Präzisions- Induktionslöten

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1 Präzisions- Induktionslöten

2 Eine intelligente Lösung für das Löten Hartlöten ist das ideale Verfahren für viele Fertigungsanwendungen. Was ist Löten? Löten ist ein Verfahren zum Zusammenfügen von zwei Metallen mithilfe eines Füllmaterials, das bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der beiden Metalle, schmilzt, fließt und die Oberflächen der Metalle benetzt. Zum Schutz vor Oxidation der Metalloberfläche und des Füllmaterials während des Verbindungsvorgangs wird ein Schutzgas oder ein Flussmittel verwendet. Hartlöten und Silberlöten sind Ausdrücke, die sich normalerweise auf das Zusammenfügen mithilfe von Füllmaterialien beziehen, die eine Schmelztemperatur von mehr als 400 C (752 F) haben, um eine festere Verbindung zu erzielen. Warum wird gelötet? Beim Lötvorgang werden die zusammenzufügenden Basismetalle nicht geschmolzen, es entstehen jedoch trotzdem sehr feste Verbindungen. Das Löten bietet einige Vorteile gegenüber anderen Fügetechniken: Gleiche und ungleiche Metalle können miteinander verlötet werden Beim Löten werden niedrigere Temperaturen als beim Schweißen verwendet, was zu einer geringeren Verformung der Teile und einer geringeren Verbindungsspannung führt Die Integrität der Abmessungen des fertigen Produkts ist einfacher zu kontrollieren Mit Löten können feste, spannungsarme Verbindungen hergestellt werden Warum Ambrell? Induktionserwärmung ist die ideale Methode zum Hartlöten. Ambrell hat bereits mehr als Systeme in über 50 Ländern installiert und bei vielen von diesen handelt es sich um Hartlötanlagen. Dies ist unser häufigster Anwendungsfall, der täglich weltweit in vielen Industriebereichen eingesetzt wird. Wir bieten außerdem einen außergewöhnlichen Kundendienst vor und nach dem Verkauf. Ihre spezifische Lötanwendung wird im nächstgelegenen Ambrell Anwendungslabor analysiert und getestet. Dies erfolgt kostenlos und Sie erhalten eine Systemempfehlung, die so konzipiert ist, dass sie die bestmögliche Lösung für Ihre Lötanforderungen darstellt. Ambrell bietet das Fachwissen, die Innovation und die Systemqualität, die Ihrem Unternehmen einen großen Wettbewerbsvorteil ermöglichen.

3 Wenn Sie sich mit Durchsatzleistung, Teilequalität oder Fertigungseffizienz befassen, ist Induktionserwärmung die ideale Lötmethode für Ihren Prozess. Induktionslöten hat eine Menge Vorteile: Durchsatzleistung: Induktion erzeugt die Wärme nur in dem Bereich des Teils, der für das Löten benötigt wird Höhere Effizienz Bessere Qualität durch geringerer Teileverformung Wiederholbarkeit: Nach Festlegung der Spule und des Erwärmungsprozesses lässt sich der Lötvorgang jederzeit genau und mit konstanter Qualität reproduzieren Einfache Integration: in einen schlanken Fertigungsprozess Sicherheit: keine offene Flamme und kein heißer Ofen Kleine Stellfläche: Setzt wertvolle Werksflächen frei Ersetzen von Brennerlöten durch Induktion bei einem Aluminium-Verteiler. Ersetzen von Brenner- und Öfenlöten durch Induktionslöten Brennerlöten ist heute die gebräuchlichste Form des Hartlötens, erfordert aber einen erfahrenen Bediener. Viele Hersteller haben jedoch zunehmend Schwierigkeiten beim Finden erfahrener Hartlötspezialisten und eine offene Flamme wirft rechtliche und sicherheitstechnische Bedenken in den Fertigungsbetrieben auf. Ofenlöten ist ebenfalls eine weit verbreitete Technik. Fertigungsunternehmen sind heute bestrebt, ihre Produktionseffizienz zu verbessern, Fertigungskosten zu reduzieren, die viel Energie und Platz benötigenden Öfen auszutauschen und gleichzeitig die Produktqualität zu verbessern. Induktionslöten hat nicht die Nachteile des Brenner- und Ofenlötens, da kein erfahrener Bediener benötigt wird, die Energiekosten reduziert werden und die Stellfläche der benötigten Anlage kleiner ist. Gleichzeitig ermöglicht es einen schlanken Fertigungsprozess für Teile mit höherer Qualität. Induktionslöten einer Messing-Mischdüse auf ein Kupfer-Doppelrohr bei der Herstellung einer Schweißbrennerdüse. 6 kw bei 380 khz für 36 Sekunden zur Erwärmung auf 732 C (1350 F).

4 Lote und Flussmittel Das Lot dient zur metallurgischen Verbindung der Oberflächen der Materialen auf beiden Seiten der Lötstelle. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Lot-Legierungen, die so konzipiert sind, dass sie korrekt schmelzen und fließen und die zusammenzufügenden Materialien benetzen und verbinden. Typische Lotmaterialien, die zur Bildung der richtigen Legierung für die Verbindungsmaterialien verwendet werden, sind Kupfer, Silber, Zink, Nickel und Aluminium. Einige Lot-Legierungen weisen eutektische Eigenschaften auf, die sehr hilfreich für den Lötprozess sind, da die Legierung bei einer Temperatur schmilzt und fließt, die unter den Schmelztemperaturen der einzelnen Basismaterialien liegt. Wie das Diagramm zeigt, schmilzt das 30 %ige Kupfer/Silber-Lot bei 790 C (1454 F), wobei die Schmelztemperatur von Kupfer bei 1180 C (1980 F) und die von Silber bei 960 C (1760 F) liegt. Die primäre Funktion des Flussmittels ist der Schutz der beiden zusammenzufügenden Metalloberflächen und des Lots vor Oxidation während der Erwärmung. Einige Flussmittel dienen außerdem als Reinigungsmittel. Ein typisches Flussmittel für Niedrigtemperatur-Löten ist ein Kalisalz von Bor und Fluor mit einem Temperaturbereich von 565 C (1050 F) bis 982 C (1800 F). Andere Flussmittel mit einem geringeren Fluorgehalt stehen für höhere Löttemperaturen zwischen 870 C (1600 F) und 1100 C (2200 F) zur Verfügung. Die vier Phasen eines typischen Flussmittels 100 C (212 F) 315 C (600 F) 425 C (800 F) 593 C (1100 F) Wasserdampf entweicht Wird weiß und schäumt leicht Hat ein milchiges Aussehen und verflacht Die Flussmittelbeschichtung wird klar und glasartig und die Verbindung ist bereit für das Fließen des Lots Eutektische Eigenschaften Temperaturspektrum für Lötmaterialien Al Zn Si NT-Fluss Al Messing Cu Cu Sn Stähle Nl Cr Fe B Si Edelstähle Ag Cu P Kupfer und Messing Ag Cu Zn Kupferstahl HT-Fluss Ni Stahl Schmelztemp. Lot Fluss C F Einsatztemperaturbereiche von Loten und Flussmitteln für typische Lötmaterialien: Stahl, Kupfer, Messing und Aluminium. Es gibt viele Lieferanten, die für unterschiedliche Materialien und unterschiedliche Löttemperaturen entwickelte Lote und Flussmittel anbieten. Eine Liste mit Lieferanten für Lote und Flussmittel finden Sie unter

5 Das Induktionslötverfahren Induktionslöten wird zum Zusammenfügen vieler unterschiedlicher Metalle in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Typische Verbindungen sind Stahl-Stahl, Stahl-Messing, Stahl-Kupfer, Messing-Kupfer, Kupfer-Kupfer, Aluminium-Aluminium und Kupfer-Aluminium. Die sechs Schritte zu einer hochwertigen induktionsgelöteten Verbindung: 1 Planen Sie die Lötstelle so, dass bei Fließtemperatur des Lots ein Spalt von 40 µm (0,0015") bis 125 µm (0,005") zwischen den beiden Oberflächen besteht, damit die Kapillarwirkung eintreten kann und eine Benetzung der Lötstelle stattfindet 2 Reinigen Sie die Oberflächen der zu verbindenden Materialien 3 Tragen Sie auf beide Teile Flussmittel auf 4 Fixieren Sie die beiden Teile zusammen mit einem Lotring oder einer Vorform und positionieren Sie die Spule 5 Erwärmen Sie die beiden Teile, bis sie die Fließtemperatur des Lots erreicht haben, und geben Sie dann das Lot hinzu, wenn keine Vorformen verwendet werden. (Unser Anwendungslabor stellt sicher, dass die Spule passend für die Erwärmung Ihrer Teile konzipiert wird.) 6 Reinigen Sie die Lötverbindung und entfernen Sie alle Flussmittelreste Stahl-Stahl-Hartlöten bei einem in der Ölindustrie verwendeten Regler. 200 khz bei 8 kw für 9 Sekunden zur Erwärmung auf 732 C (1350 F). Zugfestigkeit im Verhältnis zum Lötspalt Zugfestigkeit psi Lötspalt µm ,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 Lötspalt 0,001" Zugfestigkeit Zugfestigkeit Mpa Die optimale Festigkeit einer Lötverbindung wird erreicht, wenn der Lotspalt zwischen den beiden Teilen 25 µm (0,001") bis 125 µm (0,005") beträgt. Daten von Lucas Milhaupt. Löten von an LKW verwendeten Stahlrohr-Fittings. 300 khz bei 3 kw für 45 Sekunden zur Erwärmung auf 732 C (1350 F).

6 Lötanwendungen Löten einer Stahlrohrverbindung Löten einer Stahlrohrverbindung. 220 khz bei 3,5 kw für 30 Sekunden zur Erwärmung auf 732 C (1350 F). Der Kunde von Ambrell verwendete die EASYHEAT 3,5 kw Stromversorgung für das Löten vieler unterschiedlicher Rohrverbindungen. Löten einer Verteiler-Baugruppe Der Ersatz für das Brennerlöten bei der Montage eines Verteilers für eine Klimaanlage ist ein zweistufiger Induktionslötprozess. Zuerst werden die vier Aluminiumrohre mithilfe einer verlängerten Spule in 60 Sekunden bei 3,5 kw und 180 khz auf 566 C (1050 F) in den Aluminiumverteiler gelötet. Das Kupfer-Aluminium-Löten ist der zweite Schritt, der für 95 Sekunden 3 kw bei 200 khz benötigt. Löten von Edelstahl auf Kupfer-Bogenstücke Ersatz für das Brennerlöten von Kupfer-Bogenstücken auf ein flexibles Stahlrohr mit einem Durchmesser von 4" (102 mm). Diese Konstruktion wird verwendet, damit Rohrleitungen in großen Gebäuden Bewegungen in der Gebäudestruktur ausgleichen können. 10 kw bei 128 khz für 3 Minuten zur Erwärmung auf 675 C (1250 F). Löten von Edelstahl auf Edelstahl Unter Verwendung einer sattelförmigen Spule wurden die beiden Edelstahlenden dieses medizinischen Werkzeugs in einem einzigen Induktionslötprozess auf den Edelstahlflansch gelötet. 3 kw bei 180 khz für 20 Sekunden zur Erwärmung auf 675 C (1250 F).

7 Aluminium-Lötanwendungen Das Erwärmen von Aluminium über Induktion benötigt eine Menge Energie und die thermische Leitfähigkeit gegenüber Kupfer beträgt 60 %. Die Auslegung der Spule und die Zeit für den Wärmefluss sind kritische Faktoren für erfolgreiches Induktionslöten von Aluminiumteilen. Die in der letzten Zeit erzielten Fortschritte bei der Entwicklung von Niedrigtemperatur-Aluminiumloten hat es ermöglicht, dass Induktion die Erwärmung durch Brenner und Ofen beim Hartlöten großer Mengen von Aluminiumteilen effektiv ersetzen kann. Die niedrige Schmelztemperatur von Aluminium erfordert, dass beim Induktionslöten die Energie richtig auf das Teil übertragen wird, damit beide Oberflächen gleichzeitig auf die Fließtemperatur des Lots gebracht werden, ohne dass es zu Überhitzungen und zum Schmelzen der Kanten des Teils kommt. Machen Sie mit Ambrell die Erfahrungen, die Sie für Präzisions-Aluminium-Lötanwendungen benötigen. Ersatz für das Brennerlöten von Aluminiumrohren beim Verdampfer einer Klimaanlage. Verwendung von Aluminiumlot-Ringen mit Flussmittelkern und einer geteilten spiralförmigen Induktionsspule für einfachen Zugang zum Stoßbereich. 5 kw bei 260 khz für 12 Sekunden zur Erwärmung auf 565 C (1050 F). Löten einer Aluminium- Kabelführung auf ein Aluminiumrohr bei der Fahrradfertigung. 20 kw bei 10 khz für 45 Sekunden zur Erwärmung auf 482 C (900 F). Beide Teile wurden gleichzeitig in einer Zwei-Positionen-Spule gelötet. Nur mit Ambrell machen Sie die Erfahrungen, die Sie für Präzisions-Aluminium- Lötanwendungen benötigen.

8 Stahl-Lötanwendungen Induktionslöten ist eine hervorragende Methode für das Zusammenfügen von Teilen aus ungleichen Metallen. Zu diesen Anwendungen gehört die Herstellung von Verbindungen wie Stahl-Kupfer, Stahl-Messing und Messing- Kupfer. Bei diesen Materialien ist das Timing sehr wichtig. Induktionslöten ist die ideale Technik für das Zusammenfügen von Stahlteilen, die für ein Verschweißen nicht geeignet sind. Eine gut geplante, induktionsgelötete Stahlverbindung hat viele Vorteile, wie Integrität der Teilegeometrie und geringere Teilespannung. C-Stahl und Edelstahl haben einen hohen elektrischen Widerstand. Sie eigenen sich deshalb sehr gut für den Einsatz von Induktionsenergie und lassen sich leicht erwärmen. Da sie jedoch eine schlechte thermische Leitfähigkeit haben, sollte das Induktionslöten von Stahlteilen nicht zu schnell durchgeführt werden. Bei Stahl ist es wichtig, dass die Wärme genug Zeit hat, ganz in die Verbindungsflächen einzudringen, um ein einwandfreies Fließen und Benetzen der Flächen mit Lot sicherzustellen. Bei C-Stählen werden oftmals Kupferlegierungen als preisgünstiges Lotmaterial verwendet, während für Edelstähle Nickellegierungen eingesetzt werden. Die Experten für Induktionslöten bei Ambrell besitzen die umfassenden Kenntnisse zu Leitfähigkeiten, die für das Zusammenfügen ungleicher teile benötigt werden. Einige schnelle Erkenntnisse lauten: Stahl erwärmt sich gut, ist aber ein schlechter thermischer Leiter Kupfer nimmt mehr Induktionsenergie zur Erwärmung auf, ist aber ein hervorragender thermischer Leiter Messing erwärmt sich besser als Kupfer, hat aber eine geringere thermische Leitfähigkeit Silber-Kupfer-Legierungen sind oft verwendete Lotmaterialien für das Löten von Messing- und Kupferteilen Material Thermische Leitfähigkeit kcal/cm s ºC Elektrischer Widerstand ρ Ohm m x10ˆ 8 Typische Schmelztemperatur ºC ºF Aluminium 0,60 2, Messing 0,26 7, Kupfer 0,95 1, C-Stahl 0, Edelstahl 0,

9 Löten von Stahl, Kupfer und Messing Induktionslöten ist eine hervorragende Methode für das Zusammenfügen von Teilen aus ungleichen Metallen. Zu diesen Anwendungen gehört die Herstellung von Verbindungen wie Stahl-Kupfer, Stahl-Messing und Messing-Kupfer. Bei diesen Materialien ist das Timing sehr wichtig. Für eine erfolgreiche Lötverbindung ist es wichtig, dass beide Metalloberflächen gleichzeitig wie die Lötstelle die Fließtemperatur des Lots erreichen. Bei der Induktionserwärmung müssen die unterschiedlichen thermischen Leitfähigkeiten der Materialien und die Zeit berücksichtigt werden, die jedes Material benötigt, um die richtige Temperatur zu erreichen. Ersatz für das Brennerlöten von einem Kupfer-Bogenstück auf ein Kupferrohr unter Verwendung einer geteilten spiralförmigen Induktionsspule. 7 kw bei 190 khz für 90 Sekunden zur Erwärmung auf 760 C (1400 F). Sensor-Baugruppe, bestehend aus einem Edelstahlrohr mit 3/8" Durchmesser, das auf einen Sensorkörper aus Edelstahl mit ½" Durchmesser gelötet wurde. 3,5 kw bei 300 khz für 20 Sekunden zur Erwärmung auf 732 C (1350 F). Ersatz für das Brennerlöten durch eine spiralförmige Multipositionsspule für das Induktionslöten von zwei oder drei vernickelten Stahlhülsen auf vernickelte Stifte bei einer Kfz.-Glühlampe. 8 kw bei 360 khz für 6 Sekunden zur Erwärmung auf 620 C (1150 F). Ersatz für das Brennerlöten von zwei Messinganschlüssen an eine Mischbatterie. Jeder Anschluss wurde mithilfe einer Sattelspule induktionsgelötet. 22 kw bei 90 khz für 30 Sekunden zur Erwärmung auf 620 C (1150 F).

10 Ambrell Induktionserwärmungssysteme auf einen Blick EASYHEAT 1,2 und 2,4 kw Zum Löten kleiner Teile. EASYHEAT 4,2, 6, 9 und 10 kw Wird in vielen Lötanwendungen eingesetzt, bei denen die Teile klein oder dünnwandig sind oder bei denen mehrere Teile gleichzeitig gelötet werden. EKOHEAT 10 und 15 kw Wird in vielen Lötanwendungen eingesetzt, bei denen die Teile eine größere Masse haben. EKOHEAT 30 und 45 und 50 kw Wird in vielen Lötanwendungen eingesetzt, die schnelle Erwärmungszeiten benötigen und bei denen größere Teile gelötet werden. Unseren Systeme EASYHEAT und EKOHEAT decken einen großen Leistungs- und Frequenzbereich für Induktionserwärmung ab. Egal ob Sie große oder kleine Teile oder mehrere unterschiedliche Metalle löten möchten, Ambrell kann die Wirtschaftlichkeit und Produktivität Ihrer Anwendung optimieren. Die Systeme von Ambrell sind vielseitig und in mehreren Kondensator- und Anzapftransformator-Konfigurationen erhältlich. Sie bieten eine effiziente Energieumwandlung und minimieren dadurch Ihre Energiekosten. Unsere Systeme sind benutzerfreundlich, bieten eine rechnergestützte Frequenzeinstellung für reproduzierbare Erwärmung und lassen sich einfach in Ihren bestehenden Prozess integrieren. Dank ihrer keinen Stellfläche setzen sie wertvolle Flächen in Ihrem Werk frei. Vorteile: Einfache Integration in Produktionsprozesse dank eines kleinen Arbeitskopfes, der einfach im Arbeitsbereich angeordnet werden kann Große Frequenzbereiche erlauben das Löten unterschiedlicher Baugruppen mithilfe derselben Stromversorgung Mehrere Kondensator- und Anzapftransformator-Konfigurationen für größere Vielseitigkeit beim Lötwerkzeug Rechnergestützte Frequenzeinstellung für genaue und reproduzierbare Erwärmung Effiziente Energieumwandlung zur Minimierung der Energiekosten Von Experten konzipierte Spulen, die die Leistungsübertragung maximieren und Produktionszeit einsparen Benutzerfreundliche Bedienerschnittstelle in fünf Sprachen (EN, ES, FR, DE, IT)

11 Ein Partner, der sich Ihrem Erfolg verpflichtet hat Wir wissen, dass Ihre Wettbewerbsfähigkeit von Kostensenkungen und verbesserten Leistungen bei Ihren Fertigungsverfahren abhängt. Deshalb verpflichten wir uns, Qualitätsprodukte, innovative Lösungen und außergewöhnlichen Kundendienst zu liefern, die die Maximierung Ihres ROI zum Ziel haben. Wenn Sie Ambrell als Partner wählen, stehen zu Ihrer Verfügung: Ein Team von Fachleuten aus dem Bereich Induktionserwärmung, das eng mit Ihnen zusammenarbeitet, um auf Ihre besonderen Anforderungen einzugehen Anwendungsprüfungen in unseren Laboren zur Bestimmung der optimalen Anlagenspezifikationen und Einstellungen für Ihre Anwendung Ein für die Konfiguration und Herstellung der am besten geeigneten Stromversorgungen und Spulen optimiertes Fachunternehmen Ein CE-zertifiziertes System, das in unserem ISO 9001:2008 Werk in den Vereinigten Staaten entwickelt, gefertigt und geprüft wurde Weltweiter Support durch die Ameritherm Unternehmen in USA und Europa sowie durch Ambrell Vertragshändler Ambrell hat sich zum Ziel gesetzt, Ihnen neben der Lieferung einer Lösung im Bereich Induktionserwärmung auch Service und Support zu bieten, die weit über den Verkauf hinausgehen. Unsere Serviceabteilung steht jederzeit für vorbeugende Wartung und schnelle Unterstützung in Notfällen bereit. Wir sind immer für Sie da, um die Qualität Ihrer Prozesse zu gewährleisten und sicherzustellen, dass unsere Lösung auch weiterhin Ihre Anforderungen erfüllt jetzt und in Zukunft. Mit Ambrell erhalten Sie schnelle Unterstützung vor, während und nach dem Kauf.

12 Über Ambrell Als Pionier der Halbleiter-Induktionserwärmung mit mehr als 25-jähriger Innovationserfahrung bietet Ambrell branchenführende Erwärmungslösungen. Unsere Anlagen, die in mehr als 50 Ländern installiert wurden, werden durch ein Netzwerk engagierter Fachleute unterstützt. Mit unserem deutlichen Bekenntnis zu Innovation und kontinuierlicher Verbesserung sind wir stolz darauf, Qualitätsprodukte und Lösungen für eine Vielzahl von Industriezweigen und Märkten liefern zu können. Ambrell ist ein Ameritherm Unternehmen mit Sitz in den Vereinigten Staaten und weltweiten Betriebsstätten wie Ambrell Ltd. im Vereinigten Königreich, Ambrell SARL in Frankreich und Ambrell B.V. in den Niederlanden. Ambrell Ein Ameritherm Unternehmen 39 Main Street, Scottsville, NY Tel.: Fax: Ambrell, Ltd. Phoenix Works, Saxon Way Battledown Industrial Estate Cheltenham, Gloucestershire GL52 6RU Tel.: +44 (0) Fax: +44 (0) Ambrell B. V. Holtersweg BS Hengelo The Netherlands Tel.: +31 (0) Fax: +31(0) saleseu@ambrell.com Ambrell SARL Tour Sébastopol 3 quai Kléber Strasbourg France Tel.: Fax: saleseu@ambrell.com Rev A