Hartlöten

Hohe Prozessgeschwindigkeit - Geringer Wärmeeintrag - glatte, dichte und saubere Lötnaht

Das Verfahren

Fügeverfahren, bei denen das Hartlot mit Hilfe eines Industrielasers aufgeschmolzen wird, haben sich vor allem in der Serienfertigung von Automobilkarosserien etabliert. Das Laserstrahllöten dient dort zumeist zum Fügen von verzinkten Stahlblechen oder Leichtbauteilen aus Aluminium. Das Laserlöten wird gewöhnlich mittels einer Lötoptik realisiert, die in einen Roboter integriert ist. Der Laserstrahl wird an der Fügestelle entlanggeführt, wo er das Hartlot – etwa einen Kupfer-Silizium-Draht – aufschmilzt und so die Bauteile verbindet. Der Erfolg des Verfahrens beruht auf der schweißnahtähnlichen Festigkeit sowie der hohen ästhetischen Qualität der Fügungen: Lasergenerierte Lötnähte sind für ihre dichten, glatten und sauberen Strukturen bekannt. Das ist optisch attraktiv und reduziert Nachbearbeitungen auf ein Minimum. Karosserien zum Beispiel können oft unmittelbar nach dem Reinigen lackiert werden.

Die Prozessvorteile des Diodenlasers

Auf dem Feld des laserbasierten Hartlötens haben sich Laserline Diodenlaser weltweit im praktischen Einsatz durchgesetzt. Über 800 LDF Diodenlaser sind weltweit in verschiedenen Anwendungen im Automobilrohbau erfolgreich im Dauereinsatz. Neben den Forderungen nach hoher Festigkeit und einer möglichst schmalen Wärmeeinflusszone werden hier für Sichtnähte besonders hohe Ansprüche an die Optik der Fügestelle gestellt. Ein großer Prozessvorteil von Diodenlasern sind die auffallend ruhigen Schmelzbäder.

Enorme Prozessvorteile erzielt zudem das von Laserline entwickelte Multi-Spot-Modul beim Hartlötens mit Triple-Spot: Beim oft schwierigen Hartlöten feuerverzinkter Bleche kann mit dieser Technik die gewohnt hohe Lötnahtqualität ohne Verringerung der Prozessgeschwindigkeit erreicht werden.

Hartlöten mit Triple Spot

Anwendungsbeispiele

Feuerzink-Hartlöten mit Triple-Spot

In der Fertigung von Automobilkarosserien hat das Hartlöten mit Lasern schon seit langem seinen festen Platz. Der zunehmende Einsatz feuerverzinkter Bleche führte jedoch zuletzt zu Problemen: Die Zahl der Mikrospritzer und Wavelets wuchs und zwang zur Reduktion der Prozessgeschwindigkeit. Mit einem variablen Multi-Spot-Modul, bei welchem dem Hauptspot Nebenspots vorgelagert sind, hat Laserline eine bahnbrechende Lösung entwickelt: Die Vorspots tragen am Rand der Löhtnaht die Verzinkung ab und beruhigen so den Lötprozess, der damit wieder mit gewohnter Geschwindigkeit ablaufen kann. Das Verfahren gilt als zukunftsweisend.

Hartlöten galvanisch verzinkter Bleche

Wo nach wie vor galvanisch (d.h. auf Elektrolytbasis) verzinkte Bleche verarbeitet werden – man spricht auch von Elo-Zink bzw. elo-verzinkten Blechen –, genügen beim Hartlöten Diodenlaser mit einem klassischem Single-Spot. Die Strahlquelle wird dabei meist in spezielle Lötroboter integriert. Dank der ruhigen Schmelzbäder, die Diodenlaser erzeugen, gelingt das Aufschmelzen der typischen Hartlote auf Silber- oder Messingbasis problemlos. Es entstehen formschöne Nähte von hoher Qualität.

Bei der Fertigung des VW Touran in Wolfsburg konnte in einem Verfahrensvergleich zwischen einem 4 kW YAG und einem 6 kW Diodenlaser die Prozesssicherheit des LDF Diodenlasers in der Serienfertigung überprüft werden.