Fehlersuche

Verfärbung/Oxidation

Verfärbungen des Grundwerkstoffes sind ein häufiges Problem beim Hartlöten, das jedoch leicht zu vermeiden ist. Verfärbungen entstehen, wenn während des Hochtemperaturbereichs des Lötzyklus Sauerstoff im Ofen vorhanden ist. Meistens ist die Quelle des Sauerstoffs schwer zu finden.

Es gibt Wege, gegen Verfärbungen effektiv anzugehen und die Sauerstoffquelle zu finden.

  • Nicht optimaler Abbrand des Bindemittels  – nur die Stelle des Pastenauftrags ist verfärbt.
  • Leckage im Ofen – entweder/oder die Stelle des Pastenauftrags und/oder das Teil sind verfärbt.
  • Leckage in der Kühlgasleitung – entweder die Hartlötverbindung oder das Teil oder beide sind verfärbt.
  • Leckage im Kühlgas-Wärmetauscher – entweder die Lötverbindung oder das Teil oder beide sind verfärbt.
  • Eine zu hohe Temperatur während der Kühlgaseinleitung –  ist selten eine Folge des Hartlotes. Es gibt mehrere Ursachen, warum sich Komponenten verfärben. Am häufigsten ist eine zu hohe Temperatur während der Einleitung des Kühlgases in den Ofen die Ursache. Selbst sehr reines Kühlgas oxidiert und verfärbt die Komponenten, wenn die Temperatur zu hoch ist. 

 

Abbrandrückstände von Bindemitteln

Einige Hartlote sind empfindlicher als andere gegenüber Oxidation. Oxidation kann bei zu hohen Temperaturen zu jeder Zeit im Lötprofil auftreten.

Die Oxidation von Abbrandrückständen von Bindemitteln ist ein häufiges Problem. Es tritt auf, wenn die Temperatur der Komponenten während der Zersetzung des Polymers im Bindemittel zu hoch ist. Die Oxidation von Abbrandrückständen von Bindemitteln ist ab Temperaturen von 600 °C zu beobachten.
Die Lotpasten von Höganäs enthalten 10 % organisches Material und 90 % Metall. Von den 10 % organischen Materialien sind 8 % bis 9,8 % Lösungsmittel. Diese sollten trocken sein, wenn die Komponenten in den Ofen geschoben werden. Die anderen 0,2 % - 2 % sind Polymere, die sich im Ofen im folgenden Temperaturbereich zersetzen: 240 °C - 350 °C.

Wenn sich die Polymere zersetzen, entstehen Gasnebenprodukte wie: N2, O2 und CO. Vereinfacht gesagt entsteht beim Abbrennen des Bindemittels eine oxidierende Semi-Atmosphäre.

Die Abbrandprodukte des Bindemittels bilden um die Teile eine Semi-Atmosphäre, die bei zu hohen Temperaturen oxidieren kann. Daher müssen sie vor einer Temperaturerhöhung aus dem Ofen genommen werden. Die Vakuumpumpen reichen im Allgemeinen aus, um die Semi-Atmosphäre zu entfernen. Der Prozess kann jedoch durch die Einleitung eines ausreichenden Flusses an reinem Prozessgas, wie beispielsweise N2, beschleunigt werden. 

Auch wenn die Temperatur beim Abbrennen des Bindemittels nicht auf über 600°C erhöht wird, besteht die Möglichkeit der Oxidation. Aufgrund der inhärenten geringen Wärmeübertragung in einem Vakuumofen bei niedrigen Temperaturen kann die Temperatur in der Mitte der Produktionscharge sinken. Die fehlende Atmosphäre im Ofeninneren führt dazu, dass die Wärme primär über Strahlung übertragen wird. Das Problem bei Strahlung ist, dass die Mitte der Produktionscharge im „Schatten“ liegt, was sich in der Regel auf die Temperaturrampe auswirkt, wie das folgende Diagramm zeigt. Eine Folge kann die Oxidation der Abbrandrückstände des Bindemittels am Rand der Produktionscharge sein, da hier die kritische Temperatur von 600 °C oder mehr erreicht werden kann, sobald der innere Produktionsbereich die Abbrandtemperatur (300 - 400 °C) erreicht hat.

Erfahren Sie mehr über die Auftragsverfahren für Lotpasten