Anlagentechnik Diffusionsschweißen

Es gibt weltweit nur wenige Herstellern von Diffusionsschweißanlagen. In Deutschland sind Fa. PVA in Wettenberg sowie Fa. Formtech in Weyhe-Dreye zu nennen. Daneben existieren mehrere Spezialanlagenbauer wie Fa. Maitec oder Fa. Systech, von denen die Anlagen am IMVT stammen. Oft werden Zugprüfmaschinen als Grundgerüst für Diffusionsschweißöfen genutzt. Aufgrund des starren Aufbaus können nicht nur Zug- sondern auch Druckkräfte übertragen werden. Der Arbeitsraum, mit Druckplatten aus einer Molybdänlegierung zur Kraftaufbringung, wird wie bei Zeitstandversuchsständen mit einem Ofen umgeben. Als Besonderheit kann dieser evakuiert werden. Damit wird die Oxidation von Metallen verhindert. Alternativ kann Schutzgas zur beschleunigten Abkühlung eingeleitet werden.

Je nach Material, Geometrie und effektiver Fügefläche bezogen auf die Gesamtfläche müssen die Fügeparameter individuell angepasst werden. Besonders die Herstellung von Prototypen und Kleinserien erfordert viel Knowhow, während der Prozess für Serienbauteile gut optimiert werden kann.

Das IMVT verfügt über drei Diffusionsschweißöfen, deren maximale Fügekraft sich jeweils um Faktor zehn unterscheidet (Abb. 43 bis Abb. 45). Sie widerspiegeln die historische Entwicklung der Mikroverfahrenstechnik, die immer anspruchsvollere und großformatigere Bauteile für industrielle Anwendungen erforderlich machte.

Mikroverfahrenstechnische Apparate werden meist aus einer Vielzahl dünner, mikrostrukturierter Bleche aufgebaut. Neben oben erwähnten Verfahrensparametern geht auch die Anzahl der auf mikroskopischer Skala einzuebnenden Oberflächenrauigkeiten in die Gesamtverformung der Bauteile ein.

Da sich gezeigt hat, dass die Verformung durch Parameterwahl nicht ausreichend genau vor-hersehbar ist, wurden alle Öfen steuerungstechnisch so umgerüstet, dass für jeden Pro-grammschritt eine zulässige Verformung spezifiziert werden kann. Deren Erreichen löst, ne-ben dem Ablauf einer vorgegebenen Dauer, die Weiterschaltung zum nächsten Schritt aus. Eine Messwerterfassung erlaubt eine exakte Auswertung des Fügeprozesses und verbessert den zielgenauen Prozessablauf. 
   

Abb. 43:    Diffusionsschweißofen 1, Fa. Maytec, max. Temperatur: 1400°C, max. Fügekraft: 20 kN
  

Abb. 44:    Diffusionsschweißofen 2, Fa. Maytec, max. Temperatur: 1400°C, max. Fügekraft: 200 kN
   

Abb. 45:    Diffusionsschweißofen 3, Fa. Systec, max. Temperatur: 1300°C, max. Fügekraft: 2 MN