Stabilisierung der Grenzschichttemperatur beim Laserstrahllöten von Aluminiumlegierungen mit Lotwerkstoffen auf Aluminiumbasis

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 376511346

Der Einsatz von Aluminiumlegierungen zur Gewichts- und Strukturoptimierung, beispielsweise im Fahrzeugbau, erfordert hierfür angepasste thermische Fügeprozesse wie z. B. das Laserstrahllöten, welches sich bereits zum Fügen von verzinkten Stählen im Sichtnahtbereich durchgesetzt hat. Eine wesentliche Herausforderung beim Laserstrahlhartlöten von Aluminiumlegierungen mit Aluminiumbasisloten liegt in dem geringen Prozessfenster aufgrund der geringen Temperaturdifferenz zwischen der Solidustemperatur des Grundwerkstoffes und der Liquidustemperatur des Lotwerkstoffes. Der Benetzungsprozess beim Laserstrahllöten von Aluminiumlegierungen mit Aluminiumbasislot verläuft periodisch, welches mit einem periodischen Temperatur-Zeit-Verlauf einhergeht. Das prozesssichere Laserstrahllöten von Aluminiumlegierungen bedarf jedoch eines Prozesses, bei dem eine exakte und robuste Einstellung der Grenzflächentemperatur zwischen Lotwerkstoff und Grundwerkstoff möglich ist, um eine temporäre Überschreitung der Solidustemperatur des Grundwerkstoffs aufgrund periodischer Schwankungen der Prozessvorgänge zu vermeiden. Das Projekt basiert auf der Arbeitshypothese, dass der bei Laserstrahllötprozessen periodisch verlaufende Benetzungsvorgang durch periodische Modulation der Prozessparameter stabilisiert werden kann und somit die Stabilität der Grenzflächentemperatur aufgrund des diskontinuierlichen Energieeintrages vergrößert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen