Bahnlöten Von Blechgehäusen Mit Industrierobotern

ISBN-13: 9783540630647 / Niemiecki / Miękka / 1997 / 113 str.

Manfred Gaul

Opis

Die vorliegende Dissertation entstand wah rend meiner Tatigkeit am Fraunhofer Institut fOr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, unter der Be treuung von Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. H. J. Warnecke, Prasident der Fraunhofer Gesellschaft. Ihm gebOhrt mein Dank fOr das innovationsfOrdernde und kreativitats freundliche Umfeld, das er am Institut gewahrleistet hat und das die Erstellung einer solchen Dissertation erst ermoglicht. DarOberhinaus hat er mir damit einen weitge fassten Einblick in die industrielle Praxis und die Sammlung umfangreicher Erfah rungen mit wissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Arbeitsweisen ermdglicht. Bei Herrn Prof. Dipl.-Ing. A. Jung mochte ich mich nicht nur fOr die Obernahme des Mitberichtes bedanken, sondern auch fOr die personliche, konstruktive und unkom plizierte Besprechung meiner Arbeit und die wichtigen und nOtzlichen Hinweise, die ich von Ihm erhalten habe. Desweiteren gilt mein Dank all denen, die mich in meiner Arbeit und privat unter stotzt und in meinen Bestrebungen gefordert haben. Hierbei mochte ich besonders Dr.-Ing. M. Schweizer, Dipl.-Ing. J. C. Spingler und meine Lebenspartnerin Andrea Baumann hervorheben, ohne deren Ansporn und UnterstOtzung diese Arbeit wohl nicht gelungen ware. Aber auch der gror..en Anzahl von Hilfskraften, Praktikanten, Diplom- und Studienarbeitern bin ich zu Dank verpflichtet, da ich mir mit ihrer Hilfe immer wieder die notwendigen Freiraume in meiner tag lichen Projektarbeit schaffen konnte, die zur Erstellung einer solchen Arbeit notwendig sind."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Aufgabenstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation.- 2.1 Abgrenzung des Verfahrens.- 2.2 Definitionen und Begriffe.- 2.2.1 Prozeß-und verfahrensbezogene Begriffe.- 2.2.2 Geometrisch bestimmte Größen und Begriffe.- 2.3 Stand der Technik.- 2.3.1 Automatisierte Lötverfahren.- 2.3.2 Wissenschaftliche Untersuchungen.- 2.3.3 Aufzeigen von Entwicklungsdefiziten.- 3 Analyse der Lötaufgabe.- 3.1 Analyse der Hochfrequenz-Blechgehäuse.- 3.2 Analyse der Lötnaht.- 3.2.1 Anforderungen an die Lötnaht, Qualitätsmerkmale.- 3.2.2 Geometrie der Lötnaht und Wärmebedarfsabschätzung.- 3.2.3 Abschätzung des Lot-und Flußmittelbedarfes.- 3.3 Analyse des Lötprozesses.- 3.3.1 Einflußparameter des Bahnlötprozesses.- 3.3.2 Teilprozesse des Lötprozesses.- 3.3.3 Schwerkrafteinfluß auf den Lötprozeß.- 4 Folgerungen aus der Analyse und Ableitung der An-forderungen an Systeme zum automatisierten Bahn-löten von Hochfrequenz-Blechgehäusen.- 4.1 Abgrenzung des Lötsystems und Zuordnung der Teil-funktionen zu Funktionseinheiten.- 4.2 Anforderungen an ein flexibles Gesamtsystem zum Bahn-löten von Hochfrequenz-Blechgehäusen.- 4.3 Anforderungen an das Lötverfahren und die Teilsysteme.- 4.3.1 Anforderungen an Lötverfahren und Lötwerkzeug.- 4.3.2 Anforderungen an die Bereitstellung der Hilfsstoffe.- 4.3.3 Anforderungen an die Werkstückaufspannung.- 4.3.4 Anforderungen an das Handhabungssystem.- 4.4 Ableitung von Forschungs-und Entwicklungsschwerpunkten.- 5 Konzeption des Bahnlötverfahrens und der Teil-Systeme für das Lötsystem.- 5.1 Konzeption des Bahnlötverfahrens.- 5.1.1 Teilsystem zur Energiezuführung in die Lötnaht.- 5.1.1.1 Vorversuche zur Auswahl einer Energiequelle.- 5.1.1.2 Auswahl der geeigneten Energiequelle.- 5.1.2 Zuführung von Lot und Flußmittel in die Lötnaht.- 5.1.3 Anordnungssystem für Brennerdüse und Lötdrahtzuführung.- 5.2 Konzeption der Hilfsstoffbereitstellung.- 5.3 Konzeption des Bewegungssystems.- 5.3.1 Bahnführung des Lötwerkzeugs.- 5.3.2 Aufspannvorrichtung für die Werkstücke.- 6 Bestimmung der Hauptverfahrensparameter.- 6.1 Die Wärmeleistung der Mikroflamme.- 6.2 Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit zum Bahnlöten.- 6.2.1 Energiebilanz am ruhenden Volumenelement.- 6.2.2 Wärmestrom zur Temperaturerhöhung des Werkstück volumens auf Löttemperatur.- 6.2.3 Wärmestrom zur Temperaturerhöhung des Lotvolumens auf Löttemperatur.- 6.2.4 Verlust-Wärmeströme.- 6.2.4.1 Übertragungsverlust-Wärmestrom.- 6.2.4.2 Abführungsverlust-Wärmestrom.- 6.2.4.3 Ableitungsverlust-Wärmestrom.- 6.2.5 Aufstellung der Gleichung zur Ermittlung der Vorschubge-schwindigkeit zum Bahnlöten.- 6.2.6 Numerische Lösung der Gleichung für die Vorschubge-schwindigkeit zum Bahnlöten.- 6.3 Bestimmung der Lotzuführgeschwindigkeit.- 7 Aufbau der Versuchsanlage zur Durchführung von Versuchsreihen zum Bahnlöten von Gehäuseblechen.- 7.1 Gesamtaufbau der Versuchsanlage.- 7.2 Werkzeuge und Komponenten der Versuchsanlage.- 7.2.1 Das Mikroflamm-Lötwerkzeug.- 7.2.1.1 Versuchsanordnung und Verstellbereiche von Brenner düse und Lotzuführung.- 7.2.1.2 Realisiertes Versuchs-Mikroflamm-Lötwerkzeug.- 7.2.2 Bereitstellungseinheit für die Hilfsstoffe.- 7.2.3 Die Aufspannvorrichtung für Versuchsbleche.- 7.2.4 Das Handhabungssystem.- 8 Experimentelle Untersuchung des Lötverfahrens.- 8.1 Erwärmungsverhalten und Wärmeübertragung.- 8.1.1 Experimentelle Aufnahme der Temperaturverteilung im Blech.- 8.1.2 Die Lötnaht-Maximaltemperatur in Abhängigkeit von den Einflußparametern auf die Übertragungsleistung.- 8.1.3 Wirkungsgrad der Mikroflamme.- 8.2 Lötversuche zum Bahnlöten an Gehäuseblechen.- 8.2.1 Anordnung, Systematik und Bewertung der Versuchsreihen.- 8.2.2 Einfluß der Leistungsparameter auf das Lötergebnis.- 8.2.3 Einfluß der Anstellwinkel von Flamme und Lötdrahtzuführung.- 8.2.4 Einfluß der Lötnahtlage auf das Lötergebnis.- 8.3 Folgerungen aus den Versuchen.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 10 Literaturverzeichnis.