Widerstandshartlöten und Beloten

Widerstands­löten – stoffschlüssige Verbindungen mit hohen Anbindungs­querschnitten

Mit dem Widerstandshartlöten lassen sich divergente Fügepartner (in Geometrie und Materialeigenschaften) und hohe Anbindungsquerschnitte prozesssicher verbinden. Generell kann das Schweißen unter Hartlot in zwei Formen erfolgen:

  • überlappend oder im
  • Strumpfschweißverfahren.

Die Strumpfschweißverbindung bietet folgende Vorteile:

  • Hohe Bauraumersparnis (Savings in Höhe des Verbinders-max. Höhe des Produktes entspricht Stärke des Terminals),
  • starke Reduktion der Kompaktierlänge (Materialersparnis),
  • erhebliche Reduktion der Kontaktteillänge (Materialersparnis und Vorteile beim Stanzen),
  • nahezu kein Wärmeeintrag,
  • fast kein Elektrodenverschleiß,
  • Zugkräfte analog dem Überlappend-Schweißen oder höher,
  • sehr gut überwachbar (analog Überlappend-Schweißen),
  • beim STRUNK-Verfahren: keine Wulstbildung an der Fügestelle (keine Nachbearbeitung erforderlich),
  • nahezu keine Übergangswiderstände,
  • alle Features des Widerstandsschweißens bleiben erhalten.

20 Jahre Erfahrung im Widerstandshartlöten

Die Prozessentwicklung mit Schweißverbindungen unter Hartlot gehört seit zwei Jahrzehnten zum STRUNK-Portfolio. Ausgangspunkt war der Auftrag eines OEM, eine Applikation zu entwickeln, mit der sich verölte Stanzteile aus Messing mit einer Zopflitze verschweißen lassen sollten. Die zuvor eingesetzten Verbindungsverfahren führten zu einem Feldausfall und waren somit unbrauchbar.

Unser Consultig schlug vor, dass sich eine Widerstandsverbindung durch Zugabe eines Hartlotplättchens zwischen die Fügepartner prozesssicher abbilden lässt. Um das Zuführen des Hartlotes zu industrialisieren, entwickelten wir unsere ersten automatisierten Hartlotvorschübe für Schweißprozesse, die wir seither stetig optimieren.

Als die ersten intelligenten Batteriesensoren (IBS) im 12-V-Bordnetz aufkamen, erfolgten die Schweißungen des Mess-Shunts zu Batterieklemme, Terminal oder Kabel bereits mit diesem Verfahren in manueller bis vollautomatischer Fertigung. Heute werden zudem nahezu alle Verbidungen im HV-Bereich (HV-Verkabelung und HV- Kontakte), Powertrain und Power Distribution (Stromschienen und Stromschienenbordnetze) mit dieser Technologie industrialisiert.

Das Widerstandshartlöten bietet sich außerdem an, wenn:

  • die Materialstärke der Fügepartner so stark divergiert, dass eine normale Widerstandsschweißung nicht realisierbar ist,
  • die Schmelztemperaturen der Fügepartner deutlich divergieren (z. B. Kupfer zu Messinglegierungen),
  • großflächige Verbindungen zu realisieren sind (BUS-Bars), bei denen sich durch das Anbinden mittels Buckelschweißen keine ausreichende Stromtragfähigkeit erzielen lässt (Anbinden nur über Buckel -> HOT-SPOT = Ausschluss),
  • Leitungen mit großen Querschnitten mit Terminals extrem guter Leitfähigkeit (z. B. CuFe) verbunden werden sollen,
  • das Schweißen der Verbindung mit geringerer Maschinenleistung erfolgen soll, d.h. Konzentration der Energie durch das zugefügte Lot, das den Übergangswiderstand vor dem Schweißen erhöht und anschließend durch Aufschmelzen mit beiden Fügepartnern legiert.

In allen genannten Fällen ergibt sich durch das Widerstandshartlöten eine unzerstörbare Verbindung mit einem Übergangswiderstand von nahezu null.

Maschinen

Automaten für Modulverbinder

Muster

STRUNK Connect – Ihr zuverlässiger Partner für das Widerstandslöten

Unsere heutigen integrierten Servolotzuführungen liefern eine präzise und reproduzierbare Menge des Lots über Servotechnik und ein Mehrrollenprinzip. Das gewährleistet:

  • eine genaue, präzise und reproduzierbare Lage des Lots zwischen den Fügepartnern,
  • eine gradlinige Förderung auch über hohe Distanzen durch formgebende Maßnahmen,
  • eine integrierte Überwachung der applizierten Menge des Lots zwischen den Fügepartnern als Gegencheck zur geförderten Menge.

    Ein Stanzschnitt um die Parametrisierung der Schweißanlagen auf die Verbindung auszurichten und nicht auf das Abbrennen des Lotes.

Unsere Steuerungssysteme sind über eigenständige Softwarefunktionsbausteine vollständig integriert, sowohl in der Schweißstromsteuerung als auch in der Maschinensteuerung. Die für den Rechts- und Linkseinbau geeigneten Vorschübe mit Zangensystem sitzen auf Schnellwechselkupplungen mit Harting-Stecker-Anschluss, die eine rasche Umstellung auf eine andere Breite ermöglichen. Förderbar sind Flachmaterialien mit einem Querschnitt von mehr als 0,05 mm².

Durch Zuführung des Hartlots erreichen wir eine Stromkonzentration an der gewünschten Stelle. Durch das Applizieren eines kurzen und starken Schweißstroms verschmelzen die Materialien zu einer stoffschlüssigen Verbindung, die sich nur zerstörend trennen lässt.

Unsere Anlagen sind nicht auf ein reines Löten (Aufschmelzen des Hartlotes) konzipiert, sondern wie beim Buckelschweißen mit hohen Leistungen und hoher Steifigkeit ausgerüstet um die kürzest mögliche Scheißzeit bei sehr hohen Schweißströmen zu erzeugen.

Auf diese Weise generieren wir mit der Verbindung sehr hohe Haltekräfte, wobei der Übergangswiderstand unter dem Bulkwiderstand des Materials liegen kann (materialabhängig). So lassen sich z.B. bei Leitungen größeren Querschnitts Abzugskräfte von mehr als 10.000 Newton realisieren.

Verschweißen lassen sich mit diesem Verfahren verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Querschnitten sowie BUS-Bars bzw. Stromschienen untereinander. Dabei können Kontakte oder Stromschienen auch mit Überzügen (Coatings) versehen sein.

Wir können das Verfahren in den nachstehenden Varianten zum Einsatz bringen. Somit sind wir in der Lage einen sehr hohen Anteil von Applikationen zu industrialisieren und automatisieren.

  1. Direktes Applizieren von Hartlot zwischen die Fügepartner mit unter Einsatz von Semiautomaten und Automaten: mithilfe automatischer STRUNK-Fördertechnik sowie bei Handarbeitsplätzen mit manuellen Vorschüben:
    1. zwischen zwei BUS-Bars/Stromschienen/Komponenten,
    2. zwischen einer kompaktierten Litze und einem Terminal oder BUS-Bar,
    3. zwischen einer unkompaktierten Litze und einem Terminal oder BUS-Bar (All-in-one-Shot).
  2. Vorbeloten von Fügepartnern mithilfe automatischer STRUNK-Fördertechnik sowie bei Handarbeitsplätzen mit manuellen Vorschüben:
    1. Vorbeloten von BUS-Bars/Stromschienen,
    2. Vorbeloten während eines Kompaktierprozesses (aufgrund der Orientierung (Referenz) nur halb- oder vollautomatisch möglich). Geht die Referenz verloren, lässt sich die Orientierung in einem zweiten Arbeitsschritt manuell über eine Markierung herstellen).

Mit unseren praktischen Lösungen zum Widerstandshartlöten sind Sie den hohen technischen Anforderungen beim Zusammenfügen schwer zu verbindender Werkstücke und Materialien gewachsen. Nutzen Sie unsere Erfahrungen aus mehr als 50 Jahren Prozesstechnik, um Ihre Herausforderungen im Bereich Widerstandslöten zu bewältigen, und verschaffen Sie sich einen Vorsprung gegenüber Ihren Mitbewerbern.