Lotflussvorhersage und Ausbreitung von Lotschmelzen in Lötspalten

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Moderne Rechentechnik erlaubt die Berechnung immer komplexerer physikalischer Zusammenhänge. Somit ist es heute möglich, relativ schnell das Verhalten von Flüssigkeiten in hoher zeitlicher Auflösung zu bestimmen. Beim Löten von Bauteilen benetzen schmelzflüssige Legierungen die zu fügenden Partner und erzeugen nach der Erstarrung eine feste Verbindung. Der Prozess ist abhängig von vielen Einflussgrößen, wie Temperaturverteilung, Oberflächenrauheit, chemische Reaktionen und Diffusion. Somit stellt die Auslegung und Modellierung des Lötprozesses unter Einbeziehung der physikalischen Grundlagen eine hohe Anforderung an die Berechnung. Das Forschungsvorhaben hat sich daher zum Ziel gestellt, Materialmodelle zur Verfügung zu stellen, die den Lötvorgang dynamisch in einem Simulationssystem abbilden können. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, durch die Berechnung die oft visuell und messtechnisch nicht erfassbaren Vorgänge während des Lötprozesses zu beschreiben und zu optimieren. Dies führt zwangsläufig zu einem besseren Verständnis des Lötvorgangs und bietet die Möglichkeit für verschiedene Anwendungen neue Lotsysteme zu entwickeln und bereitzustellen. Ein Schwerpunkt liegt daher in der Übertragbarkeit der zum Einsatz kommenden Modelle. Dazu werden sowohl die Parameter Lotspalt, Temperatur als auch die thermodynamischen Größen wie graduelle Temperaturverteilung berücksichtigt, bei denen das Lot sich sichtbar ausbreitet und eine Observierung mittels optischer- und Wärmebildkamera möglich ist. Es werden mit Hilfe der Simulation genaue Kenntnisse über die Lotflusscharakteristik über die Qualität der Verbindungen erwartet.