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Nach unserer Erfahrung
eignet sich in einer Serienfertigung die HF- oder Induktionslötung am
besten zum Einlöten der neuen und zum Auslöten der verschlissenen Werkzeugprofile.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß die Schmelztemperatur des Lotes sehr
exakt überwacht werden kann und dass nur die Lötzone erwärmt wird. Dadurch
kann die Lötung wesentlich schneller abgeschlossen werden als beim Löten
mit einem Brenner. Da derartige Einrichtungen meist nur in größeren Produktionseinrichtungen
verfügbar sind ( Kostenpunkt etwa € 15.000,-- bis € 25.000,-- ) empfehlen
wir die Verwendung eines Propangasbrenners mit diffuser Flamme. Bei scharfen
Flammenkonturen oder der Verwendung von Schweißbrennern besteht bei kleinen
Werkzeugprofilen die Gefahr einer örtlichen Überhitzung.
Der Lötvorgang erfolgt auf die Weise, daß die Sonotrode unterhalb der
Mitte mit dem Brenner erwärmt wird, die Wärme dabei nach oben fließt und
über die Sonotrodenmasse auf den Bereich der Lötung übertragen wird. Zuerst
schmilzt das Flussmittel und anschließend bei etwa 720°C das Lot, welches
entweder während der Lötung zugegeben, oder vor der Lötung als Ring um
die Lötstelle gelegt wird. Nach der Lötung werden die Flussmittelreste
im Ultraschallbad in heissem Wasser entfernt.
Anformen an die Sonotrode oder Anfräsen in eine aufgelötete
Platte wird dann angewandt, wenn grössere Werkzeugkonturen hergestellt
werden, bei denen eine exakte Ausrichtung und eine hohe Abbildungstreue
erforderlich ist. Für diese Anwendung ist es notwendig, die Sonotrode
mit einer - um die Profilabmessungen - grösseren Länge, als für die gewünschte
Resonanzfrequenz erforderlich ist, herzustellen. Diese Technik findet
hauptsächlich bei Zylindersonotroden oder anderen Bauformen mit grösseren
Abmessungen Anwendung. Der Vorteil dieser Technik liegt darin, daß sich
Verzugserscheinungen durch den Lötvorgang nicht auf die Profilgeometrie
übertragen können.
Etwa gleichwertig ist die Technik, eine Platte auf die vorabgestimmte
Sonotrode aufzulöten und das Werkzeugprofil im aufgelöteten Zustand zu
bearbeiten. Wir empfehlen hierzu, das Profil vor der Lötung vorzubearbeiten
und im aufgelöteten Zustand nur die Fertigbearbeitung vorzunehmen.
Weichlöten mit Zinnlot kann bei Werkzeugprofilen mit geringer Masse
angewandt werden. Hierzu empfehlen wir die Verwendung eines Zinnlotes
im Bereich von 270°C bis 320°C in Verbindung mit einem Flussmittel das
zur Verarbeitung von Cr-Ni geeignet ist, d.h. Chromoxyd reduziert. Bei
der Verwendung dieser Flussmittel sind Sicherheitsvorschriften zu beachten.
Im Betrieb ist zu beachten, daß das Lot die Energieübertragung dämpft
und daß die Lötstelle von geringerer Festigkeit ist als eine Lötung mit
Silberlot. Der Vorteil dieser Lötung liegt darin, dass bei Temperaturen
um 300°C gelötet wird. Die entlöteten Teile können in einem Zinnstripper
von Lotresten gereinigt werden. Nach der Entfernung der Lotreste mittels
Stripper müssen die Lötflächen der Teile vor einer erneuten Lötung mechanisch
durch Bürsten mit einer Stahl oder Messingbürste oder Schleifpapier gereinigt
werden.
Verschraubungen werden hauptsächlich dann für die Werkzeugmontage
eingesetzt, wenn Einzelstücke mit geringerer Präzision bearbeitet werde
sollen. Die Nenndurchmesser des Gewindes sollte nicht wesentlich mehr
als 30% bis 40% des Sonotrodendurchmessers betragen. Ab einem Nenndurchmesser
von > 8 mm bis 10 mm empfehlen wir den Einsatz von Feingewinden. Die Einbaulänge
des Gewindes sollte grösser sein als 1,5 x Nenndurchmesser.
Einschrumpfen von Werkzeugprofilen in die Sonotrode ist eine weniger
verbreitete Technik. Hierzu wird die Befestigungsbohrung in der Sonotrode
kleiner ausgeführt als der Einbaudurchmesser des Werkzeugprofils oder
des Trägers des Werkzeugprofils.
Zur Montage wird die Sonotrode auf ca. 130°C bis 150°C aufgeheizt und
das einzubauende Profil mit vorhandenen Mitteln, z.B. Im Gefrierfach eines
Kühlschranks abgekühlt.
Die Trennung der Teile nach Erfüllung der Aufgabe kann problematisch sein
und erfolgt meist durch Zerspanen des restliche Werkzeugprofils.
Bei der Werkstoffauswahl
ist zu beachten, daß die Wellengeschwindigkeit in den beiden Werkstoffen
nicht zu unterschiedlich ist, weil sonst innerhalb der Fassung Reibung
in Verbindung mit Wärme auftritt, die zur Lösung der Fügestelle führen
kann.
Konusbefestigung erfordert eine hohe Präzision bei der Herstellung
von Sonotrode und Werkzeug. Auch hier ist der Werkstoffauswahl zu beachten,
daß die Wellengeschwindigkeit in den beiden Werkstoffen, - Sonotrode /
Werkzeugaufnahme - nicht zu unterschiedlich ist weil sonst innerhalb der
Fassung Reibung in Verbindung mit Wärme auftritt, die zur Lösung der Fügestelle
führen kann.
Kleben mit Hilfe von Spezialklebern, wird oft bei der Verarbeitung
von Werkzeugprofilen mit geringer Masse angewendet. Der Nachteil der Klebeverbindung
ist, daß nur relativ geringe Leistung übertragen werden kann. Die Entfernung
des verschlissenen Werkzeugprofils aus der Aufnahme erfolgt durch Erwärmen
/ Abbrennen des Klebers. Eine zusätzliche Verfestigung der Klebestelle
wird durch die Zugabe eines mineralischen Granulats erreicht, zum Beispiel
durch die Beimischung von Schleifmittel.
Vergiessen
mit Hilfe von Giessharzen, wird zum Beispiel zur Herstellung von Vielfachwerkzeugen
dann eingesetzt, wenn Werkzeugprofile geringer Masse exakt und ohne die
bei einer Erwärmung und anschliessender Abkühlung entstehenden Geometriefehler
positioniert werden sollen. Der Nachteil dieser, der Klebeverbindung vergleichbaren
Technik ist, daß nur relativ geringe Leistung übertragen werden kann.
Die Entfernung des verschlissenen Werkzeugprofils aus der Aufnahme erfolgt
durch Erwärmen / Abbrennen des Giessharzes. Eine zusätzliche Verfestigung
der Vergussmasse wird durch die Zugabe eines mineralischen Granulats erreicht,
zum Beispiel durch die Beimischung von Schleifmittel.
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