Hart-undHochtemperaturlötenund Diffusionsschweißen

Brazing,High Temperature Brazing andDiffusion Welding

Vorträge und Posterbeiträge des 7. Internationalen Kolloquiumsin Aachen vom 15. bis 17. Juni 2004

Lectures and Posters of the 7th International Conferencetaking place in Aachen on 15th to 17th June 2004

Gemeinschaftsveranstaltung vonDVS - Deutscher Verband für Schweißen und verwandteVerfahren e. V., Düsseldorf,ASM International, Materials Park,American Welding Society (AWS), Miami,European Association for Brazing and Soldering (EABS), Cheshire,L'lnstitut Beige de la Soudure (IBS), Brüssel,International Institute of Welding (IIS/IIW), Villepinte,Nederlands Instituut voor Lastechniek (NIL), VoorschotenFachgesellschaft "Löten" im DVS, Düsseldorf

Joint Event byGerman Welding Society (DVS), Düsseldorf,ASM International, Materials Park,American Welding Society (AWS), Miami,European Association for Brazing and Soldering (EABS), Cheshire,L'lnstitut Beige de la Soudure (IBS), BrusselsInternational Institute of Welding (IISIIIW), Villepinte,Nederlands Instituut voor Lastechniek (NIL), VoorschotenDVS - Brazing and Soldering Society - an affiliated Association ofDVS, Düsseldorfe• nQ~eHi.. /Z.ADVS .,~~.\':l·l:~"~ EAIIS Ut:!d .. 1 -

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Inhaltsverzeichnis I Table of contents

Vorwort / Preface

Plenarvortrag I Plenary Lecture

M. H. Van de Voorde, Delft/NL

New trends in materials science and technologyNeue Strömungen in Materialwissenschaft und Technologie 1

Industrielle Anwendung des Lötens und Diffusionsschweißens IIndustrial application of brazing and diffusion bonding

S. Chang and B. Jha, Attleboro/USA

Application of roll bonding to brazingAnwendung des Walzplattierens zum Löten 6

S. Mücklich, I. Hoyer und B. Wielage, Chemnitz/D

Lötverbindungen an zweiteilig ausgeführten Stahl-Bronze-SchneckenrädernBrazed and soldered joints on two-part worm gears made of steel and bronze 12

I. Reinkensmeier, Menden/D, und H. Buursen, Diemen/NL

Die Integration der Vakuum-Löttechnik an die Wärmebehandlung - ein innovatives HybridverfahrenIntegration of the vacuum brazing technique to the heat treatment process - an innovative hybrid procedure 17

D. Schnee, J. Koch, H. Schmoor und W. Weber, Hanau/D

Techniken für das Applizieren von LotpastenTechniques for brazing paste application 21

P. Salzberg, BerlinID

Flussmittelfreies Löten im Schutzgastunnel mit lokaler ErwärmungFluxless brazing with local heat in the protective gas tunnel 24

Fügen von Hartstoffen, Hartmetallen und Intermetallics I Integrierte FertigungJoining of hard materials, hard metals and intermetallics I Integration of brazing into the productionprocess

A. Laansoo, J. Kübarsepp and H. Klaasen, Tallinn/EST

Diffusion welding and brazing tungsten free hardmetalsDiffusionschweißen und Hartöten von Wolframfreien Hartmetallen 27

U. E. Klotz, Dübendorf/CH, F. A. Khalid, TopilPK, H.-R. Elsener, B. Zigerlig and P. Gasser, Dübendorf/CH

Interface reactions between diamond and active brazing filler metalsGrenzflächenreaktionen zwischen Diamant und Aktivloten 31

F.-W. Bach, Hannover/D, A. Demmler, Eisenberg/D, K. Möhwald und C. Bach, Witten/D

Neue Lotapplikationstechniken mittels thermischer SpritzverfahrenNew application methods for brazing with thermal spraying 35

W. Tillmann, J. Schulz, Dortmund/D, F. Prenger und M. Knepper, DuisburgID

Entwicklung einer Fügetechnik zum stoffschlüssigen Verbinden von Metallen mit Holz und BetonDevelopment of a new technology for joining metal to wood or concrete 38

A. Demmler, Eisenberg/D, H.-U. Müller, Werdol/D, und B. Ruß, Mogendorf/D

Neue Technologie zur Herstellung von LotdepotsNew technology for production of filler-metal depots .43

E. Lugscheider und Y. Rojas, Aachen/D

Entwicklung von Lotwerkstoffen zum Fügen von Nickel- und TitanaluminidenInnovative filler metal for nickel and titanium aluminide .46

Fügen von LeichtmetallenJoining of light metals

R. W. Smith, A. Shapiro and E. Ivanov, Lansdale, PA/USA

Titanium brazing with mechanically alloyed Ti-Zr-Cu-Ni braze powdersLöten von Titan mit mechanisch legierten Ti-Zr-Cu-Ni-Lotpulvern 50

B. Wielage, G. Lambert, F. Trommer und L. Martinez, Chemnitz/D

Gelötete Leitungen aus Titan im AutomobilbauBrazed titanium pipes for automotive engineering 54

K. Matsu, Tokyo/J, Y. Miyazawa, Y. Totsuka and T. Ariga, Kanagawa/J

Brazing of CP- Ti and stainless steelLöten von CP- Ti und Edelstahl 57

T.-Y. Pan, Dearborn/USA, L. LePrevost, A. E. Gickler, Princeton/USA, M. Santella and C. Blue, Oak Ridge/USA

Soldering of sheets aluminiumWeichlöten von Aluminiumblechen 61

E. Lugscheider, H. Janssen, Y. Rojas, Aachen/D, J. Silvanus, München/D, E. Schubert, BusecklD,H. Schmoor und M. Stroiczek, HanaulD

Neue Hartlote zum Löten von AluminiumlegierungenNew filler metals for brazing aluminium alloys 67

J.-U. Müller, K.-J. Matthes und H. Lang, Chemnitz/D

Löten von offen porigen Aluminiumschäumen im WärmetauscherbauBrazing of open cell aluminium foam for heat-exchanger manufacturing 69

Grundlagen des LötensFundamentals of brazing

H.-J. Peter, Berlin/D

Löten - eine uralte Geschichte

Brazing - an ancient story 72

J. Janczak-Rusch, Dübendorf/CH, und M. Türpe, StuttgartlD

Notwendigkeit und praktischer Nutzen neuer Definitionen des LötensThe necessity for and practical application of new definitions for brazing and soldering 78

K. Wittke, W. Scheel und M. Nowottnick, Berlin/D

Bedeutung der thermischen Lötprofile für die Systemeigenschaften von SchmelzlötverbindungenImportance of thermal soldering profiles to the system properties of fusion 82

Y. Flom and L. Wang, Washington/USA

Flaw tolerance in lap shear brazed jointsFehlertoleranz bei Überlapplötverbindungen 89

P. Sjödin, Lund/S

Improved performance of brazed plate heat exchangers made for stainless steel typeEN 1.4401 (UNS S31600), when using iron based braze fillersVerbesserte Eigenschaften von gelöteten Plattenwärmetauschern aus Edelstahl desTypsEN 1.4401 (UNS S31600) durch den Einsatz von Eisenbasisloten 94

Grundlagen des Lötens und DiffusionsschweißensFundamentals of brazing and diffusion bonding

S1. Dahms, Ch. Madry, U. Basler und G. Köhler, Jena/D

Diffusionsschweißen - ein alternatives Fügeverfahren, Chancen und Grenzen fürinnovative Werkstoffverbunde

Diffusion welding - an alternative joining procedure chances and limitations forinnovative material composites 96

Y. Miyazawa, Y. Miyamoto, E. Watanabe, Kanagawa/J, A. Yanase, Tokyo/J, and T. Ariga, Kanagawa/J

Diffusion bonding of pure copperDiffusionsfügen von Kupfer 102

Y. Bienvenu, W. N'Ze N'Kala, Paris/F, and D. Esteoulle, Valence/F

Application of diffusion bonding to the manufacture of ink jet printer headsAnwendung des Diffusionsfügens zur Herstellung von Titanstrahldruckköpfen 105

B. Wielage, F. Trommer, I. Hoyer, Zwickau/D, und H. Klose, Chemnitz/D

Beitrag zum Löten von VerbundwerkstoffenContribution to brazing of composite materials 109

Fügen von Hochleistungswerkstoffen / Modellierung und Simulation / QualitätssicherungJoining of high performance materials I Modelling and simulation IQuality assurance

R. U. Vaidya, V. R. Dave, T. Baros, C. C. Davis, D. P. Montoya, S. C. Serna, D. D. Kautz, D. A. Javernick,D. J. Thoma and P. A. Stevens, Los Alamos/USA

Characterizing and understanding the microstructure evolution in CuSil® (BAg-8) brazed monel joints throughinstrumented indentation

Charakterisierung und Verständnis der Mikrogefügeausbildung bei Monel-Beryllium-Verbindungenmittels CuSi-Lot durch Indention 115

S. Schmidt, S. Beyer, Munich/D, J. Hauptmann, G. Kirchhoff, Dresden/D, S. Ferrara, H. Janssenund J. Rösing, Aachen/D

Metall-Keramik-Verbindungstechniken im Bereich Raumfahrt-AntriebeMetal ceramic joining technology for space propulsion equipment 118

M. D. Krivilyov, Izhevsk/RUS, P. K. Galenko, Cologne/D, and D. P. Sekulic, Lexington/USA

Modelling of AI-Si alpha-phase crystal pattern formation during aluminium brazingModellierung der Kristallstrukturausbildung der AI-Si-Alpha-Phase beim Löten von Aluminium 126

R. Sakamoto, Yokohama/J, K. Saida and K. Nishimoto, Osaka/J

Computer-aided optimising system for transient liquid phase bondingComputergestütztes Optimierungssystem für TLP-Verbindungen 130

C. Eisenbeis und R. Winkler, Duisburg/D

Löterqualifizierung und Lötzertifizierung - Informationen über den aktuellen Stand in DeutschlandQualification and certification of brazing technicians - the current situation in Germany 136

R. Weiß, Esslingen/D

Prozessanalyse des Lötens im Schutzgas-DurchlaufofenProcess analysis of brazing in a continuous furnace with inert atmosphere 139

Fügen von Glas, Keramik und MetallJoining of glass, ceramies and metals

V. Chaumat and C. Pagano, Grenoble/F

Brazing of ceramics (silicon carbide, alumina, mullite) with the BraSiC® process for hightemperature applicationsLöten von Keramiken (Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Mullit) mittels BraSic®-Prozess fürHochtemperaturanwendungen 143

S. M. Groß, J. Remmel und U. Reisgen, Jülich/D

Untersuchungen zum Hochtemperaturlöten von Keramik-Metall-VerbindungenInvestigation of high temperature brazing of ceramic metal joints 146

F. M. Hosking, J. J. Stephens, T. J. Headley, P. F. Hlava and F. G. Yost, Albuquerque/USA

Reactive wetting of Ag-Hf braze alloysReaktive Benetzung von Ag-Hf-Lotlegierungen 150

M. Naka, T. Fukai, Osaka/J, and J. C. Schuster, Wien/A

Reaction phases and diffusion paths in SiC/Metal systemsReaktionsphasen und Diffusionsweg in SiC-Metall-Systemen 156

J. J. Stephens, F. M. Hosking, T. J. Headley, P. F. Hlava and F. G. Yost, Albuquerque/USA

A microstructural study of the reactions between a 98Ag-2Zr alloy and aluminium oxideMikrostrukturstudie der Reaktionen einer 98Ag-2Zr-Legierung und Aluminiumoxid 160

Posterschau I Poster Session

Industrielle Anwendung des Lötens und DiffusionsschweißensIndustrial application of brazing and diffusion bonding

B. Zieger, Menden/D

Vakuumlöten - Anlagentechnik und AnwendungVacuum brazing - Furnace technology and application 166

M. Prechtl, F. Niebling und A. Otto, Erlangen/D

Fertigung von Prototypen und Werkzeugelementen durch iteratives Paketieren und anschließendesEndfügen von StahlfolienManufacturing of prototypes and tool elements by iterative stacking of steel foils followed by final joining 169

A. Suzumura, Y. Inagaki, T.-T. Ikeshoji and 1. Yamazaki, Tokyo/J

The effects of fillet formation on the strength of braze pressure welded joint with high frequencyinduction heatingEinfluss der Fügezonenausbildung auf die Festigkeit von hochfrequenzgefügtenDiffusionsschweißverbindungen 175

P. F. Stratton, Sheffield/GB

Hydrogen for furnace brazing stainless steel: optimising sourcing and applicationWasserstoff für Ofenlötungen von Edelstahl: Optimierung der Bereitstellung und der Anwendung 181

Funktionelle Oberflächen I LichtbogenlötenFunctional surfaces I Arc brazing

U. Füssel, G. Eckart und D. T. Nguyen, Dresden/D

Plasma-Pulver-Auftraglöten zum Verschleißschutz von AluminiumlegierungenPlasma powder brazed coatings for wear protection of aluminium alloys 185

I. Rass und U. Morkramer, Heinsberg/D

TapeTec®: Innovative Bauteilbeschichtungen durch AuftraglötenTapeTec®: Innovative coatings made by brazing technology 192

U. Dilthey und F. Höcker, Aachen/D

MSG-Löten von Dünnblechen: Eindraht-, Band- oder Tandemlöten?GMA-brazing of thin sheets: single wire-, strip- or tandem-brazing? 195

J. Bruckner, K. Himmelbauer und H. Hackl, Wels/A

Der CMT-Prozess und seine Möglichkeiten, im speziellen das Fügen von Stahl mit AluminiumThe CMT-process and its possible applications, especially joining of steel with aluminium 201

Strahllöten

Beam brazing

H. Schubert und S. Hauser, Sindelfingen/D

Laserstrahlhartlöten mit Festkörperlaser - Status und AusblickLaser brazing with solid state laser - status and prospects 205

P. Hoffmann, P. Kugler und J. Schwab, Erlangen/D

Prozess- und Systemtechnik für das LaserstrahlhartlötenProcess and system technology for laser brazing 207

H. Haferkamp, L. Engelbrecht, A. Ostendorf, J. Bunte und P. Cordini, Hannover/D

Laserstrahllöten von Tailored-Hybrid-Blanks aus nicht artgleichen LeichtbauwerkstoffenLaser beam brazing of tailored hybrid blanks with dissimilar lightweight materials 211

J. Wilden und J. P. Bergmann, IImenau/D

Niedrigtemperatur-Laserstrahllöten von verzinkten StählenLow temperature laser brazing of zinc coated steel 217

M. Kreimeyer, F. Wagner und F. Vollertsen, Bremen/D

Einfluss von Zinkbeschichtungen beim Laserstrahlfügen von Aluminium-Stahl-ÜberlappverbindungenEffect of zinc-coating during laser joining of aluminium-steel overlap joints 223

F. Klocke und P. Senster, AachenID

Laserstrahllöten von AluminiumlegierungenLaser brazing of aluminium alloys 228

K. Saida, W. Song and K. Nishimoto, Osaka/J

Laser brazing of aluminium alloy to steel with aluminium filler metalsLaserstrahllöten von Aluminium und Stahl mit Aluminiumbasisloten 232

H. Exner, A. M. Reinecke und M. Nieher, Mittweida/D

Laserlöten von SSiC-Keramik mit hochtemperaturbelastbarem keramischen LotLaser soldering of SSiC with a high temperature resistant ceramic braze 238

Industrielle Anwendung des Lötens und DiffusionsschweißensIndustrial application of brazing and diffusion bonding

I. N. Pashkov, S. V. Shokin and I. I. lIina, Moscow/RUS

Soldering of copper-brass assemblies in automotive radiators made on the base of "cuprobraze"technology using tin-zinc solders without leadWeichlöten von Kupfer-Messingbaugruppen für Fahrzeugkühler mit der "Cuprobraze" Technologie unterVerwendung von bleifreien Zinn-Zink-Loten 244

H. Schmoor, J. Koch, D. Schnee und W. Weber, Hanau/D

Serienproduktion hartgelöteter Kupfer-MessingkühlerMass production of brazed copper-brass-radiators 248

J.-U. Müller, K.-J. Matthes, H. Letsch, Chemnitz/D, E. Günther, U. Sontowski und R. Müller, Annaberg-Buchholz/D

Gelötete innovative Kühlsysteme - Anwendungspotential und EntwicklungstendenzenBrazed innovative heat-exchanger systems - application potential and trends of development 251

J.-U. Müller, K.-J. Matthes, Chemnitz/D, H. Pietruske, H.-M. Prasser, T. Sühnel und J. Zschau, Dresden/D

Hochtemperaturlöten von Gittersensoren für sicherheitstechnische Experimente im Bereich der KerntechnikHigh temperature brazing of wire-mesh sensors for safety-related experiments in the fieldof nuciear technology 254

B. A. Kalin, V. T. Fedotov, O. N. Sevrjukov, A. E. Grigoriev, L. A. Skuratov and A. N. Plyuschev, Moscow/RUS

Brazing dissimilar materials with rapidly solidified filler metals STEMET®Hartlöten von unterschiedlichen Werkstoffen mit dem Zusatz STEME~ 258

U. Füssel, M. Schnick, I. Lip6th, Dresden/D, H. Tersch und M. Küppers, DarmstadUO

Steigerung der Momentenübertragungsfähigkeit bei Welle-Nabe-Verbindungen durchPress-Presslöt- VerbindungenIncrease of moment transmission ability during torsion and rotating be nd bypressure-pressure-soldering-joints 261

Grundlagen des Lötens und DiffusionsschweißensFundamentals of brazing and diffusion bonding

T. T. Ikeshoji, K. Sasabe, A. Suzumura and T. Yamazaki, Tokyo/J

Erosion of Ni substrate by marangoni convection of molten Ag-Cu-Pd brazing filler metalErosion von Nickelsubstraten durch Marangoni-Konvektion eines aufgeschmolzenen Ag-Cu-Pd-Lotes 267

I. N. Pashkov, I. V. Rodin and L. V. Koravanova, Moscow/RUS

A study of borate and fluoroborate f1ux composition effect on their physicochemical and technological properties.Reducing environmental impact of flux brazingEine Untersuchung des Einflusses der Zusammensetzung von Flussmitteln auf Borate­und Fluorboratebasis auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften. Reduzierung derUmweltbelastung von Flussmitteln 273

C. Wolfe, T. Eklund and O. Persson, Alfa LavallS

Investigations of the corrosion performance of different braze fillers fused onto stainless steel typeEN 1.4401 (UNSS31600)Untersuchungen des Korrosionsverhaltens verschiedener Lote mit Edelstahl des TypsEN 1.4401 (UNS S31600) durch den Einsatz von Eisenbasisloten 278

MikrosystemtechnikMicrosystems technologies

E. Lugscheider und S. Ferrara, Aachen/D

Lotwerkstoffe für Mikroverbindungen: neue Entwicklungen im Bereich Weichaktivlöten undTransient-Liquid-Phase-BondenFiller metals for microjoints: new developments for the processes active soldering and transient liquidphase bonding 281

StrahllötenBeam brazing

S. Kasch, H. Müller, Jena/D, H. Schimanski und 1. Harder, Itzehoe/D

Laserlöten von Silizium/Glas mittels Glaslot zur Kapselung von Mikrosensoren auf WaferebeneLaser soldering of silicon using glass solder to protect microsensors on wafers 285

Fügen von Hartstoffen, Hartmetallen und Intermetallics I Integrierte FertigungJoining of hard materials, hard metals and intermetallics I Integration of brazing into the productionprocess

W. Tillmann und A. M. Osmanda, Dortmund/D

Vakuum löten von CVD-Diamant-Dickschichten auf Hartmetallsubstraten

Vacuum brazing of CVD-diamond layers on cemented carbides 290

1. Inoue, Y. Hiraoka, Okayama/J, M. Naka, Ibaraki/J and N. Akiyoshi, Neyagawa/J

Brazing of tungsten-copper composites using Ag-Cu alloysLöten von Wolfram-Kupferverbundwerkstoffen mittels Ag-Cu-Legierungen 296

Fügen von Glas, Keramik und MetallJoining of glass, ceramies and metals

Fr.-W. Bach, I. Kutlu, Hannover/D, K. Möhwald, 1. A. Deißer, Witten/D, K. Weinert und C. Peters, Dortmund/D

Hochleistungswerkzeuge aus Keramik-Metall-WerkstoffverbundenHigh performance tools made of ceramic-metal-compounds 300

J. Setina, Riga/LV, and V. Akishins, Valmiera/LV

Effect of glass composition on the properties of thick film resistorsVerbindung von Phosphatglas für Dickschicht-Widerstände 304

H. Takase, M. Naka, Osaka/J, and J. C. Schuster, Wien/A

Interface structure and strength of Si3N4/Si3N4 joint brazed with Ni-Si-Ti filler metalsLöten von Si3Ni4 mit Ni-Basisloten 309

Fügen von LeichtmetallenJoining of light metals

J. Wilden und J. P. Bergmann, IImenau/D

Fügen von Mischverbindungen aus Titan- und Aluminiumwerkstoffen bei niedriger Temperatur durchDiffusionsschweißen

Low temperature diffusion welding of dissimilar joints of titanium and aluminium alloys 312

W. Qu, H. Zhuang, A. Khan and Y. Yang, Beijing/PRC

Brazing titanium alloys and stainless steel with copper-base filler metalLöten von Titanlegierungen und Edelstahl mit Kupferbasisloten 317

B. Wielage und F. Trommer, Chemnitz/D

Gelötete Mischverbindungen für den LeichtbauBrazing of material combinations for lightweight applications 322

Th. W. Koppitz, Jülich/D

Verfahrensentwicklung für Hochtemperaturlötverbindungen von Bauteilen aus TitanlegierungenProcess development of high temperature brazed joints for titanium alloy components 326

Fügen von Hochleistungswerkstoffen I Modellierung und Simulation I QualitätssicherungJoining of high performance materials I Modelling and simulation IQuality assurance

H. Zhuang, W. Qu, H. Zhao, Y. Yang and S. Khan, Beijing/PRC

TLP bonding of SiC particle reinforced AI-based composite and aluminium alloyTLP-Bonding von SiC-partikelverstärkten AI-Basisverbundwerkstoffen und Aluminiumliegierungen 332

W. Qu, H. Zhao, Z. Xue, H. Zhuang and S. Khan, Beijing/PRC

Isothermal solidification kinetics of dissimilar materials TLP bondingKinetik der isothermen Erstarrung artgleicher Werkstoffe beim TLP-Bonding 337

H. Zhuang, W. Qu, Z. Xue, Y. Yang and S. Khan, Beijing/PRC

Modelling of TLP bonding processModelIierung des TLP-Prozesses 342

B. Wielage, L. Bocanek, G. Paczkowski, Chemnitz/D, und H. Klose Zwickau/D

Simulation verstärkter Lote

Numerical computation of reinforced solders 347

Posterschau "Industrielle Gemeinschaftsforschung" IPoster Session "Industrial co-operative research"

AlP0ttD von Gueridul

DVSFORSCHUNGSVEREINIGUNG

F.-W. Bach, K. Möhwald, U. Holländer und A. Laarmann, Hannover/D

Weiterentwicklung des Hochtemperaturlötens mit LedeburitlotenDevelopment of ledeburitic filler metals for high temperature brazing 353

F.-W. Bach, K. Möhwald, U. Holländer und P. StoII, Hannover/D

Flussmittelfreies Flammlöten von Aluminiumlegierungen durch UltraschallunterstützungUltrasonic assisted f1uxless flame soldering and brazing of aluminium alloys 358

F.-W. Bach, Hannover/D, K. Möhwald, U. Holländer und C. Roxlau, Witten/D

Flussmittelfreies Hartlöten dünnwandiger Titanlegierungen mit partieller ErwärmungFluxless brazing ofthin walled titanium based alloys using partial heating 362

B. Wielage, L. Martinez und I. Hoyer, Chemnitz/D

Neue Entwicklungen zum HochtemperaturlötenNew developments in high temperature brazing 365

E. Lugscheider und J. Rösing, AachenID

Plasmalöten von Magnesium- und AluminiumverbundwerkstoffenPlasma brazing of magnesium and aluminium joints 370

Autorenverzeichnis I Schedule of authors 372