Fertigungstechnik. Lernziele. GIBT Anlagen- und Apparatebau. Lernziel verstanden

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1 1. Lernziele Lernziele Lernziel verstanden ganz (~ 95%) weitgehend (~ 75%) halbwegs (~50%) teilweise (~ 25%) kaum (~ 5%) 1. Weich- und Hartlötverfahren in Bezug auf Lote, Arbeitstemperatur unterscheiden 2. Die chemischen und physikalischen Vorgänge beim Löten beschreiben 3. Die Aufgabe der Flussmittel erklären 4. Anwendungen für das Weich- und Hartlöten aufzählen 5. Vor- und Nachteile von Weich- und Hartlötverfahren aufzählen 6. Spalt- und Fugenlöten unterscheiden 7. Vorbereitung und Durchführung von Hart- und Weichlötstellen erklären 8. Weich- und Hartlote in Bezug auf ihre Zusammensetzung, Festigkeit, Anwendung und ungefähre Arbeitstemperatur unterscheiden 9. Konstruktionsregeln für die Gestaltung von Lötstellen anhand von Beispielen erklären 10. Arbeitsgeräte für das Weich- und Hartlöten nennen 11. Das MIG-Hartlöt-Verfahren in den Grundzügen erklären 12. Anwendungen für das MIG-Hartlöt-Verfahren aufzählen C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 1

2 2. Postenarbeit Löten Pro Posten stehen 15 Minuten zur Verfügung. Die Fragen sind bei den Posten aufgelegt. Zur Verfügung stehen ihnen das Fachbuch Metallbau- und Grundbildung sowie die Materialien welche sie am Posten vorfinden. Sie benötigen die Seiten 1-6 aus dem Dossier, welche an den Posten für sie bereitliegen, einen Schreiber und das Fachkundebuch Aufgabe: 1. Klären sie mit ihren Hilfsmitteln die aufgeführten Fragen. 2. Diskutieren sie die Antworten in der Gruppe und erstellen sie eine stichwortartige Zusammenfassung. 3. Wechseln sie nach 15 Minuten zum nächsten Posten (Posten 1 zu Posten 2 etc.). 4. Den Posten welchen sie in der Erarbeitungsphase bearbeitet haben, müssen sie nicht mehr besuchen! Ziel des Auftrages: Die Blätter, welche sie an den Posten erarbeitet haben, legen sie am Schluss in ihrem Dossiere F10 Löten ab! C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 2

3 F10 Löten Posten 1 1. Ergänze die Tabelle 2 mit den drei für den Metall- und Apparatebau wichtigsten Hartlotgruppen mit, Kurzzeichen (ohne Prozentangaben), ungefährem Arbeitstemperatur-bereich, ungefährem Festigkeitsbereich und den wichtigsten Anwendungen. Ergänze dazu die Tabelle 2. Tabelle 2 Name des Lotes Messinglot Neusilberlot Silberlot Kurzzeichen Arbeitstemp. Festigkeit Anwendungen 2. Aus welchen zwei Metallen bestehen die Weichlote hauptsächlich? C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 3

4 F10 Löten Posten 2 1. Worauf ist bei der Gestaltung von Lötstellen zu achten, damit möglichst grosse Kräfte übertragen werden können? 2. Bei der Gestaltung von Lötstellen hat man oft die Wahl, ob sie auf Zug, Schälbeanspruchung, Abscherung oder auf Druck beansprucht wird. Welche beiden Belastungsarten sind für Lötstellen am besten geeignet? 3. Welche Belastungsart sollte für Lötstellen möglichst vermieden werden? Begründen sie ihre Antwort. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 4

5 F10 Löten Posten 3 1. Oberhalb welcher Arbeitstemperatur spricht man vom Hartlöten? 2. Wie nennt man den Arbeitsvorgang unterhalb der in Aufgabe 1 gesuchten Temperatur? 3. Nennen sie wichtige Vorteile der Lötverfahren. 4. Nennen sie wichtige Nachteile der Hart- und Weichlötverfahren. 5. Nenne Anwendungsbereiche für das Weichlöten. 6. Nenne Anwendungsbereiche für das Hartlöten. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 5

6 F10 Löten Posten 4 1. Welches ist der wesentlichste Unterschied zwischen dem Löten und dem Schweissen in Bezug auf die Vorgänge an der Verbindungsstelle? 2. Auf welche wichtigen Punkte achten sie, bei der Vorbereitung einer Hartlötstelle? 3. Begründen sie, warum man beim Hartlöten den Schweissbrenner erst unmittelbar vor dem Abschmelzen des Lotes direkt auf die Lötstelle richten darf. 4. Wie muss eine Hartlötstelle in Bezug auf die Flussmittelreste nachbehandelt werden? Begründe die Antwort. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 6

7 F10 Löten Posten 5 1. In welchem Bereich darf die Breite einer guten Fuge beim Spaltlöten liegen? 2. Weshalb benötigen wir beim Spaltlöten einen Spalt? Erklärung mit einer Skizze! 3. Erkläre den Unterschied zwischen Spaltlöten und Fugenlöten in Bezug auf die Lötspaltbreite. 4. Wie muss eine Fugenlötstelle vorbereitet werden? C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 7

8 3. Kapillarwirkung beim Löten Flüssiges Lot besitzt genauso wie Wasser die Eigenschaft, sich in enge Spalten zu ziehen. Diese Eigenschaft wird Kapillarwirkung genannt. Hierbei besteht zwischen Steighöhe des Lotes und Spaltbreite der Fuge ein direkter Zusammenhang. Je enger die Spaltbreite, desto höher zieht sich das Lot. Abb. 1 Diagramm Kapillarwirkung. Quelle: (Europa Lehrmittel). Welche Lötspaltbreite ist optimal? Abb. 2 Verschiedenen Steigpegeln je nach Durchmesser des Rohres. Quelle:(Europa Lehrmittel). Der gleiche Effekt lässt sich auch beim Wasser beobachten, je kleiner der Rohrdurchmesser, desto höher kann das Wasser steigen. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 8

9 Lötspaltbreiten Unterschied, Lötfuge und Lötspalt: Abb. 3 Lötfuge und Lötspalt. Quelle:(Europa Lehrmittel). Frage: Weshalb ist in der Abbildung links das Lot nicht in die Lötfuge eingedrungen? Was ist in der Abbildung rechts besser gelöst worden, damit das Lot glei chmässig in den Spalt zwischen den Werkstücken verteilt wurde, welcher Effekt hat hier gewirkt? C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 9

10 4. Arbeitsprozesse beim Löten Abb. 4 Arbeitsprozessablauf beim Löten. Quelle:(Europa Lehrmittel). Welche Arbeitsschritte muss ich beim Hartlöten berücksichtigen? Zählen sie die Arbeitsschritte auf: C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 10

11 5. Temperaturbereiche beim Löten Die Höhe der Arbeitstemperatur grenzt die beiden Verfahren Weichlöten und Hartlöten gegeneinander ab. Abb. 5 Temperaturbereiche beim Lötprozess. Quelle:(Europa Lehrmittel). Auftrag: Ergänzen sie die Abb.5 mit den nötigen Temperaturen für das Hartlöten. Nehmen sie dazu das FB Seite 268 zu Hilfe. Wir unterscheiden die Arbeitstemperaturen der Lötverfahren wie folgt: Hartlöten Weichlöten C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 11

12 6. Arbeitsbereiche beim Löten Name des Lotes Kurzbezeichnung Zugfestigkeit Rm Bruchdehnung A 5 Schmelztemperatur (Mittelwert) Anwendungen B CuZn39Sn Rm = 480 N/mm 2 A 5 = 26 % Stahl, Temperguss, Bronzen, Messing, Kupfer B-CuNi10Zn42 Rm = 660 N/mm 2 A 5 = 27 % Stahlguss, Temperguss, Grauguss, Neusilber, Kupferlegierungen B-Ag40Cd Rm = 345 N/mm 2 A 5 = 22 % Stahl, nichtrostender Stahl, Grauguss, Nickel und Nickellegierungen, Kupfer, Messing, Bronzen Aufgaben 1. Ergänze die erste Kolonne in der obigen Tabelle mit den Namen der Lote. 2. Ergänze die obigen Tabelle mit den ungefähren Schmelztemperaturen (Mittelwerte aus der Grafik Arbeitsbereiche). 3. Welches Lot ist für nichtrostende Stähle geeignet? 4. Für eine Druckluftanlage müssen CuZn-Röhrchen 12 mm x 1 mm hart gelötet werden. Welches Lot wählst du? Begründe deine Wahl. 5. Ein hochbelastetes Stahlguss-Teil ist gebrochen und muss gelötet werden, bis das Ersatzteil geliefert werden kann. Welches Lot wählst du? Begründe deine Wahl. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 12

13 7. Verbindungsarten C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 13

14 8.Repetitionsfragen F10 Hartlöten 1. Nenne die wichtigsten Punkte bei der Vorbereitung einer Hartlötstelle. 2. Begründe, warum Flussmittelpulver wenn möglich mit destilliertem Wasser angesetzt werden sollten. 3. Begründe, warum man beim Hartlöten den Schweissbrenner erst unmittelbar vor dem Abschmelzen des Lotes direkt auf die Lötstelle richten darf. 4. Wie muss eine Hartlötstelle in Bezug auf die Flussmittelreste nachbehandelt werden? Begründe die Antwort. 5. Das Fugenlöten wird für Neukonstruktionen kaum angewendet. Nenne seine hauptsächliche Anwendung. 6. Wie muss eine Fugenlötstelle vorbereitet werden? 7. Aus welchen zwei Metallen bestehen die Weichlote hauptsächlich? 8. Nenne Anwendungsbereiche für das Weichlöten. 9. Welches ist der grosse Nachteil vom Weichlöten im Vergleich zum Hartlöten? 10. Nenne Vorteile des Weichlötens im Vergleich zum Hartlöten. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 14

15 GIBT Anlagen- und Apparatebau 10.Bleifreie Lote beim Hartlöten C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 15

16 11.Weichlöten Anwendung: Werkzeuge: Flussmittel: Lot: Vorbereitung: Merke! C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 16

17 12.Das MIG-Löt-Verfahren Das MIG-Löten ist ein Lichtbogen-Hartlöt-Verfahren. Die Elektrode besteht aus der Kupferlegierung B-CuSi3 (Siliziumbronze). Der Schmelzpunkt liegt bei ~ 1050 C. Meistens wird ein inertes Schutzgas ( Argon) verwendet. Deshalb spricht man vom MIG-Löten. Der Aufbau des Schwei ssgerätes entspri cht dem einer MSG-Anlage. Beim MIG- Löten von ver zinkten Dünnblechen wird mit Stromstärken bis herunter zu etwa 3 A gearbeitet. Dies verlangt eine spezi elle Stromquelle, die auch bei geringster Stromstärke noch einen stabi len Impuls-Lichtbogen liefert. Anwendungen Das MIG-Löten wird vor allem für das Hartlöten von ver zinkten Blechen verwendet. Zink hat einen Verdampfungspunkt von 906 C. Bei der Arbeitstemperatur von ~ 1050 C verbr ennt nur sehr wenig davon. Es blei bt auch in der Randzone genügend Zink vorhanden, so dass die Nähte nicht nachbehandel t werden müssen. Auch nichtrostende Stähle (CrNi-Stähle) lassen sich mit dem Verfahren sehr gut verbinden. Die Lötgeschwindigkeit ist sehr hoch. Dies verlangt vom Anwender eine gewisse Fertigkeit. Wichtige Anwender sind die Automobilindustrie (Karosserieteile) und der Anlagenund Apparatebau (Behälter, Containerbau). Vorteile beim MIG-Hartlöten: Keine Korrosion der Lötnaht Minimaler Abbrand der Zink-Beschichtung Geringes Einbringen von Wärme Hohe Lötgeschwi ndigkeit Keine oder nur geringe Nachbehandl ung der Naht Aufgaben: 1. Welches Lot wird beim MIG-Hartlöten verwendet? Nennen Sie Namen und Kurzzeichen. 2. Beim MSG-Schweissen von verzinkten Blechen wird die Zinkschicht im Bereich der Naht verbrannt. Um Korrosion zu verhindern, muss die Beschichtung in diesem Bereich nachgebessert werden. Beim MIG-Löten ist dies nicht nötig. Begründen Sie diesen Sachverhalt. 3. Welche besondere Anforderung wird an eine Stromquelle für das MIG-Löten gestellt? C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 17

18 4. Welches Lot wird beim MIG-Hartlöten verwendet? Nennen Sie Namen und Kurzzeichen. 5. Beim MSG-Schweissen von verzinkten Blechen wird die Zinkschicht im Bereich der Naht verbrannt. Um Korrosion zu verhindern, muss die Beschichtung in diesem Bereich nachgebessert werden. Beim MIG-Löten ist dies nicht nötig. Begründen Sie diesen Sachverhalt. 6. Welche besondere Anforderung wird an eine Stromquelle für das MIG-Löten gestellt? 7. Nennen Sie zwei Metalle, für welche das MIG-Löten besonders geeignet ist. 8. Nennen Sie fünf Vorteile des MIG-Lötverfahrens. C:/FT/ F10 Löten/2010 Kasteler Patrick 18