Lötverbindung Lösung: Unterschied zwischen den Versionen

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d) ein Verbinden von gleichen oder verschiedenen  Metallen mit                        -  Hilfe eines leichter schmelzenden Zusatzmetalls
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| 2) Wann ist beim Löten
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die Arbeitstemperatur  erreicht?
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| a) wenn das Lot weich wird
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Hart- und Weichlöten ?                               
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Version vom 5. Juli 2008, 16:36 Uhr

Übungsaufgabe 1:

  • Aufgabenstellung:

Zwei Bauteile aus S235 sollen so miteinander verlötet werden, dass sie eine Schubkraft (Zugscherkraft) von 500 N halten können. Wie groß muss die Überlappungslänge lü sein, wenn die Lötfläche quadratisch ist? Zum Löten wird L-Ag30Cd verwendet, außerdem hat der Konstrukteur eine dreifache Sicherheit bestimmt.

Überlappung.jpg


Formel:


Überlappstöße.jpg


Lösungsweg

geg:

S = 3

lü = b

Fnenn= 500 N

KA = 1 (Betriebsfaktor lt. Tab. 3.5 Roloff/Matek)

τI = 200 N/mm2 (Hartlote lt.Tab. 5.3 Roloff/Matek)

ges:

lü in mm


lös:


τI =(Ka * F) / AI

AI = (Ka * F) / τI

AI = (1 * 500N) / 200N/mm2

AI = 2,5mm2


AI = Iü2

Iü = √AI

Iü = √2,5mm2

Iü = 1,58mm

Antwort: Mit einer dreifachen Sicherheit beträgt die Überlappungslange lü= 1,58mm.

Übungsaufgabe 2:

  • Aufgabenstellung:

Mit der Längskraft F belastete Kopfbolzen d = 12mm sollen entsprechend Bild in Grundkörper hart eingelötet werden. Bolzen und Grundkörper bestehen aus S235JR ( Rm 360 N/mm²) und die Scherfestigkeit der Lötnaht beträgt 205 N/mm². Zu berechnen sind: a) Die Überlappungslänge lü ( Einstecktiefe), wenn Bolzen und Lötnaht die gleiche Tragfähigkeit aufweisen sollen. b) die zulässige ertragbare Längskraft F, wenn die Verbindung mit der dreifachen Sicherheit gegen Bruch ausgelegt werden soll und die Last ruhend und stoßfrei auftritt.


Sapfen.jpg


Formel:

Steckverbindung.jpg


Lösungsweg

geg:

Werkstoff = S235JR

Rm = 360 N/mm2 (TB 1-1a lt. Roloff/Matek)

TIB = 205 N/mm2 ( für Silberhartlot AG 203 lt. TB 5-10 Roloff/Matek)

d = 12mm

KA = 1 (Betriebsfaktor lt. Tab. 3.5 Roloff/Matek)

S = 3

ges:

a) lü in mm

b) F in kN

lös a)

lü ≈ ( Rm / TIB ) * d / 4

lü ≈ ( 360 N/mm2 / 205 N/mm2) * 12mm / 4 ≈ 5 mm

lü ≈ 5 mm

Antwort a : Die ( Einstecktiefe ) Überlappungslänge beträgt 5 mm.

lös b)

AI = d * π * Iü

AI = 12mm* π * 5 mm

AI = 188 mm2

F = TIB * AI / KA * S

F = 205 N/mm2 * 188 mm2 / (1,0 * 3 )

F = 12,8 kN

Antwort b : Die Hartlötverbindung kann mit einer dreifachen Sicherheit eine ruhende Längskraft von 12,8 kN übertragen.


Übungsaufgabe 3:

  • Aufgabenstellung:

Eine Kaltwasserleitung aus Kupferrohr 54 x 2 wird nach Skizze mit einer weich aufgelöteten Kappe verschlossen. Es ist zu prüfen, ob die Spaltlötverbindung für einen höchsten Wasserdruck von 8 bar sicher ausgelegt ist.


Kappe.jpg


Formel:

Steckverbindung.jpg



Lösung


geg:

TIzul = 2 N/mm2 ( Weichlötverbindungen "Faustregel" Roloff/Matek)

KA = 1 (Betriebsfaktor lt. Tab. 3.5 Roloff/Matek)

Iü = 10 mm

d = 54 mm

pe = 8 bar = 0,8 N/mm2


ges:

Scherfestigkeit der Lötnaht TI in N/mm2 =

[ TI =(KA * F) / AI ]

Sicherheit S ( ohne Einheit ) =

[ S = TIzul / TI ]


lös:


Berechnung der Fläche A in mm2


A = (d2 * π) / 4

A = (54mm2 * π) / 4

A = 2290,22 mm2


Berechnung der Druckkraft auf die Fläche in kN


pe = F / A

F = pe * A

F = 0,8 N/mm2 · 2,29 · 103 mm2

F = 1,83 kN


Berechnung der Lötnahtfläche in mm2


AI = d * π * Iü

AI = 54 mm * π * 10 mm

AI = 1696,46 mm2


TI =(KA * F) / AI

TI =(1 * 1832,17 N) / 1696,46 mm

TI = 1,08 N/mm2


S = TIzul / TI

S = 2N/mm2 / 1,08N/mm2

S = 1,8


Antwort: Die Lötverbindung hält der Belastung von 8 bar mit einer 1,8-facher Sicherheit stand.


Übungsfragen

Fragen Antwort
1) Was ist Löten? a) ein Verbinden von Metallen im Flüssigen zustand

b) eine Lösbare Verbindung

c) ein dem Kleben sehr ähnliches Verbindungsverfahren

d) ein Verbinden von gleichen oder verschiedenen Metallen mit - Hilfe eines leichter schmelzenden Zusatzmetalls

2) Wann ist beim Löten

die Arbeitstemperatur erreicht?

a) wenn das Lot weich wird

b) wenn das Flussmittel verdampft

c) wenn der Werkstoff schmilzt d) wenn das Lot fest wird

e) wenn das Lot in die Lötnaht fließt und sich mit dem Werkstoff verbindet

3) Wo liegt die Temperatur zwischen

Hart- und Weichlöten ?

a) 327°C b) 450°C c) 400°C d) 600°C e) 550°C
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