAg40Cd20 is placed between the two joining surfaces and the flux 9 Brasolin Spezial stored as a spreadable paste in the designated landfill of the joint surfaces. The grooves on the joining surface of the StZu plate 8 are located opposite the respective current contact surfaces of the 32 CrAIMo 4 plate 10. At a pressure of the electrodes β of 23 N / mm ² defined at the contact portions of the components 10,8 Strumübergänge be created. With a current of I = 13 kA and a current flow time of t "= 50 periods, the poorly conducting flux paste 9 present in the solder deposits is effective and ensures uniform solder fusion distributed over the entire joint surface. The grooves of the solder deposits are vollr.tändig filled with Lot 7. The solder joint achieves a coulter-compression flexural strength of F = 5kN.

Das gewählte Temperatur-Zeitregime von 1600 K/s Aufheizgeschwindigkeit und 45 K/s Abkühlgeschwindigkeit sowie die auf den Fügeflächen befindliche Lot- und Flußmitteldeponie ermöglichen eine gleichmäßige Erwärmung der Fügepartner 8,10, wobei die thermochemisch erzeugte Schicht nicht nachteilig beeinflußt '''^;rd.The selected temperature-time regime of 1600 K / s heating rate and 45 K / s cooling rate and located on the joint surfaces solder and flux landfill allow uniform heating of the joint partners 8,10, the thermochemically generated layer is not adversely affected '''^; approx.

Claims

Anspruch [en] A method of resistively soldering coated materials, in particular segments of coated alloyed materials bonded to the wear-exposed surface of a component using solder and flux at heating rates> 50K · s ^-1 , characterized in that the existing coating on the provided soldering surface of the segment is removed and incorporated into this surface and / or in the wear-stressed surface of the component parallel or intersecting grooves in which the solder and flux are deposited, and the soldering process with heating rates of 1000 to 10000K · s ~ ¹ and cooling rates of 40 to 200 K -s ~ ¹ and a holding time t, ₂ of 50 to 200 periods, wherein the soldering device is chosen so that always facing grooves and contact portions of the joining partners.

2. The method according to claim 1, characterized in that a flux of low conductivity <0.03 mA is used.