SB_14.814B

ΔT= 25 K
ΔT= 5 K
T[K]
T[K]
Abkühlrate = 100 K/min
Abkühlrate = 35 K/min
Abb. 6.2: Temperaturverteilung im unteren Bauteil [X20Cr13]
Die Untersuchungen zum Einfluss der Abkühlrate auf den Lötverbund ergaben, dass
durch die Erhöhung der Abkühlrate größere Temperaturdifferenzen im Bauteil
entstehen.
6.3 Ermittlung der Spannungsverteilung und Spannungsverläufe
Bei 600 K wurden die Spannungsverteilungen für zwei verschiedene Abkühlkurven
ermittelt. Abb. 6.3 beinhaltet die berechneten Spannungskomponenten
σ
xx
im oberen
Bauteil. Rechts sind die mit einer Abkühlrate von 35 K/min berechneten Spannungskomponenten
in x-Richtung dargestellt. Die Spannungsverteilung ergab, dass
während der Abkühlphase Zugeigenspannungen entstanden sind. Diese betrugen 49
MPa an der Kontaktoberfläche. Bei einer Abkühlrate von 100 K/min war die Spannungsintensität
im Kontaktbereich deutlich höher als bei einer Abkühlrate von
35 K/min (linkes Bild).
Am Ende des ersten Lötzyklus (Abkühlrate = 35 K/min) blieben Restspannungen in
Form von Zugspannungen im Bauteil. Die Zugeigenspannungen traten infolge der
unterschiedlichen thermischen Kontraktion von Stahl und Lotwerkstoff auf. Die
Beträge dieser Spannungen sind von der Abkühlrate abhängig. Je höher die
Abkühlrate ist, umso höher ist der Spannungszustand im Lötverbund.
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