Löten statt Schweißen

Verbesserter Korrosionsschutz durch geringeren Zinkabbrand

Für das Fügen verzinkter Feinbleche mit einer Schichtdicke bis etwa 40 µm bietet das Metall-Schutzgas-Löten, kurz MSG-Löten, im Vergleich zum Metall-Aktivgas-(MAG)-Schweißen wichtige Vorteile: hohe Prozeß-Sicherheit, bessere Qualität der Lötnähte, sehr gute Verbindungsfestigkeit sowie sehr gute Korrosionsbeständigkeit. Daher hat das MSG-Löten im Automobilbau seinen festen Platz gefunden.

24. November 2002

Als Standard-Schweißschutzgas wird bisher meist Argon eingesetzt. Dies führt aber nicht immer zu optimalen Ergebnissen. Aufgrund umfangreicher Erfahrungswerte empfiehlt die Messer Griesheim GmbH, Krefeld, beim MSG-Löten ein Schutzgasgemisch aus Argon mit geringen Aktivgasanteilen einzusetzen. Das Ergebnis sind Lötnähte mit glatter Oberfläche und günstigen Nahtübergängen zum Grundwerkstoff.

Weniger Gewicht durch Feinbleche

Zusätzliche Ausstattungen wie Katalysator, Klimaanlage, automatische Fensterheber et cetera vergrößern das Gewicht eines Autos und erhöhen damit den Kraftstoffverbrauch. Um dies zu kompensieren werden Feinbleche verarbeitet. Um gleichzeitig den Korrosionsschutz zu verbessern sind diese Feinbleche zum Teil oder komplett verzinkt. Außer im Automobilbau werden große Mengen verzinkter Feinbleche auch in der Bauwirtschaft, in der Lüftungs- und Klimatechnik, bei der Fertigung von Haushaltsgeräten sowie in der Möbelindustrie eingesetzt. Verzinkte Feinbleche stellen besondere Anforderungen an das Fügeverfahren, da kein Verzug durch thermische Belastung auftreten und die Zinkschicht nicht oder nur in engen Grenzen verletzt werden darf. Außerdem muß die Prozeß-Sicherheit auch im Mehrschichtbetrieb gesichert sein. Daher kommt nur ein Fügeverfahren mit einer geringen Energieeinbringung wie etwa. das MSG-Löten in Frage.

Der wesentliche Unterschied zum MAG-Schweißen besteht in der Verwendung von Hart- beziehungsweise Hochtemperaturloten, beispielsweise Bronzedrähten, als Zusatzwerkstoff. Durch die niedrige Schmelztemperatur des verwendeten Lots wird die Zinkschicht zwar angeschmolzen, verdampft aber nur geringfügig und bleibt somit weitestgehend intakt. Zum MSG-Löten wird bisher hauptsächlich Argon als Standard-Schweißschutzgas eingesetzt. Unter Argon ist der Werkstoffübergang allerdings zähflüssig und dadurch instabil. Die Flankenbildung ist damit zum Teil sehr unregelmäßig. Wie beim MAG-Schweißen haben „aktive“ Zumischungen wie Sauerstoff oder Kohlendioxid zum Argon einen positiven Effekt auf die Lichtbogenstabilität. Der Lichtbogen brennt dadurch ruhiger, der Spritzeranteil wird reduziert. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich ein geringer Sauerstoff-Anteil im Argon stabilisierend auf den Prozeß auswirkt.

Das richtige Gas zur geringeren Oberflächenspannung

Dies zeigt sich ganz besonders in der gleichmäßigeren Ausbildung der Randzone der Lötnaht. Der Sauerstoff-Anteil senkt außerdem die Oberflächenspannung des bereits schmelzflüssigen freien Drahtendes, so daß die Pinchkräfte (magnetische Abschnürkräfte) effektiver angreifen können.

Ähnliche Effekte lassen sich auch bei Beimischungen von geringen CO2-Anteilen zu Argon beobachten. Es ist jedoch zu beachten, daß mit zunehmendem Aktivgas-Anteil der Prozeß heißer wird, was sich unmittelbar auf den Zinkabbrand auswirkt.

Feste Nähte

Die richtige Auswahl der Schutzgas-Gemischzusammensetzung ist hier also entscheidend. Aufgrund der aus diesen Untersuchungen gewonnenen Erfahrungen empfiehlt Messer Griesheim, beim MSG-Löten ein Schutzgasgemisch aus Argon mit geringen Sauerstoff-Anteilen einzusetzen. Das Ergebnis sind Lötnähte mit glatter Oberfläche und guten Nahtübergängen zum Grundwerkstoff. Praxiserfahrungen zeigen, daß die Festigkeit einer MSG-Lötnaht mit Kupfer-Aluminium-Draht (CuAl 8) höher ist als die des Grundwerkstoffs.

Erschienen in Ausgabe: 08/2002