Hartlöten, Löten, Schweißen

Unter den vielen VERBINDUNGSTECHNIKEN, die wir in der Fertigung anwenden, liegt ein besonderer Schwerpunkt auf SCHWEISSEN, LÖTEN, LÖTEN, KLEBEN und KUNDENSPEZIFISCHER MECHANISCHER MONTAGE, da diese Techniken in Anwendungen wie der Herstellung von hermetischen Baugruppen, der Herstellung von High-Tech-Produkten und Spezialabdichtungen weit verbreitet sind. Hier konzentrieren wir uns auf die spezialisierteren Aspekte dieser Verbindungstechniken, da sie mit der Herstellung fortschrittlicher Produkte und Baugruppen zusammenhängen.

SCHMELZSCHWEISSEN: Wir verwenden Hitze, um Materialien zu schmelzen und zu verbinden. Wärme wird durch Strom oder energiereiche Strahlen zugeführt. Die von uns eingesetzten Arten des Schmelzschweißens sind BRENNGASSCHWEISSEN, LICHTBOGENSCHWEISSEN, HOCHENERGIESTRAHLSCHWEISSEN.

FESTSTOFFSCHWEISSEN: Wir verbinden Teile ohne Schmelzen und Schmelzen. Unsere Festkörperschweißverfahren sind KALT, ULTRASCHALL, WIDERSTAND, REIBUNG, EXPLOSIONSSCHWEISSEN und DIFFUSIONSKLEBEN.

LÖTEN UND LÖTEN: Sie verwenden Füllmetalle und geben uns den Vorteil, bei niedrigeren Temperaturen als beim Schweißen zu arbeiten, wodurch die Produkte weniger strukturell beschädigt werden. Informationen zu unserer Lötanlage, die Keramik-Metall-Fittings, hermetische Abdichtungen, Vakuumdurchführungen, Hoch- und Ultrahochvakuum- und Fluidsteuerungskomponenten herstellt finden Sie hier:Broschüre der Lötfabrik

KLEBEN: Aufgrund der Vielfalt der in der Industrie verwendeten Klebstoffe und auch der unterschiedlichen Anwendungen haben wir hierfür eine eigene Seite eingerichtet. Um zu unserer Seite zum Thema Kleben zu gelangen, klicken Sie bitte hier.

MASSGESCHNEIDERTE MECHANISCHE MONTAGE: Wir verwenden eine Vielzahl von Befestigungselementen wie Bolzen, Schrauben, Muttern und Nieten. Unsere Verbindungselemente sind nicht auf handelsübliche Verbindungselemente beschränkt. Wir entwerfen, entwickeln und fertigen Spezialbefestigungen, die aus nicht standardmäßigen Materialien hergestellt werden, damit sie die Anforderungen für spezielle Anwendungen erfüllen können. Manchmal ist elektrische oder thermische Nichtleitfähigkeit erwünscht, während manchmal Leitfähigkeit erwünscht ist. Für einige spezielle Anwendungen möchte ein Kunde möglicherweise spezielle Befestigungselemente, die nicht entfernt werden können, ohne das Produkt zu zerstören. Es gibt unendlich viele Ideen und Anwendungen. Wir haben alles für Sie, wenn es nicht von der Stange ist, können wir es schnell entwickeln. Um zu unserer Seite zur mechanischen Montage zu gelangen, klicken Sie bitte hier. Lassen Sie uns unsere verschiedenen Verbindungstechniken genauer untersuchen.

OXYFUEL GAS WELDING (OFW): Zur Erzeugung der Schweißflamme verwenden wir ein mit Sauerstoff gemischtes Brenngas. Wenn wir Acetylen als Brennstoff und Sauerstoff verwenden, nennen wir es Autogen-Schweißen. Beim Oxyfuel-Gas-Verbrennungsprozess treten zwei chemische Reaktionen auf:

C2H2 + O2 ------» 2CO + H2 + Hitze

2 CO + H2 + 1,5 O2--------» 2 CO2 + H2O + Wärme

Die erste Reaktion dissoziiert das Acetylen in Kohlenmonoxid und Wasserstoff, während etwa 33 % der erzeugten Gesamtwärme erzeugt werden. Der zweite obige Prozess stellt die weitere Verbrennung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid dar, während etwa 67 % der Gesamtwärme erzeugt werden. Die Temperaturen in der Flamme liegen zwischen 1533 bis 3573 Kelvin. Der Sauerstoffanteil im Gasgemisch ist wichtig. Beträgt der Sauerstoffgehalt mehr als die Hälfte, wird die Flamme zum Oxidationsmittel. Dies ist für einige Metalle unerwünscht, für andere jedoch wünschenswert. Ein Beispiel, wenn eine oxidierende Flamme wünschenswert ist, sind Legierungen auf Kupferbasis, weil sie eine Passivierungsschicht über dem Metall bilden. Wenn andererseits der Sauerstoffgehalt reduziert wird, ist eine vollständige Verbrennung nicht möglich und die Flamme wird zu einer reduzierenden (aufkohlenden) Flamme. Die Temperaturen in einer reduzierenden Flamme sind niedriger und daher geeignet für Prozesse wie Löten und Hartlöten. Andere Gase sind ebenfalls potentielle Brennstoffe, haben aber einige Nachteile gegenüber Acetylen. Gelegentlich liefern wir Zusatzwerkstoffe in Form von Schweißstäben oder -draht in die Schweißzone. Einige von ihnen sind mit Flussmittel beschichtet, um die Oxidation von Oberflächen zu verzögern und so das geschmolzene Metall zu schützen. Ein zusätzlicher Vorteil des Flussmittels ist die Entfernung von Oxiden und anderen Substanzen aus der Schweißzone. Dies führt zu einer stärkeren Bindung. Eine Variante des Autogenschweißens ist das GASDRUCKSCHWEISSEN, bei dem die beiden Komponenten an ihrer Grenzfläche mit einem Acetylen-Sauerstoffbrenner erhitzt werden und sobald die Grenzfläche zu schmelzen beginnt, der Brenner zurückgezogen und eine axiale Kraft ausgeübt wird, um die beiden Teile zusammenzupressen bis die Grenzfläche verfestigt ist.

LICHTBOGENSCHWEISSEN: Wir verwenden elektrische Energie, um einen Lichtbogen zwischen der Elektrodenspitze und den zu schweißenden Teilen zu erzeugen. Die Stromversorgung kann Wechselstrom oder Gleichstrom sein, während die Elektroden entweder verbrauchbar oder nicht verbrauchbar sind. Die Wärmeübertragung beim Lichtbogenschweißen kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

H / l = ex VI / v

Hier ist H die Wärmezufuhr, l die Schweißlänge, V und I die angelegte Spannung und der angelegte Strom, v die Schweißgeschwindigkeit und e die Prozesseffizienz. Je höher der Wirkungsgrad „e“, desto günstiger wird die zur Verfügung stehende Energie zum Aufschmelzen des Materials genutzt. Der Wärmeeintrag kann auch ausgedrückt werden als:

H = ux (Volumen) = ux A xl

Dabei ist u die spezifische Schmelzenergie, A der Nahtquerschnitt und l die Nahtlänge. Aus den beiden obigen Gleichungen erhalten wir:

v = ex VI / u A

Eine Variante des Lichtbogenschweißens ist das SHIELDED METAL ARC WELDING (SMAW), das etwa 50 % aller Industrie- und Instandhaltungsschweißverfahren ausmacht. ELEKTRISCHES LICHTBOGENSCHWEISSEN (STICK-SCHWEISSEN) wird durchgeführt, indem die Spitze einer umhüllten Elektrode das Werkstück berührt und sie schnell auf einen ausreichenden Abstand zurückzieht, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten. Wir nennen dieses Verfahren auch Stabschweißen, weil die Elektroden dünne und lange Stäbchen sind. Während des Schweißvorgangs schmilzt die Elektrodenspitze mitsamt ihrer Beschichtung und dem Grundwerkstoff in der Nähe des Lichtbogens auf. Im Schweißbereich erstarrt ein Gemisch aus Grundwerkstoff, Elektrodenwerkstoff und Stoffen aus der Elektrodenbeschichtung. Die Beschichtung der Elektrode desoxidiert und stellt ein Schutzgas im Schweißbereich bereit und schützt ihn so vor dem Sauerstoff in der Umgebung. Daher wird das Verfahren als Schutzgasschweißen bezeichnet. Wir verwenden Ströme zwischen 50 und 300 Ampere und Leistungsstufen im Allgemeinen unter 10 kW für eine optimale Schweißleistung. Von Bedeutung ist auch die Polarität des Gleichstroms (Stromflussrichtung). Die gerade Polarität, bei der das Werkstück positiv und die Elektrode negativ ist, wird beim Schweißen von Blechen wegen seines geringen Einbrandes und auch für Verbindungen mit sehr breiten Lücken bevorzugt. Wenn wir eine umgekehrte Polarität haben, dh die Elektrode ist positiv und das Werkstück negativ, können wir tiefere Schweißeindringungen erzielen. Mit Wechselstrom können wir, da wir pulsierende Lichtbögen haben, dicke Abschnitte mit Elektroden mit großem Durchmesser und maximalen Strömen schweißen. Das SMAW-Schweißverfahren eignet sich für Werkstückdicken von 3 bis 19 mm und in Mehrlagentechnik sogar noch mehr. Die auf der Schweißnaht gebildete Schlacke muss mit einer Drahtbürste entfernt werden, damit im Schweißbereich keine Korrosion und kein Versagen auftritt. Dies trägt natürlich zu den Kosten des Lichtbogenschweißens mit abgeschirmtem Metall bei. Dennoch ist das SMAW die beliebteste Schweißtechnik in der Industrie und im Reparaturbereich.

UP-SCHWEISSEN (SAW): Bei diesem Verfahren schirmen wir den Schweißlichtbogen mit körnigen Flussmitteln wie Kalk, Kieselerde, Calciumfluorid, Manganoxid usw. ab. Das körnige Flussmittel wird durch Schwerkraftfluss durch eine Düse in die Schweißzone zugeführt. Das Flussmittel, das die geschmolzene Schweißzone bedeckt, schützt erheblich vor Funken, Dämpfen, UV-Strahlung usw. und wirkt als Wärmeisolator, wodurch Wärme tief in das Werkstück eindringen kann. Das ungeschmolzene Flussmittel wird zurückgewonnen, behandelt und wiederverwendet. Als Elektrode wird eine blanke Spule verwendet und durch ein Rohr zum Schweißbereich geführt. Wir verwenden Ströme zwischen 300 und 2000 Ampere. Das UP-Schweißverfahren (UP-Schweißen) ist auf horizontale und flache Positionen und kreisförmige Schweißnähte beschränkt, wenn eine Drehung der kreisförmigen Struktur (z. B. Rohre) während des Schweißens möglich ist. Geschwindigkeiten können 5 m/min erreichen. Das SAW-Verfahren eignet sich für dicke Bleche und führt zu hochwertigen, zähen, duktilen und gleichmäßigen Schweißnähten. Die Produktivität, d. h. die pro Stunde aufgebrachte Schweißgutmenge, ist im Vergleich zum SMAW-Verfahren 4- bis 10-mal höher.

Ein weiteres Lichtbogenschweißverfahren, nämlich das GAS METAL ARC WELDING (GMAW) oder alternativ als METAL INERT GAS WELDING (MIG) bezeichnet, basiert darauf, dass der Schweißbereich durch externe Gasquellen wie Helium, Argon, Kohlendioxid usw. abgeschirmt wird. Im Elektrodenmetall können zusätzliche Desoxidationsmittel vorhanden sein. Verbrauchsdraht wird durch eine Düse in die Schweißzone zugeführt. Die Verarbeitung von sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetallen erfolgt durch Metallschutzgasschweißen (GMAW). Die Schweißproduktivität ist etwa doppelt so hoch wie beim SMAW-Prozess. Es werden automatisierte Schweißgeräte verwendet. Metall wird bei diesem Verfahren auf eine von drei Arten übertragen: Beim „Spray Transfer“ werden mehrere hundert kleine Metalltröpfchen pro Sekunde von der Elektrode auf die Schweißstelle übertragen. Beim „Globular Transfer“ hingegen werden kohlendioxidreiche Gase verwendet und Kügelchen aus geschmolzenem Metall durch den Lichtbogen geschleudert. Die Schweißströme sind hoch und der Schweißeinbrand tiefer, die Schweißgeschwindigkeit höher als beim Sprühtransfer. Daher ist die kugelförmige Übertragung besser zum Schweißen von schwereren Abschnitten. Schließlich berührt bei der „Short Circuiting“-Methode die Elektrodenspitze das geschmolzene Schweißbad und schließt es kurz, wenn Metall mit Geschwindigkeiten von über 50 Tropfen/Sekunde in einzelnen Tropfen übertragen wird. Niedrige Ströme und Spannungen werden zusammen mit dünneren Drähten verwendet. Die verwendeten Leistungen betragen etwa 2 kW und die Temperaturen sind relativ niedrig, wodurch dieses Verfahren für dünne Bleche mit einer Dicke von weniger als 6 mm geeignet ist.

Eine andere Variante, das FLUX-CORED ARC WELDING (FCAW)-Verfahren, ähnelt dem Gas-Metall-Lichtbogenschweißen, außer dass die Elektrode ein mit Flussmittel gefülltes Rohr ist. Die Vorteile der Verwendung von Fülldrahtelektroden bestehen darin, dass sie stabilere Lichtbögen erzeugen, uns die Möglichkeit geben, die Eigenschaften von Schweißmetallen zu verbessern, weniger spröde und flexible Natur des Flussmittels im Vergleich zum SMAW-Schweißen, verbesserte Schweißkonturen. Selbstschützende Fülldrahtelektroden enthalten Materialien, die die Schweißzone gegen die Atmosphäre abschirmen. Wir verbrauchen etwa 20 kW Leistung. Wie das MSG-Verfahren bietet auch das FCAW-Verfahren die Möglichkeit, Prozesse zum kontinuierlichen Schweißen zu automatisieren, und es ist wirtschaftlich. Unterschiedliche Schweißmetallchemien können entwickelt werden, indem dem Flussmittelkern verschiedene Legierungen hinzugefügt werden.

Beim ELEKTROGAS-SCHWEISSEN (EGW) schweißen wir die Teile, die Kante an Kante platziert werden. Es wird manchmal auch BUTT WELDING genannt. Schweißgut wird in einen Schweißhohlraum zwischen zwei zu verbindenden Teilen eingebracht. Der Raum wird von zwei wassergekühlten Dämmen umschlossen, um ein Auslaufen der geschmolzenen Schlacke zu verhindern. Die Dämme werden durch mechanische Antriebe nach oben bewegt. Wenn das Werkstück gedreht werden kann, können wir das Elektrogas-Schweißverfahren auch zum Rundschweißen von Rohren verwenden. Elektroden werden durch eine Leitung geführt, um einen kontinuierlichen Lichtbogen aufrechtzuerhalten. Die Ströme können etwa 400 Ampere oder 750 Ampere und die Leistungsstufen etwa 20 kW betragen. Inertgase, die entweder von einer flussmittelgefüllten Elektrode oder einer externen Quelle stammen, sorgen für eine Abschirmung. Wir verwenden das Elektrogasschweißen (EGW) für Metalle wie Stähle, Titan usw. mit Dicken von 12 mm bis 75 mm. Die Technik eignet sich gut für große Strukturen.

Bei einer anderen Technik namens ELECTROSLAG WELDING (ESW) wird der Lichtbogen jedoch zwischen der Elektrode und der Unterseite des Werkstücks gezündet und Flussmittel hinzugefügt. Wenn geschmolzene Schlacke die Elektrodenspitze erreicht, erlischt der Lichtbogen. Durch den elektrischen Widerstand der geschmolzenen Schlacke wird kontinuierlich Energie zugeführt. Wir können Bleche mit Dicken zwischen 50 mm und 900 mm und noch höher schweißen. Die Ströme liegen bei etwa 600 Ampere, die Spannungen zwischen 40 – 50 V. Die Schweißgeschwindigkeiten liegen bei etwa 12 bis 36 mm/min. Die Anwendungen sind ähnlich wie beim Elektrogasschweißen.

Eines unserer Verfahren mit nicht abschmelzenden Elektroden, das GAS-WOLFRAM-LICHTBOGENSCHWEISSEN (GTAW), auch bekannt als WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN (TIG), beinhaltet die Zufuhr eines Füllmetalls durch einen Draht. Für passgenaue Verbindungen verwenden wir manchmal kein Füllmetall. Beim WIG-Verfahren verwenden wir kein Flussmittel, sondern Argon und Helium zur Abschirmung. Wolfram hat einen hohen Schmelzpunkt und wird beim WIG-Schweißen nicht verbraucht, daher können sowohl Konstantstrom als auch Lichtbogenlücken aufrechterhalten werden. Die Leistungsstufen liegen zwischen 8 und 20 kW und die Ströme entweder bei 200 Ampere (DC) oder 500 Ampere (AC). Für Aluminium und Magnesium verwenden wir Wechselstrom für seine Oxidreinigungsfunktion. Um eine Verunreinigung der Wolframelektrode zu vermeiden, vermeiden wir deren Kontakt mit geschmolzenen Metallen. Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW) ist besonders nützlich zum Schweißen dünner Metalle. WIG-Schweißnähte sind von sehr hoher Qualität mit guter Oberflächengüte.

Aufgrund der höheren Kosten von Wasserstoffgas ist das Atomwasserstoffschweißen (AHW) eine weniger häufig verwendete Technik, bei der wir einen Lichtbogen zwischen zwei Wolframelektroden in einer Schutzatmosphäre aus fließendem Wasserstoffgas erzeugen. Auch das AHW ist ein Schweißverfahren mit nicht abschmelzender Elektrode. Das zweiatomige Wasserstoffgas H2 zerfällt in der Nähe des Lichtbogens, wo Temperaturen über 6273 Kelvin liegen, in seine atomare Form. Während des Zusammenbruchs nimmt es eine große Menge Wärme aus dem Lichtbogen auf. Wenn die Wasserstoffatome auf die Schweißzone treffen, die eine relativ kalte Oberfläche ist, rekombinieren sie in zweiatomige Form und setzen die gespeicherte Wärme frei. Die Energie kann variiert werden, indem der Werkstück-Bogenabstand geändert wird.

Bei einem anderen Verfahren mit nicht abschmelzender Elektrode, dem PLASMA ARC WELDING (PAW), haben wir einen konzentrierten Plasmalichtbogen, der auf die Schweißzone gerichtet ist. Die Temperaturen erreichen 33.273 Kelvin in PAW. Das Plasmagas besteht aus einer nahezu gleichen Anzahl von Elektronen und Ionen. Ein stromsparender Pilotlichtbogen initiiert das Plasma, das sich zwischen der Wolframelektrode und der Öffnung befindet. Die Betriebsströme liegen im Allgemeinen bei etwa 100 Ampere. Ein Füllmetall kann zugeführt werden. Beim Plasmalichtbogenschweißen wird die Abschirmung durch einen äußeren Abschirmring und die Verwendung von Gasen wie Argon und Helium erreicht. Beim Plasmalichtbogenschweißen kann sich der Lichtbogen zwischen Elektrode und Werkstück oder zwischen Elektrode und Düse befinden. Diese Schweißtechnik hat gegenüber anderen Methoden die Vorteile einer höheren Energiekonzentration, einer tieferen und engeren Schweißfähigkeit, einer besseren Lichtbogenstabilität, einer höheren Schweißgeschwindigkeit von bis zu 1 Meter/min und einem geringeren thermischen Verzug. Im Allgemeinen verwenden wir das Plasmalichtbogenschweißen für Dicken unter 6 mm und manchmal bis zu 20 mm für Aluminium und Titan.

HOCHENERGIESTRAHLSCHWEISSEN: Eine weitere Art des Schmelzschweißverfahrens mit Elektronenstrahlschweißen (EBW) und Laserschweißen (LBW) als zwei Varianten. Diese Techniken sind von besonderem Wert für die Herstellung unserer Hightech-Produkte. Beim Elektronenstrahlschweißen treffen Hochgeschwindigkeitselektronen auf das Werkstück und ihre kinetische Energie wird in Wärme umgewandelt. Der schmale Elektronenstrahl bewegt sich leicht in der Vakuumkammer. Generell verwenden wir Hochvakuum beim E-Strahlschweißen. Es können Bleche bis zu einer Dicke von 150 mm geschweißt werden. Es werden keine Schutzgase, Flussmittel oder Füllmaterialien benötigt. Elektronenstrahlkanonen haben eine Leistung von 100 kW. Tiefe und schmale Schweißnähte mit hohen Aspektverhältnissen bis 30 und kleinen Wärmeeinflusszonen sind möglich. Schweißgeschwindigkeiten können 12 m/min erreichen. Beim Laserstrahlschweißen verwenden wir Hochleistungslaser als Wärmequelle. Ab 10 Mikrometer kleine Laserstrahlen mit hoher Dichte ermöglichen ein tiefes Eindringen in das Werkstück. Beim Laserstrahlschweißen sind Tiefen-Breiten-Verhältnisse von bis zu 10 möglich. Wir verwenden sowohl gepulste als auch Dauerstrichlaser, erstere in Anwendungen für dünne Materialien und letztere meist für dicke Werkstücke bis ca. 25 mm. Leistungsstufen sind bis zu 100 kW. Das Laserstrahlschweißen ist für optisch stark reflektierende Materialien nicht gut geeignet. Beim Schweißen können auch Gase verwendet werden. Das Laserstrahlschweißverfahren eignet sich gut für die Automatisierung und Massenfertigung und kann Schweißgeschwindigkeiten zwischen 2,5 m/min und 80 m/min bieten. Ein großer Vorteil dieser Schweißtechnik ist der Zugang zu Bereichen, in denen andere Techniken nicht eingesetzt werden können. Laserstrahlen können leicht in solche schwierigen Regionen vordringen. Es wird kein Vakuum wie beim Elektronenstrahlschweißen benötigt. Mit Laserstrahlschweißen können Schweißnähte mit guter Qualität und Festigkeit, geringer Schrumpfung, geringer Verformung und geringer Porosität erzielt werden. Laserstrahlen können mit Glasfaserkabeln leicht manipuliert und geformt werden. Die Technik eignet sich daher gut zum Schweißen von hermetischen Präzisionsbaugruppen, elektronischen Gehäusen usw.

Lassen Sie uns einen Blick auf unsere SOLID STATE WELDING-Techniken werfen. KALTSCHWEISSEN (CW) ist ein Prozess, bei dem Druck anstelle von Hitze mit Matrizen oder Walzen auf die zu verbindenden Teile ausgeübt wird. Beim Kaltschweißen muss mindestens eines der Gegenstücke duktil sein. Die besten Ergebnisse werden mit zwei ähnlichen Materialien erzielt. Wenn die beiden Metalle, die durch Kaltschweißen verbunden werden sollen, unterschiedlich sind, können schwache und spröde Verbindungen entstehen. Das Kaltschweißverfahren eignet sich gut für weiche, duktile und kleine Werkstücke wie elektrische Verbindungen, wärmeempfindliche Behälterkanten, Bimetallstreifen für Thermostate usw. Eine Variante des Kaltschweißens ist das Rollbonden (oder Rollschweißen), bei dem der Druck über ein Rollenpaar ausgeübt wird. Manchmal führen wir Rollschweißen bei erhöhten Temperaturen durch, um eine bessere Grenzflächenfestigkeit zu erzielen.

Ein weiteres von uns eingesetztes Festkörperschweißverfahren ist das ULTRASONIC WELDING (USW), bei dem die Werkstücke einer statischen Normalkraft und oszillierenden Scherbeanspruchungen ausgesetzt werden. Die oszillierenden Scherspannungen werden durch die Spitze eines Wandlers aufgebracht. Beim Ultraschallschweißen werden Schwingungen mit Frequenzen von 10 bis 75 kHz eingesetzt. Bei einigen Anwendungen wie dem Nahtschweißen verwenden wir eine rotierende Schweißscheibe als Spitze. Auf die Werkstücke ausgeübte Scherspannungen verursachen kleine plastische Verformungen, brechen Oxidschichten, Verunreinigungen auf und führen zu Festkörperverbindungen. Die beim Ultraschallschweißen auftretenden Temperaturen liegen weit unter den Schmelzpunkttemperaturen von Metallen, und es findet keine Verschmelzung statt. Bei nichtmetallischen Werkstoffen wie Kunststoffen setzen wir häufig das Ultraschallschweißverfahren (USW) ein. Bei Thermoplasten erreichen die Temperaturen jedoch Schmelzpunkte.

Eine weitere beliebte Technik, beim REIBUNGSSCHWEISSEN (FRW), wird die Wärme durch Reibung an der Schnittstelle der zu verbindenden Werkstücke erzeugt. Beim Reibschweißen halten wir eines der Werkstücke stationär, während das andere Werkstück in einer Vorrichtung gehalten und mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird. Die Werkstücke werden dann unter einer axialen Kraft in Kontakt gebracht. Die Oberflächenrotationsgeschwindigkeit beim Reibschweißen kann in einigen Fällen 900 m/min erreichen. Nach ausreichendem Grenzflächenkontakt wird das rotierende Werkstück schlagartig gestoppt und die Axialkraft erhöht. Die Schweißzone ist im Allgemeinen ein schmaler Bereich. Mit der Reibschweißtechnik können massive und rohrförmige Teile aus unterschiedlichsten Materialien gefügt werden. Etwas Grat kann sich an der Grenzfläche in FRW entwickeln, aber dieser Grat kann durch sekundäre Bearbeitung oder Schleifen entfernt werden. Es gibt Variationen des Reibschweißverfahrens. Beim „Trägheitsreibschweißen“ beispielsweise handelt es sich um ein Schwungrad, dessen kinetische Rotationsenergie zum Verschweißen der Teile genutzt wird. Die Schweißung ist abgeschlossen, wenn das Schwungrad zum Stillstand kommt. Die rotierende Masse kann variiert werden und damit die kinetische Rotationsenergie. Eine weitere Variante ist das „lineare Reibschweißen“, bei dem mindestens einem der zu verbindenden Bauteile eine lineare Hin- und Herbewegung aufgeprägt wird. Beim linearen Reibschweißen müssen Teile nicht kreisförmig sein, sie können rechteckig, quadratisch oder von anderer Form sein. Frequenzen können im Zehner-Hz-Bereich liegen, Amplituden im Millimeterbereich und Drücke im Zehner- oder Hunderter-MPa-Bereich. Schließlich ist das „Reibrührschweißen“ etwas anders als die beiden anderen oben erläuterten. Während beim Trägheitsreibschweißen und Linearreibschweißen eine Erwärmung der Grenzflächen durch Reibung durch Reiben zweier sich berührender Oberflächen erreicht wird, wird beim Rührreibschweißverfahren ein dritter Körper gegen die beiden zu verbindenden Oberflächen gerieben. Ein rotierendes Werkzeug mit 5 bis 6 mm Durchmesser wird mit dem Gelenk in Kontakt gebracht. Die Temperaturen können auf Werte zwischen 503 bis 533 Kelvin ansteigen. Es findet ein Erhitzen, Mischen und Rühren des Materials in der Fuge statt. Wir verwenden das Rührreibschweißen bei einer Vielzahl von Materialien, darunter Aluminium, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Die Schweißnähte sind gleichmäßig und die Qualität ist hoch mit minimalen Poren. Beim Rührreibschweißen entstehen keine Dämpfe oder Spritzer, und der Prozess ist gut automatisiert.

WIDERSTANDSSCHWEISSEN (RW): Die zum Schweißen benötigte Wärme entsteht durch den elektrischen Widerstand zwischen den beiden zu verbindenden Werkstücken. Beim Widerstandsschweißen werden weder Flussmittel, Schutzgase noch abschmelzende Elektroden verwendet. Joulesche Erwärmung findet beim Widerstandsschweißen statt und kann ausgedrückt werden als:

H = (Quadrat I) x R xtx K

H ist die erzeugte Wärme in Joule (Wattsekunden), I der Strom in Ampere, R der Widerstand in Ohm, t die Zeit in Sekunden, in der der Strom durchfließt. Der Faktor K ist kleiner als 1 und stellt den Energieanteil dar, der nicht durch Strahlung und Leitung verloren geht. Ströme in Widerstandsschweißprozessen können Werte von bis zu 100.000 A erreichen, aber Spannungen liegen typischerweise bei 0,5 bis 10 Volt. Elektroden bestehen typischerweise aus Kupferlegierungen. Sowohl ähnliche als auch unterschiedliche Materialien können durch Widerstandsschweißen verbunden werden. Für dieses Verfahren gibt es mehrere Varianten: Beim „Widerstandspunktschweißen“ berühren zwei gegenüberliegende Rundelektroden die Flächen der Überlappung der beiden Bleche. Es wird Druck angelegt, bis der Strom abgeschaltet wird. Die Schweißlinse hat im Allgemeinen einen Durchmesser von bis zu 10 mm. Das Widerstandspunktschweißen hinterlässt an den Schweißpunkten leicht verfärbte Eindrücke. Punktschweißen ist unsere beliebteste Widerstandsschweißtechnik. Beim Punktschweißen werden verschiedene Elektrodenformen verwendet, um schwierige Stellen zu erreichen. Unsere Punktschweißgeräte sind CNC-gesteuert und verfügen über mehrere Elektroden, die gleichzeitig verwendet werden können. Eine weitere Variante, das „Widerstandsnahtschweißen“, wird mit Rad- oder Rollenelektroden durchgeführt, die immer dann, wenn der Strom im Wechselstromkreis ein ausreichend hohes Niveau erreicht, durchgehende Schweißpunkte erzeugen. Durch Widerstandsnahtschweißen hergestellte Verbindungen sind flüssigkeits- und gasdicht. Bei dünnen Blechen sind Schweißgeschwindigkeiten von ca. 1,5 m/min üblich. Man kann intermittierende Ströme anlegen, so dass Punktschweißungen in gewünschten Intervallen entlang der Naht erzeugt werden. Beim „Widerstandsbuckelschweißen“ prägen wir eine oder mehrere Erhebungen (Dimples) auf eine der zu verschweißenden Werkstückoberflächen. Diese Vorsprünge können rund oder oval sein. An diesen geprägten Stellen, die mit dem Gegenstück in Kontakt kommen, werden örtlich hohe Temperaturen erreicht. Elektroden üben Druck aus, um diese Vorsprünge zusammenzudrücken. Elektroden beim Widerstandsbuckelschweißen haben flache Spitzen und sind wassergekühlte Kupferlegierungen. Der Vorteil des Widerstandsbuckelschweißens ist unsere Fähigkeit, eine Reihe von Schweißnähten in einem Zug durchzuführen, daher die verlängerte Elektrodenlebensdauer, die Fähigkeit, Bleche unterschiedlicher Dicke zu schweißen, die Fähigkeit, Muttern und Schrauben an Bleche zu schweißen. Nachteil des Widerstandsbuckelschweißens sind die zusätzlichen Kosten für das Prägen der Vertiefungen. Noch eine andere Technik, beim „Abbrennschweißen“, wird Wärme aus dem Lichtbogen an den Enden der beiden Werkstücke erzeugt, wenn sie beginnen, sich zu berühren. Dieses Verfahren kann alternativ auch als Lichtbogenschweißen betrachtet werden. Die Temperatur an der Grenzfläche steigt und das Material erweicht. Es wird eine axiale Kraft aufgebracht und an dem erweichten Bereich wird eine Schweißnaht gebildet. Nachdem das Abbrennschweißen abgeschlossen ist, kann die Verbindung zur Verbesserung des Aussehens maschinell bearbeitet werden. Die durch Abbrennschweißen erzielte Schweißqualität ist gut. Leistungsstufen sind 10 bis 1500 kW. Das Abbrennschweißen eignet sich zum Stoßfügen von ähnlichen oder ungleichen Metallen bis zu einem Durchmesser von 75 mm und Blechen mit einer Dicke von 0,2 mm bis 25 mm. Das „Bolzenlichtbogenschweißen“ ist dem Abbrennschweißen sehr ähnlich. Der Stift, wie beispielsweise ein Bolzen oder eine Gewindestange, dient als eine Elektrode, während er mit einem Werkstück, wie beispielsweise einer Platte, verbunden wird. Um die erzeugte Wärme zu konzentrieren, Oxidation zu verhindern und das geschmolzene Metall in der Schweißzone zu halten, wird ein Einweg-Keramikring um die Verbindung gelegt. Schließlich verwendet das „Schlagschweißen“, ein weiteres Widerstandsschweißverfahren, einen Kondensator, um die elektrische Energie zuzuführen. Beim Perkussionsschweißen wird die Energie innerhalb von Millisekunden sehr schnell entladen, wodurch an der Verbindung eine hohe lokalisierte Wärme entwickelt wird. Wir setzen das Schlagschweißen häufig in der Elektronikfertigungsindustrie ein, wo eine Erwärmung empfindlicher elektronischer Komponenten in der Nähe der Verbindung vermieden werden muss.

Eine als EXPLOSIONSSCHWEISSEN bezeichnete Technik beinhaltet die Detonation einer Sprengstoffschicht, die über eines der zu verbindenden Werkstücke gelegt wird. Durch den sehr hohen Druck, der auf das Werkstück ausgeübt wird, entsteht eine turbulente und wellige Grenzfläche und es findet eine mechanische Verzahnung statt. Die Verbundfestigkeiten beim Explosionsschweißen sind sehr hoch. Explosionsschweißen ist ein gutes Verfahren zum Plattieren von Blechen mit unterschiedlichen Metallen. Nach dem Plattieren können die Bleche in dünnere Abschnitte gewalzt werden. Manchmal verwenden wir Explosionsschweißen zum Aufweiten von Rohren, damit sie dicht an der Platte anliegen.

Unser letztes Verfahren im Bereich der Festkörperverbindung ist DIFFUSION BONDING oder DIFFUSION WELDING (DFW), bei dem eine gute Verbindung hauptsächlich durch Diffusion von Atomen über die Grenzfläche erreicht wird. Eine gewisse plastische Verformung an der Grenzfläche trägt ebenfalls zum Schweißen bei. Die beteiligten Temperaturen liegen bei etwa 0,5 Tm, wobei Tm die Schmelztemperatur des Metalls ist. Die Haftfestigkeit beim Diffusionsschweißen hängt von Druck, Temperatur, Kontaktzeit und Sauberkeit der Kontaktflächen ab. Manchmal verwenden wir Füllmetalle an der Grenzfläche. Wärme und Druck sind beim Diffusionsbonden erforderlich und werden durch elektrische Widerstände oder Öfen und Totgewichte, Pressen oder dergleichen zugeführt. Mit dem Diffusionsschweißen können gleichartige und ungleiche Metalle verbunden werden. Der Prozess ist aufgrund der Zeit, die die Atome benötigen, um zu wandern, relativ langsam. DFW kann automatisiert werden und wird häufig bei der Herstellung komplexer Teile für die Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Medizinindustrie eingesetzt. Zu den hergestellten Produkten gehören orthopädische Implantate, Sensoren und Bauteile für die Luft- und Raumfahrt. Diffusionsbonden kann mit SUPERPLASTIC FORMING kombiniert werden, um komplexe Blechstrukturen herzustellen. Ausgewählte Stellen auf Blechen werden zuerst durch Diffusion verbunden und dann werden die nicht verbundenen Bereiche unter Verwendung von Luftdruck in eine Form expandiert. Mit dieser Verfahrenskombination werden Luft- und Raumfahrtstrukturen mit hohen Steifigkeits-Gewichts-Verhältnissen hergestellt. Der kombinierte Prozess aus Diffusionsschweißen und superplastischem Umformen reduziert die Anzahl der erforderlichen Teile, da keine Befestigungselemente erforderlich sind, und führt zu spannungsarmen, hochpräzisen Teilen, die wirtschaftlich und mit kurzen Vorlaufzeiten sind.

LÖTEN: Die Hartlöt- und Löttechniken beinhalten niedrigere Temperaturen als die, die zum Schweißen erforderlich sind. Löttemperaturen sind jedoch höher als Löttemperaturen. Beim Hartlöten wird ein Füllmetall zwischen die zu verbindenden Oberflächen gebracht und die Temperaturen werden auf die Schmelztemperatur des Füllmaterials über 723 Kelvin, aber unterhalb der Schmelztemperaturen der Werkstücke erhöht. Das geschmolzene Metall füllt den eng anliegenden Raum zwischen den Werkstücken. Das Abkühlen und anschließende Erstarren des Filtermetalls führt zu starken Verbindungen. Beim Lötschweißen wird das Zusatzmetall an der Verbindungsstelle abgeschieden. Beim Lötschweißen wird im Vergleich zum Hartlöten erheblich mehr Zusatzwerkstoff verwendet. Acetylen-Brenner mit oxidierender Flamme wird verwendet, um das Füllmetall beim Lötschweißen aufzubringen. Durch niedrigere Temperaturen beim Löten sind Probleme an Wärmeeinflusszonen wie Verzug und Eigenspannungen geringer. Je kleiner der Spalt beim Löten ist, desto höher ist die Scherfestigkeit der Verbindung. Die maximale Zugfestigkeit wird jedoch bei einem optimalen Spalt (einem Spitzenwert) erreicht. Unterhalb und oberhalb dieses optimalen Wertes nimmt die Zugfestigkeit beim Hartlöten ab. Typische Abstände beim Löten können zwischen 0,025 und 0,2 mm liegen. Wir verwenden eine Vielzahl von Lötmaterialien mit unterschiedlichen Formen, wie z. B. Vorformen, Pulver, Ringe, Draht, Streifen usw. und fertigen diese Vorformen speziell für Ihr Design oder Ihre Produktgeometrie. Auch die Lotgehalte bestimmen wir entsprechend Ihrer Grundwerkstoffe und Anwendung. Wir verwenden häufig Flussmittel beim Löten, um unerwünschte Oxidschichten zu entfernen und Oxidation zu verhindern. Um Folgekorrosion zu vermeiden, werden Flussmittel im Allgemeinen nach dem Fügevorgang entfernt. AGS-TECH Inc. verwendet verschiedene Lötverfahren, darunter:

- Brennerlöten

- Ofenlöten

- Induktionslöten

- Widerstandslöten

- Tauchlöten

- Infrarotlöten

- Diffusionslöten

- Hochenergiestrahl

Unsere häufigsten Beispiele für gelötete Verbindungen bestehen aus unterschiedlichen Metallen mit guter Festigkeit, wie z. B. Hartmetallbohrer, Einsätze, optoelektronische hermetische Gehäuse, Dichtungen.

LÖTEN : Dies ist eine unserer am häufigsten verwendeten Techniken, bei der das Lot (Füllmetall) die Verbindung füllt, wie beim Löten zwischen eng anliegenden Komponenten. Unsere Lote haben Schmelzpunkte unter 723 Kelvin. Wir setzen sowohl manuelles als auch automatisiertes Löten in Fertigungsbetrieben ein. Im Vergleich zum Hartlöten sind die Löttemperaturen niedriger. Löten ist für Hochtemperatur- oder Hochfestigkeitsanwendungen nicht sehr geeignet. Zum Löten verwenden wir ua bleifreie Lote sowie Zinn-Blei-, Zinn-Zink-, Blei-Silber-, Cadmium-Silber-, Zink-Aluminium-Legierungen. Als Flussmittel beim Löten werden sowohl korrosionsbeständige Harze als auch anorganische Säuren und Salze verwendet. Zum Löten von Metallen mit geringer Lötbarkeit verwenden wir spezielle Flussmittel. Bei Anwendungen, bei denen wir keramische Werkstoffe, Glas oder Graphit löten müssen, beschichten wir die Teile zunächst mit einem geeigneten Metall, um die Lötbarkeit zu erhöhen. Unsere beliebten Löttechniken sind:

-Reflow- oder Pastenlöten

-Wellenlöten

-Ofenlöten

-Brennerlöten

-Induktionslöten

-Eisen Löten

-Widerstandslöten

- Tauchlöten

-Ultraschalllöten

-Infrarot-Löten

Das Ultraschalllöten bietet uns einen einzigartigen Vorteil, da Flussmittel aufgrund des Ultraschallkavitationseffekts, der Oxidfilme von den zu verbindenden Oberflächen entfernt, eliminiert werden. Reflow- und Wellenlöten sind unsere industriell herausragenden Techniken für die Massenfertigung in der Elektronik und daher näher zu erläutern. Beim Reflow-Löten verwenden wir halbfeste Pasten, die Lotmetallpartikel enthalten. Die Paste wird im Sieb- oder Schablonierverfahren auf die Fuge aufgetragen. In Leiterplatten (PCB) verwenden wir diese Technik häufig. Wenn elektrische Komponenten aus Paste auf diesen Pads platziert werden, hält die Oberflächenspannung die oberflächenmontierten Gehäuse ausgerichtet. Nach dem Platzieren der Komponenten erhitzen wir die Baugruppe in einem Ofen, damit das Reflow-Löten stattfindet. Während dieses Vorgangs verdampfen die Lösungsmittel in der Paste, das Flussmittel in der Paste wird aktiviert, die Bauteile werden vorgewärmt, die Lotpartikel werden geschmolzen und benetzen die Verbindung, und schließlich wird die Leiterplattenbaugruppe langsam abgekühlt. Unsere zweite beliebte Technik für die Massenproduktion von Leiterplatten, nämlich das Wellenlöten, beruht auf der Tatsache, dass geschmolzenes Lot Metalloberflächen benetzt und nur dann gute Verbindungen bildet, wenn das Metall vorgewärmt wird. Zunächst wird durch eine Pumpe eine stehende laminare Welle aus geschmolzenem Lot erzeugt und die vorgewärmten und vorgefluxten Leiterplatten über die Welle befördert. Das Lötmittel benetzt nur freigelegte Metalloberflächen, benetzt aber weder die IC-Polymergehäuse noch die polymerbeschichteten Leiterplatten. Ein heißer Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit bläst überschüssiges Lot aus der Verbindung und verhindert Brückenbildung zwischen benachbarten Anschlüssen. Beim Wellenlöten von oberflächenmontierten Gehäusen werden diese vor dem Löten zuerst auf die Leiterplatte geklebt. Wieder wird Screening und Schablonieren verwendet, diesmal jedoch für Epoxid. Nachdem die Komponenten an ihren richtigen Stellen platziert wurden, wird das Epoxid ausgehärtet, die Platinen werden umgedreht und das Wellenlöten findet statt.

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