Induktionslöttechnik
Induktionslötprinzip | Theorie
Löten und Löten sind Verfahren zum Verbinden ähnlicher oder unähnlicher Materialien unter Verwendung eines kompatiblen Füllmaterials. Zu den Füllmetallen gehören Blei, Zinn, Kupfer, Silber, Nickel und deren Legierungen. Nur die Legierung schmilzt und verfestigt sich während dieser Prozesse, um die Werkstoffe des Werkstücks zu verbinden. Das Füllmetall wird durch Kapillarwirkung in die Verbindung gezogen. Lötprozesse werden unter 840 ° F (450 ° C) durchgeführt, während Hartlötanwendungen bei Temperaturen über 840 ° F (450 ° C) bis 2100 ° F (1150 ° C) durchgeführt werden.
Der Erfolg dieser Prozesse hängt von der Konstruktion der Baugruppe, dem Abstand zwischen den zu verbindenden Oberflächen, der Sauberkeit, der Prozesskontrolle und der richtigen Auswahl der Ausrüstung ab, die für einen wiederholbaren Prozess erforderlich ist.
Sauberkeit wird normalerweise durch Einführen eines Flussmittels erreicht, das den Schmutz oder die Oxide bedeckt und löst, die diese von der Lötverbindung verdrängen.
Viele Operationen werden jetzt in einer kontrollierten Atmosphäre mit einer Inertgasdecke oder einer Kombination von Inert- / Aktivgasen durchgeführt, um die Operation abzuschirmen und die Notwendigkeit eines Flussmittels zu beseitigen. Diese Methoden haben sich an einer Vielzahl von Material- und Teilekonfigurationen bewährt, die die Ofentechnologie in der Atmosphäre durch einen Just-in-Time-Einzelstück-Fließprozess ersetzen oder ergänzen.
Lötfüllmaterialien
Hartlote können je nach Verwendungszweck in verschiedenen Formen, Formen, Größen und Legierungen vorliegen. Bänder, vorgeformte Ringe, Paste, Draht und vorgeformte Scheiben sind nur einige der möglichen Formen und Legierungen.
Die Entscheidung, eine bestimmte Legierung und / oder Form zu verwenden, hängt weitgehend von den zu fügenden Ausgangsmaterialien, der Platzierung während der Verarbeitung und der Serviceumgebung ab, für die das Endprodukt bestimmt ist.
Abstand wirkt sich auf die Stärke aus
Der Abstand zwischen den zu fügenden Passflächen bestimmt die Menge der Hartlotlegierung, die Kapillarwirkung / Durchdringung der Legierung und anschließend die Festigkeit der fertigen Verbindung. Die besten Voraussetzungen für herkömmliche Silberlötanwendungen sind 0.002 Zoll (0.050 mm) bis 0.005 Zoll (0.127 mm) Gesamtspiel. Aluminium ist typischerweise 0.004 Zoll (0.102 mm) bis 0.006 Zoll (0.153 mm). Größere Abstände bis zu 0.015 Zoll (0.380 mm) lassen in der Regel keine ausreichende Kapillarwirkung für ein erfolgreiches Löten zu.
Für das Löten mit Kupfer (über 1650 ° F / 900 ° C) muss die Verbindungstoleranz auf ein Mindestmaß und in einigen Fällen bei Umgebungstemperatur gepresst werden, um minimale Verbindungstoleranzen bei der Löttemperatur sicherzustellen.
Induktionserwärmungstheorie
Induktionssysteme bieten eine bequeme und präzise Möglichkeit, einen ausgewählten Bereich einer Baugruppe schnell und effizient zu erwärmen. Die Auswahl der Betriebsfrequenz der Stromversorgung, der Leistungsdichte (in Kilowatt pro Quadratzoll), der Erwärmungszeit und des Induktionsspulendesigns muss berücksichtigt werden, um die erforderliche Erwärmungstiefe in einer bestimmten Lötverbindung bereitzustellen.
Induktionserwärmung ist eine berührungslose Erwärmung mittels Transformatorentheorie. Die Stromversorgung ist eine Wechselstromquelle für die Induktionsspule, die zu den Primärwicklungen des Transformators wird, während der zu erwärmende Teil die Sekundärwicklung des Transformators ist. Das Werkstück erwärmt sich durch den inhärenten elektrischen Widerstand des Basismaterials auf den in der Baugruppe fließenden induzierten Strom.
Durch einen elektrischen Leiter (das Werkstück) fließender Strom führt zu einer Erwärmung, wenn der Strom auf seinen Fluss trifft. Diese Verluste sind gering im Stromfluss durch Aluminium, Kupfer und deren Legierungen. Diese Nichteisenwerkstoffe benötigen zusätzliche Wärme zum Heizen als ihr Gegenstück aus Kohlenstoffstahl.
Der Wechselstrom neigt dazu, an der Oberfläche zu fließen. Die Beziehung zwischen der Frequenz des Wechselstroms und der Tiefe, in die das Teil eindringt, wird als Bezugstiefe der Erwärmung bezeichnet. Der Teiledurchmesser, die Materialart und die Wandstärke können die Erwärmungseffizienz basierend auf der Referenztiefe beeinflussen.