Ursachen für Risse beim Hartlöten

Ursachen für Risse beim Hartmetalllöten

Es gibt viele Faktoren, die Risse in hartmetallgelöteten Werkstücken verursachen, wie z. B. die Nutgestaltung, der Lötprozess, der Erwärmungsprozess und das Schärfen.

①Einige Hartmetalle mit hoher Härte und geringer Festigkeit, wie z. B. YT60, YT30, YG2 und YG3X, neigen zu Lötrissen. Insbesondere wenn die Lötfläche dieser Hartmetallsorten relativ groß ist, sollte dem mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.

② Die geschlossene oder halbgeschlossene Nut ist ein wichtiger Grund für die Erhöhung der Lötspannung und die Entstehung von Rissen. Der Lötbereich sollte so weit wie möglich reduziert werden, um die Lötspannung zu reduzieren und gleichzeitig die Anforderungen an die Schweißfestigkeit zu erfüllen.

③ Wenn die Schweißheizgeschwindigkeit zu hoch ist oder die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schweißen zu hoch ist, ist die Wärmeverteilung ungleichmäßig und die momentane Spannung verursacht Risse. Beim schnellen Erhitzen steht die äußere Hartmetallschicht unter Druckspannung und die mittlere unter Zugspannung. Wenn die zulässige Heizrate überschritten wird, können im Inneren sichtbare und unsichtbare Risse auftreten. Beim schnellen Abkühlen nach dem Löten entsteht an der äußeren Schicht Zugspannung, die Risse in der Legierung verursacht. Vermeiden Sie es, Werkstücke auf nassen Böden oder in nassen Kalktrögen abzulegen, da dies durch Abschrecken zu Rissen im Hartmetall führen kann.

④ Das Hartmetall selbst weist Defekte auf, die bei der Prüfung vor dem Schweißen nicht erkannt wurden und nach dem Löten zu Rissen führen. Bei großflächigen oder speziell geformten Hartlegierungen muss vor dem Löten eine strenge Blockprüfung durchgeführt werden. Defekte des Hartmetalls im Sinterprozess, wie kleine Risse, Absplitterungen, Lockerheit usw., können sich nach dem Erhitzen und Löten zu großen Rissen ausdehnen.

⑤ Unsachgemäßes Schärfen nach dem Löten führt ebenfalls zu Rissen. Beispielsweise sind Material, Härte und Partikelgröße der Schleifscheibe nicht richtig ausgewählt. Wasserkühlung während des Schleifens, übermäßige Schleifzugabe und unsachgemäßer Schleifprozess können ebenfalls leicht zu Rissen führen.

Maßnahmen zur Reduzierung der Rissbildung beim Hartmetalllöten

① Das Hinzufügen von Ausgleichsdichtungen zur Schweißnaht ist eine wirksame Maßnahme zur Reduzierung der Schweißspannung. Es gibt viele Möglichkeiten, Ausgleichsdichtungen in Schweißnähte einzubringen, z. B. die Verwendung von Stacheldraht, Stanzfüllern, Dichtungen aus Nickel-Eisen-Legierungen und die galvanische Beschichtung von reinem Eisen auf Hartmetall. Da der Schmelzpunkt dieser Ausgleichsdichtungen mehr als 200 °C über dem Schmelzpunkt des Lots liegt, schmilzt die Dichtung beim Löten nicht und wird in der Mitte der Schweißnaht eingeschlossen. Beim Abkühlen der Schweißnaht weisen die Schweißschichten zwischen Hartmetall und Grundmetall eine ausreichende plastisch-verformbare Struktur auf, sodass jeder Teil der Schweißnaht relativ frei schrumpfen kann, was die Lötspannung reduziert. Das Hinzufügen von Ausgleichsdichtungen führt jedoch zu einer erheblichen Verringerung der Festigkeit der Schweißnaht. Unter anderem wird die Festigkeit von Schweißnähten mit Stacheldraht oder Stanzdichtungen durch 60% verringert. Obwohl die Ausgleichsdichtung aus einer Nickel-Eisen-Legierung, bestehend aus 50%-Nickel und 50%-Eisen, Spannungen besser abbauen kann und die Festigkeit der Schweißnaht nicht verringert, ist sie aufgrund ihres hohen Nickelgehalts nicht für den Masseneinsatz in der Produktion geeignet. In der Produktion werden kohlenstoffarme Stahlbleche oder vernickelte Eisenbleche mit einer Dicke von 0,4 bis 0,5 mm als Ausgleichsdichtungen verwendet, mit denen gute Ergebnisse erzielt werden können.

3. Obwohl die Verwendung von Rotkupferblech als Ausgleichsdichtung die Lötspannung wirksam reduzieren und Risse verhindern kann, muss ein Lot mit einem Schmelzpunkt unter 850 °C verwendet werden, z. B. L-Ag-49-Silberlot. Andernfalls kann es beim Löten leicht zu Schäden kommen. Das Kupferblech schmilzt und verliert seine Funktion. Kupfer selbst ist relativ weich und nicht für den Einsatz unter Stößen oder schwerer Belastung sowie bei hohen Temperaturen geeignet. Das Zhengzhou Machinery Research Institute hat die Löteigenschaften von Hartmetall systematisch untersucht und das Sandwich-Verbundlot CT861 zum Hartmetalllöten eingeführt. Die dreischichtige Struktur besteht aus einem Schmelztemperaturbereich von 640–695 °C. Die Verwendung von Sandwich-Lot kann Schweißrissen im Hartmetall wirksam vorbeugen.

④ Beim Löten langer und schmaler Hartmetallwerkstücke kann zur Reduzierung der Lötspannung und zur Vermeidung von Rissen ein doppelschichtiges Hartmetalllöten verwendet werden. Die untere Schicht besteht aus kleinen Hartmetallstücken, die vorgefertigt werden. „Riss“-Form. Diese Methode ist besonders effektiv bei der Beseitigung von Rissen und kann bei großen Hartmetallwerkzeugen und speziellen Hartmetallformen angewendet werden.

Ursachen für Entlöten beim Hartmetalllöten

① Die Lötoberfläche von Hartmetall wird vor dem Schweißen nicht geschliffen oder poliert, und die Oxidschicht auf der Lötoberfläche verringert die Benetzungswirkung des Lötfüllmetalls und schwächt die Bindungsstärke der Schweißnaht.

② Entlöten kann auch durch die falsche Auswahl und Verwendung des Flussmittels verursacht werden. Wird beispielsweise Borax als Flussmittel verwendet, kann das Rohborax aufgrund seines hohen Wassergehalts nicht effektiv desoxidieren. Infolgedessen kann das Lot die zu lötende Oberfläche nicht gut benetzen und es kommt zum Entlöten.

3. Die richtige Löttemperatur sollte 30–50 °C über dem Schmelzpunkt des Lotes liegen. Bei zu hoher oder zu niedriger Temperatur kommt es zum Entlöten. Übermäßiges Erhitzen führt zu Oxidation der Schweißnaht. Die Verwendung von zinkhaltigem Lot führt zu einer bläulichen oder weißen Verfärbung der Schweißnaht. Bei zu niedriger Löttemperatur bildet sich eine relativ dicke Schweißnaht, deren Innenseite voller Poren und Schlackeneinschlüsse ist. Diese beiden Bedingungen verringern die Festigkeit der Schweißnaht, und beim Schärfen oder Gebrauch kann es leicht zum Entlöten kommen.

④ Während des Lötvorgangs erfolgt die Schlackenentladung nicht rechtzeitig oder unzureichend, sodass eine große Menge Flussmittelschlacke in der Schweißnaht verbleibt, was die Festigkeit der Schweißnaht verringert und zum Entlöten führt.