Das Hauptelement, das das Hartlöten von rostfreiem Stahl erschwert, ist das Vorhandensein von stabilen Oxidschichten, insbesondere von Chrom (Cr) und Titan (Ti). Diese Oxide, wie z. B. Cr2O3 und TiO2, sind recht stabil und lassen sich nur schwer entfernen, was die Benetzbarkeit und die Ausbreitung des Zusatzmetalls während des Lötvorgangs erheblich beeinträchtigt.
Erläuterung:
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Oxidbildung: Nichtrostende Stähle enthalten eine beträchtliche Menge an Chrom und anderen Elementen wie Nickel, Titan, Mangan, Molybdän und Niob. Diese Elemente können auf der Oberfläche des Stahls verschiedene Oxide bilden. Unter diesen sind Chrom- und Titanoxide aufgrund ihrer Stabilität besonders problematisch.
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Auswirkungen auf die Benetzbarkeit: Das Vorhandensein dieser stabilen Oxide auf der Oberfläche von nichtrostendem Stahl behindert die Fähigkeit des Schweißzusatzes, den Grundwerkstoff zu benetzen und sich auf ihm auszubreiten. Die Benetzbarkeit ist beim Hartlöten von entscheidender Bedeutung, da sie eine ordnungsgemäße Bindung und Festigkeit der Verbindung gewährleistet. Schlechte Benetzbarkeit kann zu schwachen Verbindungen und Versagen unter Belastung führen.
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Herausforderungen beim Hartlöten: Das Vorhandensein dieser Oxide erfordert eine sorgfältige Auswahl der Hartlötparameter und der Zusatzwerkstoffe. So sollten beispielsweise austenitische nichtrostende Stähle, die keine stabilisierenden Elemente wie Ti oder Nb enthalten und einen hohen Kohlenstoffgehalt aufweisen, nicht innerhalb des Sensibilisierungstemperaturbereichs (500-850°C) gelötet werden, um die Ausscheidung von Chromkarbiden zu verhindern, die die Korrosionsbeständigkeit verringern können. In ähnlicher Weise ist die Wahl der Temperatur für das Hartlöten von martensitischem rostfreiem Stahl von entscheidender Bedeutung. Sie muss entweder der Abschrecktemperatur entsprechen oder niedriger sein als die Anlasstemperatur, um eine Erweichung des Grundmaterials zu verhindern.
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Lösungen und Techniken: Um diese Herausforderungen zu meistern, werden häufig fortschrittliche Löttechniken wie das Vakuumlöten eingesetzt. Das Vakuumlöten hilft bei der Entfernung der Oxidschichten, indem es eine Umgebung schafft, in der diese Oxide reduziert werden können, wodurch die Benetzbarkeit des Zusatzwerkstoffs verbessert wird. Darüber hinaus ist die Wahl der Schweißzusatzwerkstoffe von entscheidender Bedeutung, wobei Optionen wie Schweißzusatzwerkstoffe auf Silber-, Kupfer- und Nickelbasis bevorzugt werden, da sie besser mit der Edelstahloberfläche interagieren können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Schwierigkeiten beim Hartlöten von rostfreiem Stahl in erster Linie auf das Vorhandensein von stabilen Oxidschichten, insbesondere von Chrom- und Titanoxiden, zurückzuführen sind, die den kritischen Prozess der Benetzbarkeit beeinträchtigen. Effektives Hartlöten von rostfreiem Stahl erfordert eine sorgfältige Auswahl von Materialien, Temperaturen und Techniken, um starke, zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten.
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