DE102006012064A1 - Feed device for bringing solder into contact with a metal at a soldering site by laser soldering process useful in laser soldering of metals enables constant controlled amount of solder to be applied to soldering site - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betriff eine Zuführungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Zuführen eines Zusatzwerkstoffes an eine Lötstelle in einem Lötprozess, insbesondere einem Laserlötprozess, der im Oberbegriff der Patentansprüche 1The Invention relates to a feeder and a method of feeding an additional material to a solder joint in a soldering process, in particular a laser soldering process, in the preamble of claims 1
Ein derartiger Lötprozess ist beispielsweise aus der WO 2004/014599 A1 als bekannt zu entnehmen, bei der ein drahtförmiger Zusatzwerkstoff bzw. ein drahtförmiges Lot zum Laserstrahlhartlöten an eine im Wesentlichen V-förmige Lötstelle zum Verbinden von zwei metallischen Werkstoffen gebracht wird. Im vorliegenden Fall erfolgt die Zuführung des drahtförmigen Zusatzwerkstoffes bzw. Lots manuell. Insbesondere bei automatisierten Lötprozessen ist es jedoch gängig, den zumeist drahtförmigen Zusatzwerkstoff über eine Zuführungseinrichtung kontinuierlich an der Lötstelle bereitzustellen.One such soldering process is known, for example, from WO 2004/014599 A1 as known, in the case of a wire-shaped Additional material or a wire-shaped Lot for laser beam brazing to a substantially V-shaped solder joint for joining two metallic materials is brought. in the In this case, the supply of wire-shaped filler occurs or lots manually. Especially with automated soldering processes but it is common the mostly wire-shaped Additional material over a feeder continuously at the solder joint provide.
Dabei wird der Zusatzwerkstoff häufig mit einem Flussmittel versehen, um eine günstige und prozesssichere Verlötung bzw. Verbindung der metallischen Werkstoffe zu erreichen. Das Auftragen des Flussmittels erfolgt dabei beispielsweise in einem Streichauftrag über ein Pinselsystem oder einen Sprühauftrag mit einer Pumpe-Düse-Anordnung. Da ein derartiges Pinselsystem bzw. eine Pumpe-Düse-Anordnung einen erheblichen Bauraum in Anspruch nimmt, müssen diese in einem erheblichen Abstand zur Lötstelle angeordnet werden. Insbesondere bei einem flüssigen Flussmittel ergibt sich hierdurch der Nachteil, dass das Flussmittel partiell dicker aufgetragen ist als an anderen Stellen.there the filler material becomes frequent provided with a flux to a favorable and process-safe soldering or To achieve connection of the metallic materials. The application The flux is carried out, for example, in a coating order on a Brush system or a spray job with a pump-nozzle arrangement. Since such a brush system or a pump-nozzle arrangement a considerable Requires space These are arranged at a considerable distance from the solder joint. Especially with a liquid Fluxing this results in the disadvantage that the flux partially thicker than elsewhere.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zuführungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Zuführen des Zusatzwerkstoffes der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sich ein konstanterer und mengenmäßig optimierter Auftrag von Flussmittel auf den Zusatzwerkstoff realisieren lässt.task It is therefore the object of the present invention to provide a feeding device and a method of feeding to improve the filler material of the type mentioned, that a more constant and quantitatively optimized order of Flux can be realized on the filler material.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zuführungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Zuführen eines Zusatzwerkstoffs mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.These The object is achieved by a feeder and a method of feeding a filler material having the features of claims 1 and 10 solved. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are in the dependent claims specified.
Die Zuführungseinrichtung nach der Erfindung umfasst zur Führung von Zusatzwerkstoffes eine Düse, über welche das Flussmittel auf den Zusatzwerkstoff aufzutragen ist. Erfindungsgemäß ist es demnach vorgesehen, dass die Zuführungseinrichtung nicht nur zum Fördern und Bereitstellen des Zusatzwerkstoffes bzw. Lots eingesetzt wird, sondern dass vielmehr auch das Flussmittel innerhalb der Zuführungseinrichtung auf den Zusatzwerkstoff aufgetragen wird. Dies erfolgt mittels der Düse der Zuführungseinrichtung, welche im unmittelbaren Nahbereich der Lötstelle zum Verbinden der metallischen Werkstoffe angeordnet ist. Somit ist es möglich, das vorzugsweise flüssige oder pastöse Flussmittel erst zu einem sehr späten Zeitpunkt auf den Zusatzwerkstoff bzw. das Lot aufzubringen, nämlich unmittelbar vor dessen Aufschmelzung im Bereich der Lötstelle. Der zeitlich sowie räumlich sehr späte Auftrag des Flussmittels gewährleistet demgemäß eine äußerst gleichmäßige Verteilung des Flussmittels auf dem Zusatzwerkstoff bzw. Lot kurz vor dem Zeitpunkt des Aufschmelzens. Darüber hinaus kann das Flussmittel in seiner Menge so optimal dosiert werden, dass sich ein minimaler Bedarf an Flussmittel ergibt. Dies führt nicht nur zu einer dementsprechenden Kosteneinsparung, sondern auch zu einem äußerst ökologischen Materialeinsatz. Schließlich gewährleistet der geometrisch konzentrierte Auftrag des Flussmittels nahe der Lötstelle eine geringe zu erwartende Korrosion.The feeder according to the invention comprises for guidance of filler a nozzle, over which the flux must be applied to the filler material. It is according to the invention Accordingly, provided that the feeding device not just to promote and providing the additional material or solder is used, but rather that the flux within the feeder is applied to the filler material. This is done by means of Nozzle the Feeder which in the immediate vicinity of the solder joint for joining the metallic materials is arranged. Thus, it is possible the preferably liquid or pasty Flux at a very late date on the filler material or to apply the solder, namely immediately before its melting in the area of the solder joint. Of the temporally as well as spatially very late Order the flux guaranteed accordingly a very even distribution the flux on the filler material or solder just before the time of melting. About that In addition, the flux can be optimally dosed in its amount, that there is a minimal need for flux. This does not lead only to a corresponding cost savings, but also too a very ecological Use of materials. After all guaranteed the geometrically concentrated order of the flux near the soldered point a small expected corrosion.
Weiterhin lässt sich durch die verwendete Düse eine äußerst kompakte Zuführungseinrichtung realisieren, so dass der Lötprozess auch bei geometrisch komplizierten Lötungen – beispielsweise im Front- und Heckbereich oder im Bereich der Dachanbindung an den Karosserieseitenwandrahmen eines Kraftwagens – durchgeführt werden kann.Farther let yourself through the nozzle used an extremely compact Realize feeding device, so the soldering process even with geometrically complicated soldering - for example in the front and rear area or in the area of the roof connection to the body side wall frame of a motor vehicle - to be carried out can.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, an der Außenseite der Düse wenigstens einen Zuführungskanal vorzusehen, über welchen das Flussmittel zu dem durch die Düse geführten Zusatzwerkstoff gelangen kann. Hierdurch ergibt sich eine einfach zu gestal tende Düse, bei der das Flussmittel, insbesondere unter der Wirkung der Schwerkraft zu dem Zusatzwerkstoff gelangt und diesen äußerlich benetzt.In Another embodiment of the invention, it has also been advantageous shown on the outside the nozzle to provide at least one supply channel over which the flux can reach the filler material passing through the nozzle. This results in an easy to stem stal nozzle, at the flux, especially under the action of gravity gets to the filler material and this wets externally.
Dabei hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, dem wenigstens einen Zuführungskanal einen Ablauffinder zuzuordnen, über welchen das Flussmittel von dem Zuführungskanal zu dem Zusatzwerkstoff gelangt. Hierdurch wird auf besonders günstige Weise unter der Wirkung der Schwerkraft ein gleichmäßiger Auftrag von Flussmittel auf dem Zusatzwerkstoff erreicht.there it has proved to be further advantageous to the at least one feed channel to associate a Ablauffinder over which the flux from the feed channel to the filler material arrives. This is in a particularly favorable manner under the effect gravity a steady job of flux on the filler material.
Eine prozesstechnisch besonders einfache Zuführung des Flussmittels lässt sich darüber hinaus erreichen, wenn die Düse über eine Zuführungsleitung vorzugsweise kontinuierlich mit dem Flussmittel versorgt wird. In diesem Zusammenhang hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, der Zuführungsleitung eine Drossel, ein Ventil oder dergleichen zuzuordnen, so dass auf einfache Weise eine optimale Menge des Flussmittels bzw. eine optimale Auftragsdicke eingestellt werden kann.A In terms of process technology, particularly simple feeding of the flux can be achieved about that reach out when the nozzle over a feed pipe preferably continuously supplied with the flux. In In this context, it has proved to be further advantageous the supply line a Assign throttle, a valve or the like, so to simple Set an optimal amount of the flux or an optimal order thickness can be.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, innerhalb der Düse eine Kavität oder dergleichen Reservoir für das Flussmittel vorzusehen, die von dem geförderten Zusatzwerkstoff durchlaufen werden kann. Eine derartige Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die Benetzung des Zusatzwerkstoffs unabhängig von der Richtung der wirkenden Schwerkraft erfolgt. Eine besonders gleichmäßige und zuverlässige Benetzung des Zusatzwerkstoffs lässt sich dabei realisieren, indem die Kavität oder dergleichen Reservoir so innerhalb eines Führungskanals der Düse angeordnet ist, dass der Zusatzwerkstoff außenumfangsseitig mit Flussmittel versehen wird.In a further embodiment The invention has shown to be advantageous within the nozzle a cavity or the like reservoir for to provide the flux that passes through the extracted filler material can be. Such a configuration has the particular advantage that the wetting of the filler material regardless of the direction of the acting Gravity takes place. A particularly uniform and reliable wetting of the filler material can be realized by the cavity or the like reservoir so within a guide channel the nozzle is arranged, that the filler material on the outer peripheral side with flux is provided.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Düse nahe der Lötstelle zur Verbindung der metallischen Werkstoffe anzuordnen, um somit die Zeit zwischen dem Auftrag des Flussmittels und dem Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes bzw. Lots zu optimieren. Um eine entsprechend hohe Standzeit der Düse zu erhalten, ist dies dabei vorzugsweise aus einem Metall- oder Keramikwerkstoff hergestellt.Finally has it proved to be advantageous, the nozzle near the solder joint to arrange the connection of the metallic materials, thus the time between the application of the flux and the melting to optimize the filler material or solder. To one accordingly long service life of the nozzle To obtain this, it is preferably made of a metal or Ceramic material produced.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zuführen des Zusatzwerkstoffs bzw. Lots ergeben sich unmittelbar aus den Vorteilen der zuvor beschriebenen Zuführungseinrichtung.The Advantages of the method according to the invention for feeding of the filler material or solder arise directly from the Advantages of the previously described feeding device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of two preferred embodiments as well as from the drawings; these show in:
In
den
An
einer Außenseite
bzw. Mantelseite
Die
mantelseitigen Zuführungskanäle
Es
ist erkennbar, dass das Lot
In
den
Während die
Ausführungsform
der Düse
Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass die vorliegende Zuführungseinrichtung nicht nur beim Laserstrahllöten bzw. Laserstrahlhartlöten eingesetzt werden kann, sondern vielmehr bei allen gegen Lötprozessen, bei welchen ein Flussmittel zum Einsatz kommt.When Within the scope of the invention, it is to be considered that the present feeder not only in laser beam soldering or laser beam brazing can be used, but rather in all against soldering processes, in which a flux is used.
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