DE19512089C1 - Verfahren zur Verbindung von umformbaren Blechbauteilen, vorzugsweise Feinblechen, durch Löten - Google Patents
Verfahren zur Verbindung von umformbaren Blechbauteilen, vorzugsweise Feinblechen, durch LötenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von umformbaren Blechbauteilen,
vorzugsweise Feinblechen, durch Löten.
In der Automobilindustrie ist es allgemein übliche Praxis, Karosseriebauteile durch
Punktschweißen miteinander zu verbinden. Die Schweißverbindungen zeichnen sich
durch eine hohe Festigkeit aus, die sich jedoch nach neuesten Erkenntnissen ungünstig
auf das Crash-Verhalten der Fahrzeuge auswirken können. Seitens der Fahrzeugindu
strie besteht Interesse an einer Verbindungstechnik für Karosseriebauteile, mit der defi
nierte Sollbruchstellen geschaffen werden können, um im Falle eines Auffahrunfalles
durch gezielt gesetzte Sollbruchstellen an den miteinander verbundenen Karosseriebau
teilen eine Absorbierung der Aufprallenergie durch Wegbrechen der punktförmig gesetz
ten Verbindungen zu ermöglichen.
Neben dem Punktschweißen wird in der Automobilindustrie seit kurzem auch das Laser
strahllöten eingesetzt (Laser Magazin, Bad Nenndorf, 1993, 3, Seiten 12 bis 14).
Der Nachteil des Laserstrahllötens besteht vor allem in den hohen Anschaffungskosten
für die erforderlichen gerätetechnischen Ausrüstungen. Außerdem ist das Laserstrahllö
ten zur Herstellung punktförmiger Verbindungen ungeeignet und wird gegenwärtig nur
zum Fugenlöten eingesetzt. Infolgedessen kann dieses Verfahren nicht zur Schaffung
von Lötverbindungen als definierte Sollbruchstellen eingesetzt werden.
Zu berücksichtigen ist ferner, daß in der Automobilindustrie besonders hohe Anforde
rungen an den Automatisierungsgrad der Verbindungstechnik gestellt werden.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbindung von umformba
ren Blechbauteilen, vorzugsweise Feinblechen, zu schaffen, mit dem es möglich ist, un
ter Verwendung der bisher eingesetzten Widerstandsschweißtechnik Lötverbindungen
mit einer ausreichend hohen Festigkeit herzustellen und die Lötverbindungen in Abhän
gigkeit von gewünschten Sollbruchstellen in ihrer Festigkeit gezielt zu beeinflussen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
- a) örtliche Umformung mindestens eines der Blechbauteile im Bereich der herzu stellenden Lötverbindung zur Bildung mindestens eines offenen oder geschlos senen Hohlraums zwischen den zu verbindenden Teilen zur Aufnahme minde stens eines Lotteiles,
- b) Einlegen des Lotteiles in den gebildeten Hohlraum und Fixierung des Lotteiles,
- c) Fixieren der zu verbindenden Blechbauteile,
- d) Verschließen des gebildeten Hohlraumes und Verringerung des Hohlraumvolu mens durch teilweise Umformung der den Hohlraum begrenzenden Umhüllung mittels jeweils einer von oben und unten einwirkenden Elektrode oder eines ge eigneten Umformwerkzeuges bei gleichzeitiger Einwirkung eines in seiner Größe einstellbaren Druckes auf das Lot,
- e) Überführen des Lotteiles unter Druck durch elektrische Widerstandserwärmung mittels der Elektroden in einen schmelzflüssigen Zustand,
- f) Unterbrechen des Stromflusses zwischen den beiden Elektroden,
- g) Abkühlung und Aushärtung des gebildeten Lotfilmes und
- h) Druckentlastung der Elektroden.
Durch die erste Umformung der zu verbindenden Blechbauteile gemäß dem Verfahrens
schritt a) wird ein entsprechender Hohlraum zur Aufnahme eines Lotteiles geschaffen.
Dieser Verfahrensschritt einschließlich der Fixierung des Lotteils läßt sich voll automati
sieren. Als Lotteil können z. B. standardisierte Lotringe eingesetzt werden, die in die ge
bildete Ausnehmung eingepreßt werden. Die so vorbereiteten, zu verlötenden Blechteile
können entweder zwischengelagert oder im kontinuierlichen Taktablauf der Fertigungs
strecke dem eigentlichen Lötvorgang zugeführt werden. Die zu verbindenden Blechteile
werden in an sich bekannter Weise fixiert und z. B. mittels in der Praxis üblicher Wider
standspunktschweißautomaten gelötet, wobei jedoch der Schweißautomat so zu pro
grammieren ist, daß die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte d) und e) wie vorge
schrieben ausgeführt werden.
Der Verfahrensschritt e) kann dabei zeitlich vor dem Verfahrensschritt d) durchgeführt
werden, d. h. die den Hohlraum begrenzende Umhüllung wird vor dem Umformen kurzfri
stig auf eine Temperatur von 300 bis 500°C erwärmt. Der Strom zur Widerstandserwär
mung fließt entweder vom oberen Blechteil über das Lotteil zu dem unteren Blechteil
oder vom oberen zum unteren Blechteil oder vom oberen Blechteil um das Lotteil und
mittig in das Lot und zum unteren Blechteil.
Wenn das Lot infolge der Widerstandserwärmung flüssig ist, erfolgt durch eine gezielte
Krafteinwirkung durch die Elektroden oder ein Umformwerkzeug ein Umformen der den
Hohlraum bildenden Wand.
Es ist auch möglich, daß der Umformvorgang vor der Widerstandserwärmung durchge
führt wird, wobei während der nachfolgenden Widerstandserwärmung des Lotes die ein
gestellte Umformkraft aufrechterhalten wird.
Die Verfahrensschritte d) und e) können auch gleichzeitig durchgeführt werden.
Eine weitere Variante besteht darin, daß die Umformung in zwei Stufen durchgeführt
wird und zwischen den beiden Stufen die Widerstandserwärmung des Lotteils erfolgt.
Wird die Umformung mittels der Elektroden durchgeführt, so wirkt die Umformkraft je
nach Ausbildung der Elektrodenflächen zentrisch auf die Deckfläche der den Hohlraum
bildenden Umhüllung. Durch die einwirkende Umformkraft wird gleichzeitig ein Druck
auf das Lotteil ausgeübt, der in seiner Größe einstellbar ist und einen wesentlichen Ein
fluß auf die Festigkeit der herzustellenden Lötverbindung ausübt. Die Größe des auf das
Lotteil einwirkenden Druckes ist abhängig vom Verhältnis des Hohlraumvolumens zu
dem Lötteilvolumen, der eingestellten Temperatur, der Zeitdauer der Temperatureinwir
kung sowie der Größe und der Zeitdauer der einwirkenden Umformkraft. Ein entspre
chender Druckaufbau ist nur in einem geschlossenen Hohlraum möglich, so daß bei der
Bildung eines offenen Hohlraumes gemäß dem Verfahrensschritt a) dieser vor oder
gleichzeitig während der Erwärmung erst geschlossen wird, durch den während des Ver
fahrensschrittes d) stattfindenden Umformvorgang. Durch den in dem Hohlraum aufge
bauten Druck wird die noch in diesem vorhandene Luft herausgedrückt sowie die wäh
rend des Schmelzvorganges des Lotes gebildeten Dämpfe.
Infolgedessen wird für das erfindungsgemäße Lötverfahren grundsätzlich kein Flußmit
tel benötigt. Bedingt durch die Erwärmung und Erstarrung des Lotes unter Druck, wer
den wesentlich höhere Festigkeiten der Lötverbindungen erreicht.
Wird zur Umformung gemäß dem Verfahrensschritt d) ein Umformwerkzeug eingesetzt,
so ist es zweckmäßig, zwischen dem Umformwerkzeug und der Elektrode eine Isolierung
anzuordnen.
Durch eine Isolierung der Blechbauteile außerhalb der Lötstelle wird der zwischen den
Elektroden fließende Strom konzentriert durch das Lotteil geleitet. Es besteht auch die
Möglichkeit, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren drei Blechteile miteinander
verbunden werden können, wobei das obere und untere Blechbauteil jeweils mit einem
Hohlraum zur Aufnahme eines Lotteils versehen sind.
Zwischen den beiden Blechbauteilen kann auch ein nichtmetallisches, löttemperaturbe
ständiges Bauteil, z. B. aus Keramik, angeordnet werden, wobei dieses jedoch im Bereich
der Lötverbindung eine Aussparung aufweisen muß, um den erforderlichen Stromdurch
fluß zu gewährleisten.
Die zu verwendenden Lotteile können ring- oder schlaufenförmig ausgebildet sein. Lot
ringe haben den Vorteil, daß diese als genormte Teile zur Verfügung stehen. Das erfin
dungsgemäße Verfahren kann auch zum Rollnahtwiderstandslöten eingesetzt werden.
Die Elektroden sind dann als bewegliche Rollenelektrode ausgebildet und das Lotteil ist
stab- oder drahtförmig.
Gegenüber dem Rollnahtschweißen wird durch das Rollnahtwiderstandslöten eine we
sentlich höhere Dichtheit der Verbindung gewährleistet.
Die zu verwendenden Lotteile können unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen,
wobei es vorteilhaft ist, daß die Querschnittsform zumindest teilweise der Innenkontur
des Hohlraumes angepaßt ist.
Die Lotteile können durch Einpressen, Kleben oder Klemmen in dem Hohlraum fixiert
werden. Es ist auch möglich, das Lot direkt in den Hohlraum einzugießen. In bestimmten
Fällen kann es auch erforderlich sein, mehrere Lotteile in dem Hohlraum zu fixieren, z. B.
kreuzweise übereinander.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht unter anderem darin, daß dieses
keine neuen gerätetechnischen Ausrüstungen erfordert. Das Verfahren kann mittels her
kömmlicher Widerstandsschweißautomaten durchgeführt werden, die in ihrem Arbeits
ablauf lediglich anders zu programmieren sind. Dadurch kann bei einer Massenfertigung
ein hoher Automatisierungsgrad erreicht werden. Mit dem neuen Verfahren kann sowohl
weich- als auch hartgelötet werden in einem Temperaturbereich von 100 bis 1400°C.
Von besonderem Vorteil, insbesondere zur Verbindung von Blechbauteilen in der Fahr
zeugindustrie ist, daß bei mehreren hintereinander anzuordnenden Lötverbindungen,
diese in ihrer Festigkeit variiert werden können, so daß gezielt Sollbruchstellen geschaf
fen werden, die im Falle eines Crashes eine Absorbierung der Aufprallenergie bewirken.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können z. B. auch Widerstand
spunktschweißzangen oder Buckelschweißpressen eingesetzt werden.
Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung
zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Widerstandspunktschweißmaschine zur
Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung,
Fig. 2 zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verbindende Bleche im
Querschnitt,
Fig. 3 die Lötstelle der gemäß Fig. 2 zu verbindenden Bleche nach dem
Lötvorgang,
Fig. 4 zwei zu verbindende Bleche im Querschnitt gemäß einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 5 die Lötstelle der gemäß Fig. 4 zu verbindenden Bleche nach dem
Lötvorgang,
Fig. 6 zwei zu verbindende Bleche im Querschnitt bei Verwendung von zwei
Lotringen,
Fig. 7 die Lötstelle der gemäß Fig. 6 zu verbindenden Bleche nach dem
Lötvorgang,
Fig. 8 zwei zu verbindende Bleche im Querschnitt gemäß einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 9 die Lötstelle der gemäß Fig. 8 zu verbindenden Bleche nach dem
Lötvorgang,
Fig. 10 drei zu verbindende Bleche im Querschnitt,
Fig. 11 die Lötstelle der gemäß Fig. 10 zu verbindenden Bleche nach dem
Lötvorgang.
In der Fig. 1 ist eine handelsübliche Widerstandspunktschweißmaschine vom Typ
Dalex PMS 11-4 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die
gezeigte Widerstandspunktschweißmaschine besteht aus einem Maschinengehäuse 1, in
dem der Transformator 2 und die Steuereinrichtung 4 angeordnet sind.
An dem Maschinengestell 1 ist eine Druckluftzylindereinheit 3 mit den entsprechenden
axial beweglichen Aufnahmeeinheiten für die beiden Elektroden, einer oberen Elektrode
5 und einer unteren Elektrode 6, angeschlossen.
In der Fig. 2 sind zwei zu verbindende Bleche 7, 8 dargestellt, wobei in das obere Blech
7 mittels eines Tiefziehwerkzeuges eine zylindrische Ausnehmung 12 mit einem Innen
durchmesser von 4,5 mm und einer Tiefe von 1 mm eingeformt ist. Die beiden Bleche 7, 8
bestehen aus dem Werkstoff St 1203 und weisen jeweils eine Dicke von 0,5 mm auf. Nach
dem Tiefziehen der Ausnehmung 12 wurde in diese ein Lotringdraht 10 aus Kupfer mit
einem Außendurchmesser von 4,5 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm einge
bracht. Die beiden Bleche 7, 8 werden in der Widerstandspunktschweißmaschine in ent
sprechende Fügeposition gebracht und fixiert. Zwischen den beiden zu verbindenden
Blechen 7, 8 ist ein geschlossener Hohlraum in Form der Ausnehmung 12 gebildet, in
der der Lotring 10 fixiert ist. Aus dem geschlossenen Hohlraum können noch Luft oder
andere gasförmige Bestandteile, die sich während des Lötvorganges bilden, entweichen.
Nach dem Einschalten der entsprechend programmierten Widerstandspunkt
schweißmaschine werden die aus Kupfer-Chrom-Zirkon bestehenden Elektroden 5, 6
(Fig. 3), die einen Durchmesser von 18 mm haben, an die Außenfläche der beiden Bleche
herangefahren, wobei die Elektroden noch stromlos sind. Die beiden Elektroden wirken
nun mit einer Elektrodenkraft FE von 6 kN auf die zu lötenden Bleche ein, wobei die ur
sprünglich gebildete Ausnehmung 12 zumindest teilweise verformt wird. Dadurch wird
das Volumen der Ausnehmung bzw. des Hohlraumes verringert und dabei das noch
feste Lot unter Druck gesetzt. Nach einer Vorhaltezeit von 1 s wird die Stromzuführung
für die Elektroden zugeschaltet und kurzzeitig, für die Dauer von 0,1 s aufrechterhalten.
Der Effektivwert des eingeleiteten Stromstoßes beträgt 17 kA. Der Strom fließt durch die
Elektrode 5, durch das Blech 7, den Lotring 10, das Blech 8 und die Elektrode 6, wobei
die Bleche 7, 8 unmittelbar im Bereich der Lötstelle erwärmt werden und der Lotring 10
seine Schmelztemperatur von 1100°C erreicht und in einen fließfähigen Zustand über
geht. Durch die noch anliegende Elektrodenkraft FE wird das flüssige Lot unter Druck
gehalten und die Umhüllung bzw. Wand der Ausnehmung 12 infolge der Verringerung
der Werkstoffestigkeit durch die Erwärmung weiter verformt. Das flüssige Lot füllt unter
der Druckeinwirkung den noch verbliebenen, reduzierten Hohlraum vollständig aus,
wobei die noch in dem Hohlraum befindliche Luft entlang der Berührungsflächen der
Bleche 7, 8 nach außen gedrückt wird und entweicht. Nach dem Abschalten der Strom
zuführung für die Elektroden werden die Elektroden mittels Wasser gekühlt und das
flüssige Lot erstarrt unter Aufrechterhaltung der Krafteinwirkung der Elektroden. Nach
einer Nachhaltezeit von 0,5 s nach dem Abschalten des Elektrodenstromes wird die Elek
trodenkraft zurückgenommen und die Elektroden werden in ihre Ausgangsstellung
zurückgefahren. In der Fig. 3 sind die gelöteten Bleche 7, 8 mit der entsprechend aus
gebildeten kreisringförmigen Lötstelle 11 gezeigt. Im Bereich der Lötstelle weist das
obere Blech 7 eine geringfügige Erhebung infolge der Umformung der Wandung der
Ausnehmung 12 auf.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 wird die Herstellung einer ringförmigen Löt
verbindung erläutert. Der Verfahrensablauf ist analog wie vorstehend unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Die Bleche 7, 8 bestehen aus dem Werkstoff St 1203 und weisen jeweils eine Dicke von
0,5 mm auf. In dem Blech 7 ist eine zylindrische Ausnehmung 12 mit einem Innen
durchmesser von 7 mm und einer Tiefe von 1,5 mm eingeformt, in die ein Lotring 10 aus
Kupfer mit einem Außendurchmesser von 7 mm und einem Drahtdurchmesser von
1,5 mm eingepreßt ist. Die Elektroden 5′, 6′ haben im Vergleich zu den Elektroden gemäß
der Fig. 3 eine veränderte Geometrie. Der Elektrodendurchmesser beträgt 6 mm und die
Elektroden haben an der Kontaktstelle eine ballige Form mit einem Radius von 50 mm.
Über die Elektroden 5′, 6′ wird ein Effektivstrom von 10 kA geleitet, während einer Zeit
dauer von 0,5 s. Infolge der Elektrodenform werden die Innenflächen der Bleche 7, 8 im
Zentrum der Lötstelle durch die einwirkende Umformkraft FE in Berührungskontakt ge
bracht, der Stromfluß konzentriert sich im Zentrum des Lotringes 10 und es entsteht eine
ringförmige Lötstelle 11′.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird die Herstellung einer weiteren Ausfüh
rungsvariante beschrieben. Vor dem Lötvorgang wurden jeweils in die beiden zu verbin
denden Bleche 7, 8 ringförmige Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser von
4,5 mm und einer Tiefe von 1 mm eingeformt, in die jeweils ein Lotring 10 aus Kupfer mit
einem Außendurchmesser von 4,4 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm einge
klebt wurde. In der in Fig. 6 gezeigten Positionierung der Bleche unmittelbar vor dem
Löten, ist zu erkennen, daß die beiden Ausnehmungen in den Blechen einen gemein
samen geschlossenen Hohlraum 13 bilden. Die Elektroden 5, 6 und Verfahrensparameter
sind analog wie bei der zu den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Verfahrensweise. Lediglich
der Effektivwert des Elektrodenstromes wurde auf 19 kA erhöht.
Im Vergleich zu der in Fig. 3 dargestellten Lötstelle, ist die Lötstelle 11 in etwa doppelt
so dick und die Lötverbindung besitzt infolge des zusätzlichen Formschlusses eine
wesentlich höhere Belastbarkeit.
In den Fig. 8 und 9 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der der zwischen
den beiden Blechbauteilen 7, 8 gebildete Hohlraum 13′ im wesentlichen der Kontur des
Lotringes 10 angepaßt ist, wobei das untere Blech 8 so umgeformt wurde, daß eine hut
förmige Erhebung entsteht, mit einem Außendurchmesser von 3,5 mm, auf die der
Lotring 10 aufgepreßt wird. Im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Varianten ist
das Hohlraumvolumen somit wesentlich geringer. In dem Blech 7 ist eine Ausnehmung
mit einem Innendurchmesser von 5 mm und einer Tiefe von 1 mm eingeformt.
Alle anderen Parameter entsprechen der Variante gemäß den Fig. 1 bis 3, wobei ein
Effektivstrom von 15 kA während einer Zeitdauer von 0,2 s zur Widerstandserwärmung
zugeführt wurde. In der Fig. 9 sind die beiden Elektroden 5, 6 gezeigt, die in ihrer Ab
messung und Form mit denen der Fig. 3 identisch sind.
Die hutförmige Erhebung des Bleches 8 bleibt auch nach der teilweisen Umformung der
den Hohlraum 13′ bildenden Umhüllung erhalten. Im Bereich der Deckfläche der hutför
migen Erhebung besteht Berührungskontakt mit der Innenfläche der Umhüllung des
Bleches 7. Die Lötstelle 11′ ist ringförmig ausgebildet.
In den Fig. 10 und 11 ist eine Lötverbindung dargestellt, bei der drei Bleche 7, 8 und
9, die aus St 1203 bestehen und jeweils eine Dicke von 0,5 mm aufweisen, miteinander zu
verbinden sind.
In die Bleche 7 und 8 wurden Ausnehmungen analog wie bei der Variante gemäß der
Fig. 6 eingeformt. In die beiden Ausnehmungen 12, mit einem Innendurchmesser von
4,5 mm und einer Tiefe von 1 mm, ist jeweils ein Lotring 10 aus Kupfer mit einem Außen
durchmesser von 4,5 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm eingepreßt. Das
zwischen den beiden Blechen 7, 8 liegende Blech 9 wurde nicht verformt.
Die Elektroden und die Verfahrensweise sind analog wie unter Bezugnahme auf die
Fig. 1 bis 3 beschrieben. Der Effektivstrom der Elektroden wurde auf 21 kA eingestellt, bei
einer Wirkungsdauer von 0,1 s. Die Elektrodenkraft FE der beiden Elektroden 5, 6 be
trägt 6 kN, die Vorhaltezeit 1 s und die Nachhaltezeit 0,5 s. Nach Beendigung des Lötvor
ganges sind zwei kreisförmige Lötstellen 11 gebildet, jeweils eine Lötstelle 11 zwischen
dem Blech 7 und dem Blech 9 und eine Lötstelle 11 zwischen dem Blech 9 und dem
Blech 8.
Die hergestellten Lötverbindungen gemäß den Fig. 3, 5, 7, 9 und 11 wurden an
schließend einer Festigkeitsprüfung - Zugversuch nach DIN 50124 - unterzogen.
Die erzielten Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
Zu den Lötverbindungen gemäß der Fig. 3 und 9 wurden jeweils fünf Proben herge
stellt, unter Anwendung verschiedener Elektrodenkräfte zur Umformung der Umhüllung
der gebildeten Ausnehmung.
Im folgenden werden noch die Festigkeitswerte nach DIN 50124 einer auf konventionelle
Art und Weise hergestellten Lötverbindung angegeben. Zwei Bleche aus St 1203 mit je
weils einer Dicke von 0,5 mm wurden mittels eines Kupferlotringes mit einem Außen
durchmesser von 4,5 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm auf einer Wider
standspunktschweißmaschine gemäß Fig. 1 bei folgenden Verfahrensparametern mit
einander verlötet:
Effektivstrom|13 kA | |
Vorhaltezeit | 1 s |
Einwirkungszeit des Stromes | 0.1 s. |
Im Zugversuch nach DIN 50124 wurde an einer so hergestellten Vergleichsprobe eine
max. Zugkraft von 1,9 kN ermittelt.
Dieses Ergebnis verdeutlicht, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Lötverbin
dungen hergestellt werden können, die eine wesentlich höhere Festigkeit aufweisen als
nach einem bekanntem Verfahren gemäß dem Stand der Technik. Nach bisherigen Unter
suchungen und ersten Erkenntnissen sind diese Festigkeitssteigerungen im wesentli
chen auf die Verflüssigung des Lotes in einem geschlossenen Hohlraum und die gleich
zeitige Einwirkung eines Druckes auf das Lot zurückzuführen.
Claims (14)
1. Verfahren zur Verbindung von umformbaren Blechbauteilen, vorzugsweise Feinble
chen, durch Löten, mittels folgender Verfahrensschritte:
- a) örtliche Umformung mindestens eines der Blechbauteile im Bereich der herzu stellenden Lötverbindung zur Bildung mindestens eines offenen oder geschlos senen Hohlraumes zwischen den zu verbindenden Teilen zur Aufnahme minde stens eines Lotteiles,
- b) Einlegen des Lotteiles in den gebildeten Hohlraum und Fixierung des Lotteils,
- c) Fixieren der zu verbindenden Blechbauteile,
- d) Verschließen des gebildeten Hohlraumes und Verringerung des Hohlraumvolu mens durch teilweise Umformung der den Hohlraum begrenzenden Umhüllung mittels jeweils einer von oben und unten einwirkenden Elektrode oder eines geeigneten Umformwerkzeuges bei gleichzeitiger Einwirkung eines in seiner Größe einstellbaren Druckes auf das Lot,
- e) Überführen des Lotteiles unter Druck durch elektrische Widerstandserwärmung mittels der Elektroden in einen schmelzflüssigen Zustand,
- f) Unterbrechen des Stromflusses zwischen den beiden Elektroden,
- g) Abkühlung und Aushärtung des gebildeten Lotfilmes und
- h) Druckentlastung der Elektroden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt e)
zeitlich vor dem Verfahrensschritt d) durchgeführt wird und dabei die den Hohl
raum bildende Umhüllung vor dem Umformen kurzfristig auf eine Temperatur von
300 bis 500°C erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte d)
und e) gleichzeitig durchgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung gemäß dem
Verfahrensschritt d) zeitlich getrennt in zwei Stufen erfolgt und zwischen den beiden
Stufen der Verfahrensschritt e) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Elektroden
aufgebrachte Umformkraft zentrisch auf die Deckfläche der den Hohlraum bildenden
Wand einwirkt, solange bis das Lotteil vollständig geschmolzen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Einsatz eines Umformwerkzeuges zwischen der Elektrode und dem Umformwerkzeug
eine Isolierung angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu
verbindenden Blechbauteile im Bereich außerhalb der Lötstelle mit einer Isolierung
versehen sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei
metallische Bauteile miteinander verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
den beiden metallischen Bauteilen ein nichtmetallisches, löttemperaturbeständiges
Bauteil angeordnet wird, das im Bereich der herzustellenden Lötverbindung mit einer
Aussparung versehen ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
einzulegenden Lotteile ring- oder schlaufenförmig, stab- oder drahtförmig ausgebildet
sind und unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lotteile durch Pressen, Kleben oder Klemmen fixiert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lotfeile in dem Hohlraum durch Eingießen fixiert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Lotteile in dem Hohlraum fixiert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotteile kreuzweise
übereinander angeordnet werden.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE1995112089 DE19512089C1 (de) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Verfahren zur Verbindung von umformbaren Blechbauteilen, vorzugsweise Feinblechen, durch Löten |
PCT/DE1996/000581 WO1996031312A1 (de) | 1995-04-03 | 1996-04-01 | Verfahren zur verbindung von umformbaren blechbauteilen, vorzugsweise feinblechen, durch löten |
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DE19512089C1 true DE19512089C1 (de) | 1996-10-02 |
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AU (1) | AU5269096A (de) |
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