Hart- und Hochtemperaturlöten und

Hart- und Hochtemperaturlöten
und
Diffusionsschweißen
'92
Brazing, High Temperature Brazing
and Diffusion Welding
Vorträge und Posterbeiträge des 3. Internationalen Kolloquiums in Aachen
vom 24. bis 26. November 1992
Lectures and Posters of the 3rd Internatinal Conference taking place in Aachen
on 24th to 26th November 1992
Gemeinschaftsveranstaltung von
Deutscher Verband für Schweißtechnik e.V. (DVS), Düsseldorf,
The British Association for Brazing and Soldering (BABS), Abington,
Belgisch Instituut voor Lastechniek - Institut Beige de la Soudure (BIL - IBS), Gent,
Nederlands Instituut voor Lastechniek, Voorschoten
Joint Event by
German Welding Society (DVS), Düsseldorf,
The British Association for Brazing and Soldering (BABS), Abington,
Belgisch Instituut voor Lastechniek - Institut Beige de la Soudure (BIL - IBS), Gent,
Nederlands Instituut voor Lastechniek, Voorschoten
I
BABS
Inhaltsverzeichnis I Table of contents
Vorwort / Preface
Eröffnungsvorträge / Introductory lectures
K.- F. Zimmermann, Heusenstamm,
und H. Krappitz, Hanau
Technische Bedeutung und Zukunft der Löttechnik und des Diffusionsschweißens
Technical importance and future aspects of brazing and diffusion welding
1
R. Peereboom, Diemen
Die wirtschaftliche Bedeutung des Hochtemperaturlötens in Europa
The economic interest of high temperature brazing in Europe
6
B. N. Perevesentzew, Togliatti, und K. Wittke, Chemnitz
Die Ausbildung von Ingenieuren der Löttechnik in Rußland
Training of brazing and soldering engineers in Russia
7
Grundlagen des Lötens und Diffusionsschweißens
Fundamentals of brazing and diffusion welding
R. L. Peaslee, Madison Heights, und P. F. Walter, Swansea
Nickel brazing filler metals - the effects of oxygen and certain trace elements
Nickel-Hochtemperaturlote - Einfluß von Sauerstoff und anderen Spurenelementen
9
W.-B. Busch und H. Grützner, Bremen
Strukturuntersuchungen von Hochtemperaturlötungen an Einkristallen auf Nickel-Basis
Investigation of the microstructure of high temperature bonds of nickel-base single crystals 15
W. F. Gale, J. Burnham, J. E. King und E. R. Wallach, Cambridge
Microstructure and mechanical properties of Ni-Si-B transient liquid phase bonds
Gefüge und mechanische Eigenschaften von isotherm erstarrten Ni-Si-B-Verbindungen
U. Füssel, Fellbach, und K. Wittke, Chemnitz
Anwendungen von Löt- und Diffusionsschweißverbindungen
in kombinierten
Fügeverbindungen
Applications of brazed and diffusion welded joints in combined jointed connections
.... 21
27
Löten im Maschinenbau I Brazing in mechanical engineering
E. Lugscheider, H. Schmoor, Aachen, und M. Koschlig, Hanau
Auftraglötungen von konturgenauen VerschleiBschutzschichten
Coating by brazing of contour correct wear resistant layers
31
W. N. Radsijewski, Sumy
Hochtemperatur-Breitspaltlöten
massiver Stahlteile
High temperature brazing of large-sized constructions at wide joint c1earance
35
K. Wittke, Chemnitz, und A. Demmler, Eisenberg
Gelötete hochfeste StoffschluBverbindungen mit Verbundfügegut
Brazed high-strength integral jointed connections with composite material to be joined
38
O. Andersson, Höganös
Joining of P/M parts by brazing
Löten von PIM- Teilen
43
Diffusionsschweißen
I Diffusion welding
K. Gotthjaelp und J. Christensen, Roskilde
Diffusion bonding of iron-based P/M-materials
Diffusionsschwei Ben von Si nterstahl
47
M. Kopf, G. Haufler, H. G. Mayer, Stuttgart, N. Reheis und D. Sporer, Reutte
DiffusionsschweiBen einer ferritischen ODS-Superlegierung mit artgleichen sowie nicht
artgleichen Schwei Bpartnern
Diffusion bonding of a ferritic ODS-superalloy with different materials
50
B. Derby und C.-D. Qin, Oxford
Interface reactions during the diffusion bonding of Zr02 to Ni and Ni-Cr alloys
Zwischenschichtreaktionen während des DiffusionsschweiBens zwischen Zr02 an Ni und
Ni-Cr-Legierungen
54
P. Wiesner, H. Vogel und J. Schmidt, IImenau
Diffusionsschwei Ben von Hartmetallwerkzeugen
Diffusion welding of hard metal tools
57
Fügen von Keramik und Metall! Joining of ceramies to metals
M. G. Nicholas, J. C. Ambrose und R. Airey, Oxon
Oxygen effects on copper-alumina bonding
Auswirkungen des Sauerstoffs auf die Zusammenfügung
von Kupfer und Tonerde
Y. Nakao, K. Saida und K. Murabe, Osaka
Brazing of aluminium nitride to copper
Löten von Aluminiumnitrid an Kupfer
60
63
H. H. van der Sluis, Apeldoorn
Active brazing of technical ceramics
Aktivlöten von technischen Keramiken
68
G. Köhler, P. Plötner und J.-D. Schnapp, Jena
Fügen von Keramik mittels Glaslot
Joining of ceramics by glass solder
73
J. H. Ulvensoen, O. M. Akselsen und G. Rorvik, Trondheim
Direct brazing of alumina to carbon-manganese steel
Direktes Löten von Aluminiumoxid an Kohlenstoff-Mangan-Stahl
78
R. Xu, J. E. Indacochea und S. V. Harren, Chicago
Silicon nitride-metal active brazing: bonding and mechanical strength
Siliziumnitrid-Metall-Aktivlötungen:
Fügetechnik und Festigkeit
82
L. S. K. Heikinheimo, Espoo, G. H. M. Gubbels, G. de With und F. J. J. van Loo,
Eindhoven
Morphology and growth of reactio.':llayers in A1203- Ti joints
Morphologie und Wachstum von Ubergangsschichten in AI203-Ti-Verbundstrukturen
87
Y. C. Kim, K. Saida, Osaka, Y. Zhou und T. H. North, Toronto
Decreasing the residual stress produced during Si3N4-steel joining
Methoden zum Spannungsabbau bei Si3N4-Stahl-Verbindungen
93
H.-D. Steffens, H. Kern, F. Hartung, J. Janczak, D. Ashoff und M. Türpe, Dortmund
Eigenspannungsanalyse in gelöteten Metall-Keramik-Verbindungen
Analysis of residual stresses in metal-ceramic joints by FEM
mittels FEM
98
R. Kußmaul und D. Munz, Karlsruhe
Geometrische Gestaltung der Fügeflächen in Keramik-Metall-Lötverbunden und daraus
resultierende Eigenspannungen
Residual stresses in brazed ceramic-metal joints of different interface geometries .... 101, 295
M. Turwitt, Bergisch Gladbach
Vierpunktbiegeprüfung von aktivgelöteten Metall/Keramik-Verbunden - ein Ringversuch
Four-point-bending testing of active brazed metal/ceramic joints - a round-robin
102
Löten von Nichteisen-Metallen / Brazing of non-iron metals
w. F. Chorunov, W. S. Kutschuk-Vatsenko, I. W. Zwolinskij und W. I. Schwetz, Kiew
Fabrication of truss structures of tubular and rod aluminium-matrix composites by brazewelding method
Fertigung von Fachwerkstrukturen mit rohr- und stabförmigen Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen mittels Löt-Schwei ßverfahren
L. Steinhauser und
J. Bamberg,
107
München
Ultraschallprüfung gelöteter Titankomponenten im Triebwerksbau
Ultrasonic inspection of brazed Ti-components in the aero engines manufacturing
110
u. Knott, München
Vakuumlöten von großen Kupferkomponenten
Vacuum brazing of large copper components
J. Korolev,
114
A. Sukhachyov, V. Molokanov und V. Chebotnikov, Moskau
Amorphous solders for brazing products made of titanium and zirconium
Amorphe Lote zum Hartlöten von Titan- und Zirkonium-Komponenten
116
Anwendung des Lötens und Diffusionsschweißens
Applications of brazing and diffusion welding
L. Martinez, Menden
Anwendung der Hochtemperaturlöttechnik bei thermisch und mechanisch hochbelasteten
Teilen
Brazing of parts for high temperature and high strength applications
117
G. Marijnissen, R. van Gestei, B. Verhappen und P. van Neerven, Lomm
High strength high ductility braze mixes for turbine component repair
Lotpulvermischungen zum Reparaturlöten von Gasturbinenteilen
118
P. Knepper, Bremen
Entwicklung von Isolationsblechen durch Diffusionsschweißen von Metall-Keramik-MetallVerbindungen
Development of isolation plates by diffusion bonding of metal-ceramic-metal joints
122
F. Petter, Frankfurt/M.
Vakuumgelötete Wärmetauscher für Lebenserhaltungssysteme in der Raumfahrt
Vacuum brazed heat exchangers for Iife support systems for spaceflight
128
Y. Blenvenu, C. Brache- Traconis, Evry, G. Lemaltre und F. Schwartz, Gennevilliers
Hybrid nickel base superalloy component manufacture by solid state welding processes
Fertigung von Hybriden aus Superlegierungen durch Festkörperschweißen
132
Posterschau I Poster session
Grundlagen des Lötens und Diffusionsschweißens
Fundamentals of brazing and diffusion welding
E. Lugscheider und B. Kötzing, Aachen
Untersuchungen in den Systemen Ti-Al-Ni, Ti-Al-Cu, Ti-Al-Pd, Ti-Ni-Pd und Ti-Cu-Pd
Investigations in the systems Ti-Al-Ni, Ti-Al-Cu, Ti-Al-Pd, Ti-Ni-Pd and Ti-Cu-Pd
J. C. Ambrose,
M. G. Nicholas und A. M. Stoneham, Oxon
Nickel braze spreading kinetics
Zur Ausbreitungskinetik von Nickelbasisloten
J. C. Ambrose
133
136
und R. Airey, Oxon
Wetting and joint filling by Ni-Si-B brazes
Benetzung und Lotspaltfüllungsvermögen von Hochtemperaturloten
Ni-Si-B
im System
139
H.-D. Steffens, B. Wielage, F. Hartung und M. Türpe, Dortmund
Festigkeitsverhalten von Hochtemperaturlötverbindungen
bei statischer und zyklischer
Belastung
Mechanical behaviour of high temperature brazed joints under static and dynamic load ... 143
H.-D. Steffens, F. Hartung und M. Türpe, Dortmund
Ausbildung und Auswirkung von Stengelkristalliten beim Ofenlöten von Massenstählen mit
Kupferlot
Deposit and effects of columnar phases in furnace brazed joints of mild steel
147
v. F. Khorunov
und Ve. M. Ukader, Kiew
Ni-Cr-Zr system filler metals for the refractory nickel alloys brazing
Ni-Cr-Zr-Lote für das Hartlöten von hochtemperaturbeständigen Nickellegierungen
151
M. Hänisch und Th. Scholz, Dresden
Charakterisierung von Schwei ß- und Lötverbindungen
Characterization of welded and solder joints
156
K. Kuriyama, Osaka, und E. R. Wallach, Cambridge
Modelling of TLP diffusion bonding of Ti-SiC particulate composites
ModelIierung des Diffusionslötprozesses von SiC-partikelverstärkten
werkstoffen
Ti-Verbund158
Löten im Maschinenbau I Brazing in mechanical engineering
K. Wittke, C. C. Steeg, Chemnitz, und A. Demmler, Eisenberg
Hartlöten im Autoschutzgas
Brazing in autoprotective gas
159
E. Lugscheider, W. Tillmann, Z. Feng, Aachen, K. Wittke, M. Lindemann und
S. Schönig, Chemnitz
Stoffschlüssiges Fügen von porösen Sintermetallen
Joining of porous PM-materials
163
M. Belicic, Erlangen
Hochtemperaturlöten von benetzungsresistenten Stählen und Nickellegierungen
High-temperature brazing of wetting-resistant steels and nickel-base alloys
E. Lugscheider
168
und H. Schmoor, Aachen
Technologische Eigenschaften von Breitspaltlötverbindungen
Technological qualities of wide gap brazing joints
171
Z. Mirski, Wroclaw
Verbundlötverbindungen mit Hartmetallen
Composite brazed joints with sintered carbides
174
P. Batfalsky, Jülich
Einfluß der Ionenimplantation auf den Spannungszustand hochtemperaturgelöteter MetallKeramik- Verbindungen
Ion implantation influence on the stress state in high temperature brazed metal-to-ceramic
joi nts
178
Diffusionsschweißen I Diffusion welding
v. F. Kvasnitsky, Nikolajev
Diffusion bonding and brazing of modern heat-proof materials
Diffusionsschweißen und Löten moderner hitzebeständiger Werkstoffe
J. Christensen
183
und K. Gotthjaelp, Roskilde
Diffusion bonded joints in alumina and ps-zirconias with excellent thermo-shock and
mechanical properties
Qiffusionsgeschwei ßte A1203- und Zr02- Verbindungen mit ausgezeichneter Thermoschockbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften
187
U. Draugelates, A. Schram und V. Grethe, Clausthal-Zellerfeld
Grundlagen der Herstellung und werkstofftechnologische Untersuchung von diffusionsgeschwei ßten metall-keramischen Werkstoffverbu nden
Basic principles of the production and material investigation of diffusion bonded metalceramic composites
J. K. Solberg
190
und L. K. Rudsrud, Trondheim
Diffusion bonding of 253 MA austenitic stainless steel
Diffusionsschwei ßen des korrosionsbeständigen Stahls 253 MA
K. Hammelmann, H. P. Buchkremer
194
und D. Stöver, JOlich
Ultraschallprüfu ng von HIP-Diffusionsschwei ßungen
Ultrasonic examination of HIP diffusion bonds
197
C. Colin, Y. Bienvenu, J. D. Bartout und J. L. Koutny, Evry
Solide-state bonding of silicon nitride to direct contact with Inconel 600
Festkörperfügen von Siliziumnitrid mit dem Ziel des direkten Kontaktierens mit
Inconel 600
202
M. Böhmer, Aachen
Diffusionsschweißen mittels HIP-Technologie
Diffusion bonding by using the HIP technology
203
T. Harder und H. Hieber, NeumOnster
Mikroverbindungen erhöhter Leistungsdichte - Kontrolliertes Diffusionsschweißen mit
Phasenbildung
Diffusion bonding with formation of intermetallics for high-performance microjoining
206
G. Haufler und H.G. Mayer, Stuttgart
Diffusionsgeschweißte Spritzgießwerkzeuge - Ausführung, Vorteile, praktische Erfahrungen
Diffusion bonded injection moulding tools - design, advantage, practical experience
208
A. W. Ljuschinskij
und E. S. Karakosow, Moskau
Diffusionsschwei Ben unterschiedlicher Werkstoffe über Zwischenschichten aus
ultradispergierten Metallpulvern
Diffusion welding of heterogeneous materials using ultra dispersion metal powders
214
V. A. Bachin, Moskau
Diffusion welding metals versus non-metals
DiffusionsschweiBen von Metallen an Nichtmetalle
218
Fügen von Keramik und Keramik-Metall-Löten
Ceramic joining and brazing of ceramies to metals
E. Lugscheider, W. Tillmann, U. Broich, Aachen, W. Bürger und R. Sikora, Hermsdorf
Entwicklung von Füge- und Metallisierungsvertahren für Aluminiumoxid-Dispersionskeramiken (ADC)
Development of joining and metallizing techniques for dispersion strengthened alumina
(ADC)
E. Lugscheider
21 9
und W. Tillmann, Aachen
Untersuchung der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Aktivloten und Nichtoxidkeramiken
Investigation of interactions between various active brazes and nonoxide ceramics
224
G. Köhler und T. Körner, Jena
Fügen von Graphit mit Al203-Keramik
Brazing of graphite to alumina
229
G. Köhler, J. Vester und J. Unangst, Jena
Fügen von Bioglaskeramik durch DiffusionsschweiBen
Diffusion welding of bioglass ceramic materials
231
H.- D. Steffens, F. Hartung und K. Möhwald, Dortmund
Metallisieren und Löten von Ingenieurkeramik als Hybridtechnologie für neue Einsatzgebiete
Metallizing, brazing and soldering of ceramics as a hybride technology for new
applications
233
P. O. Santacreu, Voreppe, J. L. Koutny, V. Bienvenu, J. D. Bartout und C. Colin, Evry
Reactivity of ternary Ag-Cu- Ti in the brazing of silicon nitride to a construction steel
Zur Reaktivität des Dreistoffsystems Ag-Cu- Ti beim Löten von Siliziumnitrid an Baustahl . 239
E. Lugscheider und M. Paulasto, Aachen
Entwicklung von Zwischenschichten zum Abbau von thermischen Spannungen bei
aktivgelöteten Si3N4 -Stahl- Verbindungen
Reduction of thermal stresses with metallic interlayers in brazed Si3N4-steel joints
243
T. 00- Thoi und K. Popp, Lauf
Keramik-Metall-Verbindungen durch Hartlöten mit integriertem Lot
Ceramic-metal joints by brazing with pre-brazed deposit
247
L. Dorn, M. Kising und O. Maus, Berlin
Temperatureinfluß auf das Festigkeitsverhalten von aktivgelöteten HPSN/HPSN- und
HPSNIX 5 NiGo 29 18-Verbindungen
Influence of temperature on the strength behaviour of vacuum brazed ceramic-ceramicand ceramic-metal-joints
G. H. Liefting, E. J. Geluk, F. J.
J. van
248
Loo und G. de With, Eindhoven
.Fracture of borosilicate-aluminum joints
Bruch von Borosilikat-Alumi nium- Verbindungen
254
M. Naka und H. Taniguchi, Osaka
Heat-resistant brazing of SiG using Ni-Ti filler metals
Hochtemperaturlöten von SiG mit Ni-Ti-Zusätzen
254
A. G. Foley und D. J. Andrews, Stafford
Joining ceramics to metals by brazing
Das Verbinden von keramischen Werkstoffen mit Metallen durch Hartlöten
258
H.- D. Steffens, B. Wielage, F. Hartung und D. Ashoff, Dortmund
Zuverlässigkeit und Festigkeitsverhalten aktivgelöteter Ingenieurkeramik
Reliability and strength behaviour of brazed ceramics
G. Chaumat,
J. M. Schmittbiel
263
und F. Moret, Grenoble
Brazing non oxyde ceramics with titanium interlayers
Das Hartlöten von Nichtoxidkeramik mit Titanüberzug
267
A. C. Ferro und B. Derby, Oxford
Mechanical behaviour, in the 500 - 7000G temperature interval, of reaction bonded silicon
carbide brazed with aluminium
Mechanisches Verhalten von mit Aluminium gelötetem RBSiG im Temperaturbereich von
270
500 - 7000G
R. A. Musin, Perm, und G. V. Konjushcov, Saratov
Metal-ceramics interface formation under high-temperature microplastic deformation in
diffusion bonding conditions
Ausbildung von Metall-Keramik-Grenzflächen unter thermischer, mikroplastischer
Verformung beim Diffusionsschwei ßprozeß
271
R. Martinella, S. Giovanardi, V. Regis, Mailand, G. Sambogna, A. Casagrande
G. Palombarini, Bologna
Brazing of silicon carbide components by a silver-copper-titanium alloy
Löten von Siliziumkarbid-Bauteilen mit einem Silber-Kupfer-Titan-Lot
272
und
J. C. Schuster, Wien
Joining of silicon carbide to metals: Phase equilibria in the systems Cr-Si-C and
Mn-Si-C
Fügen von Siliziumcarbid mit Metallen: Phasengleichgewichte der Systeme
Cr-Si-C und Mn-Si-C
273
T. Gausmann und R. Schmid-Fetzer, Clausthal-Zellerfeld
Chemische Reaktivität an der Grenzfläche Metall/AIN
Chemical reactivity at the metal/AIN interface
276
Löten von Nichteisen-Metallen / Brazing of non-iran metals
E. Lugscheider und B. Kötzing, Aachen
Untersuchungen im System AI-Ge-Si
Investigations in the system AI-Ge-Si
277
B. Heine und K. F. Sahm, Friedrichshafen
Einfluß der Vorbehandlung auf die Qualität diffusionsgeschweißter bzw. mit
niedrigschmelzendem Lot hartgelöteter AI-Legierungen
Influence of pretreatment on the quality of diffusion bonded and brazed aluminium-alloys
282
v. F. Khorunov, S. V. Maximova, Kiew, und V. R. Barabash, St. Petersburg
Vacuum brazing of refractory metals to copper and graphite
Vakuumlöten von hochtemperaturbeständigen Sondermetallen mit Kupfer und Graphit ... 284
Anwendung des Lötens und Diffusionsschweißens
Applications of brazing and diffusion welding
R. Lison, Z. Mirski und J. Linke, Jülich
Herstellung eines Bauteils für die Plasmatechnik aus den Werkstoffen kohlefaserverstärkter
Kohlenstoff (CFC)- TZM-rost- und säurebeständiger Stahl durch Hochtemperaturlöten
Fabrication of a high-temperature brazed component part in sandwich construction of
carbon-carbon composite (CFC)-TZM-stainless steel for the plasma technique
289
Nachtrag I Appendix
R. Kußmaul und D. Munz, Karlsruhe
Geometrische Gestaltung der Fügeflächen in Keramik-Metall-Lötverbunden
und daraus
resultierende Eigenspannungen
Residual stresses in brazed ceramic-metal joints of different interface geometries
295