Vakuumlötöfen werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Wärmetauscherherstellung, der Edelstahlverarbeitung und der Industrie für moderne Werkstoffe eingesetzt. Im Gegensatz zur allgemeinen Wärmebehandlung erfordert das Vakuumlöten eine äußerst saubere und stabile Vakuumumgebung, um den ordnungsgemäßen Fluss des Zusatzmetalls, die Integrität der Verbindung und die metallurgische Qualität sicherzustellen.
Vakuumpumpen sind daher eine kritische Prozesskomponente und nicht nur Hilfsgeräte. In diesem Artikel wird erläutert, wie Vakuumpumpen in Vakuumlötöfen eingesetzt werden, welche Pumpentechnologien tatsächlich zum Einsatz kommen und wie Pumpsysteme für eine Vakuumqualität in Lötqualität konstruiert werden.
1. Warum die Vakuumqualität beim Vakuumlöten entscheidend ist
Beim Vakuumlöten beruht die Verbindungsbildung auf:
Kapillarfluss von geschmolzenem Zusatzmetall
Oberflächenbenetzung ohne Flussmittel
Minimale Oxidation der Grundmaterialien
Um dies zu erreichen, muss der Ofen Folgendes gewährleisten:
Sehr geringer Restsauerstoffgehalt
Stabiler Druck über das gesamte Löttemperaturplateau
Minimale Verunreinigung durch Kohlenwasserstoffe und Öldämpfe
Schon geringfügige Druckschwankungen oder Verunreinigungen können Folgendes zur Folge haben:
Schlechte Benetzung
Hohlräume oder schwache Verbindungen
Inkonsistente Lötnähte
2. Typische Vakuumanforderungen für Lötöfen
Vakuumlötöfen werden im Allgemeinen betrieben bei:
10⁻³ bis 10⁻⁵ mbar (je nach Werkstoff und Zusatzlegierung)
Lange Haltezeiten bei hohen Temperaturen
Geringe Gasbelastung, aber hoher Sauberkeitsanspruch
Dies stellt besondere Anforderungen an das Vakuumpumpsystem:
Hervorragende Dichtheit
Saubere Vakuumerzeugung
Stabiles Pumpen während der Ausgasungsphasen
3. Vorstufe: Erste Evakuierung des Ofens
Ölgeschaltete Rotationsschaufel-Vakuumpumpen
Ölgeschmierte Drehschieber-Vakuumpumpen werden üblicherweise als Vorpumpen in Vakuumlötofensystemen eingesetzt.
Funktion
Evakuieren Sie die Kammer vom atmosphärischen Druck
Entfernen Sie Luft und Feuchtigkeit
Bereiten Sie das System für Hochvakuumpumpstufen vor
Warum sie verwendet werden
Zuverlässige und vorhersehbare Grobvakuumleistung
Hohe Pumpeffizienz während der anfänglichen Evakuierung
Kostengünstig für Ofenhersteller
Bei Lötanwendungen sind diese Pumpen immer ausgestattet mit:
Hocheffiziente Ölnebelfilter
Geeignete Absperrventile zur Minimierung der Öldampfmigration.
4. Booster-Stufe: Roots-Vakuumpumpen
Roots-Vakuumpumpensysteme für Lötöfen
Wälzkolbenvakuumpumpen werden häufig in Vakuumlötöfen eingesetzt, um die Pumpgeschwindigkeit beim Übergang vom Grob- zum Hochvakuum zu erhöhen.
Rolle in Lötsystemen
Erhebliche Verbesserung der Evakuierungsgeschwindigkeit unter ~10⁻¹ mbar
Reduzieren Sie die Zeit bis zum Erreichen des Lötdrucks
Sorgen Sie für ein stabiles Vakuum während des Ausgasens
Wälzkolbenpumpen werden nicht allein verwendet; Sie arbeiten in Kombination mit einer Vorvakuumpumpe wie einer Drehschieber- oder Trockenschneckenpumpe.
5. Hochvakuumunterstützung und saubere Vakuumerzeugung
Vakuumpumpen trockener Schrauben
Trockene Schraubenvakuumpumpen werden zunehmend in modernen Vakuumlötofenanlagen eingesetzt.
Hauptvorteile
Völlig ölfreie Kompressionskammer
Keine Rückströmung von Kohlenwasserstoffen
Hohe Toleranz gegenüber ausgasenden Metallprodukten
Geeignet für lange Hochtemperaturzyklen
Trockenschneckenpumpen werden häufig ausgewählt, wenn:
Die Sauberkeit der Fugen ist von entscheidender Bedeutung
Es gelten Luft- und Raumfahrt- oder medizinische Standards
Die Betriebszeit und Wartungsintervalle des Ofens müssen maximiert werden
Hochvakuumpumpen (Diffusion / Turbomolekular)
Bei Anwendungen, die extrem niedrige Restgaswerte erfordern, wie z. B. beim Löten in der Luft- und Raumfahrt oder bei Komponenten aus hochreinem Edelstahl, können Hochvakuumpumpen hinzugefügt werden:
Stufe 3: Trockenschnecke oder Hochvakuumpumpe (saubere Stabilisierung)
Diese Konfiguration gewährleistet:
Schnelles Abpumpen
Sauberes, stabiles Lötvakuum
Zuverlässige Leistung über wiederholte Zyklen hinweg
7. Häufige Vakuumherausforderungen in Lötöfen
Restsauerstoffkontrolle
Selbst Mikrolecks oder unzureichendes Pumpen können bei Löttemperaturen zu Oxidation führen.
Ausgasung beim Erhitzen
Grundmaterialien setzen bei steigender Temperatur Gase frei und erfordern eine stabile Pumpleistung.
Risiko einer Ölverunreinigung
Falsch konfigurierte ölgedichtete Pumpen können Kohlenwasserstoffe einbringen und die Verbindungsqualität beeinträchtigen.
Diese Herausforderungen verdeutlichen, warum das Systemdesign genauso wichtig ist wie die Pumpenauswahl.
8. Wordfik-Vakuumpumpenlösungen für Vakuumlötöfen
Wordfik bietet speziell für Vakuumlötöfen entwickelte Vakuumpumpensysteme.
Verfügbare Lösungen
Ölgeschmierte Drehschieberpumpen für zuverlässige Schruppbearbeitung
Roots-Druckerhöhungspumpenpakete für hohe Sauggeschwindigkeit
Trockene Schraubenvakuumpumpen für sauberen, ölfreien Betrieb
Maßgeschneiderte Vakuum-Skids für Ofen-OEMs
Jedes System basiert auf:
Ofenvolumen
Soll-Lötdruck
Zykluszeit und thermisches Profil
Sauberkeitsanforderungen
9. Zusammenfassung
Vakuumlötöfen erfordern saubere, stabile und gut kontrollierte Vakuumumgebungen. Die Auswahl der richtigen Kombination aus Vorvakuumpumpen, Druckerhöhungspumpen und sauberen Vakuumtechnologien ist für die Erzielung hochwertiger Lötverbindungen und einer gleichbleibenden Ofenleistung von entscheidender Bedeutung.
Richtig konstruierte Vakuumpumpsysteme verkürzen die Zykluszeiten, verbessern die Verbindungszuverlässigkeit und unterstützen den langfristigen Ofenbetrieb.
