SB_14.814B

6.2 Einfluss der Abkühlrate
Ein wichtiger Parameter beim Löten ist die Abkühlrate. Die Berechnungen belegen,
dass mit zunehmender Abkühlrate höhere Temperaturgradienten im Bauteil entstanden
sind. Bei hoher Abkühlrate kühlte sich der Randbereich schneller ab als der
Kernbereich, was zu einem hohen Temperaturgradienten geführt hat. In Abb. 6.1
werden beispielhaft die Temperaturverteilungen im oberen Bauteil (1.4021) dargestellt.
Bei einer Abkühlrate von 35 K/min betrug die Temperaturdifferenz zwischen
dem Rand- und Kernbereich 10 K. Ein Erhöhen der Abkühlrate auf 100 K/min führte
erwartungsgemäß zu zunehmenden Temperaturgradienten im Bauteil. Die Temperaturunterschiede
zwischen dem Rand- und Kernbereich erreichten bis zu 35 K. Dies
kann erhebliche Verzüge und Spannungen im Lotverbund hervorrufen, welche die
Lebensdauer des Werkzeuges beschränken.
ΔT= 35 K
ΔT= 10 K
T[K]
T[K]
Abkühlrate = 100 K/min
Abkühlrate = 35 K/min
Abb. 6.1:
Temperaturverteilung im oberen Bauteil [X20Cr13]
Die eingebrachten Kühlkanäle im unteren Bauteil bewirken eine ungleichmäßige
Erwärmung bzw. Abkühlung. Weiterhin belege die Simulation, dass die Temperaturgradienten
umso größer sind, je dicker die zu lötenden Werkstückquerschnitte sind.
Bei einer Abkühlrate von 35 K/min bildeten sich Temperaturunterschiede von 5 K im
unteren Bauteil aus. Diese betrugen 25 K bei einer Abkühlrate von 100 K/min. In
Abb. 6.2 wird der Einfluss der Abkühlrate auf das Abkühlverhalten des unteren
Bauteils dargestellt.
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