Energieeffizientes Löten durch Nutzung des Tiefschweißeffekts

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326408602

Die Steigerung der Prozesseffizienz ist im Fokus vieler wissenschaftlicher Fragestellungen im Bereich der Lasermaterialbearbeitung. Während sich beim Laserstrahlschweißen das Tiefschweißen sowie die räumliche Strahlmodulation als Prozesstechniken etabliert haben, sind diese Ansätze beim Laserstrahllöten bisher kaum oder nicht untersucht worden. Zur gezielten Beeinflussung des Temperaturfeldes wurden beim Laserlöten primär Zweistrahlverfahren und der Effekt verschiedener Strahlprofile entwickelt und erforscht. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Arbeitshypothese zu beweisen, dass ein energetisch hocheffizienter Laserlötprozess durch Ausnutzung des Tiefschweißeffektes realisiert werden kann. Dabei soll nach Möglichkeit auf eine zusätzliche Vorwärmung des Substratwerkstoffes verzichtet werden. Der wesentliche Unterschied zum konventionellen Laserstrahllöten liegt dabei in der lokal begrenzten, dafür aber deutlich höheren Absorption der Laserleistung mittels Keyholebildung im Lotwerkstoff, welche, in Kombination mit einer räumlichen Strahlmodulation, zu einem variablen, steuerbaren und effizienten Wärmeeintrag führen kann. Zur Zielerreichung ist die Charakterisierung des Benetzungsverhaltens in Abhängigkeit der erzeugten Temperaturfelder im Lot- und Grundwerkstoff und der Strömungsbedingungen sowie deren Abhängigkeiten von den Prozessparametern und Werkstoffeigenschaften erforderlich. Zur Verifizierung der These hinsichtlich der Effizienzsteigerung werden der Prozesswirkungsgrad als Bewertungskriterium und konventionelles Laserstrahllöten als Referenz herangezogen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen