Löten
Was ist Löten?
Löten ist ein traditionelles, thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Metallen. Die Verbindung wird entweder durch Schmelzen eines Lotes (Schmelzlöten) oder durch die Diffusion an den Grenzflächen der Werkstoffe (Diffusionslöten) hergestellt. Löten zählt zu den nicht lösbaren, stoffschlüssigen und elektrisch leitenden Verbindungen und wird in der Gebäudetechnik bei Kupferrohren angewendet (Weich- oder Hartlöten je nach Dimension). Das Löten erfolgt unter Anwendung von Schutzgasen, Flussmitteln oder im Vakuum, da dadurch eine Oxidation verhindert werden kann.
Prinzip des Lötens
Eine Lötverbindung kann nur entstehen, wenn das flüssige Lot den Grundwerkstoff benetzt. Dies wird erreicht, indem man Fügeteile und Lot bis zur Arbeitstemperatur des Lots erwärmt. Es kommt zu einer raschen Ausbreitung des nun flüssigen Lots auf der Werkstückoberfläche. Das Lot dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffes, löst einen Teil davon und bildet eine Legierung (Diffusion). Um eine optimale Verbindung gewährleisten zu können, müssen die Lotflächen möglichst glatt und gut gereinigt sein. Zudem muss Flussmittel eingesetzt werden, um die Oxidschichten auf dem Fügeteil entfernen zu können.
Vor dem Löten müssen folgende Dinge sichergestellt werden:
- Lötgerät muss die richtige Lötleistung haben.
- Die Größe der Lötspitze muss zu der Größe der Lötstelle passen.
- Das Lot ist für die Lötleistung geeignet.
- Lötstelle muss metallisch rein sein, d. h. frei von Verunreinigungen und Oxydationsschichten.
- Festigkeit der Lötstelle muss höher als die des Lotes sein.
- Die Lötspitze muss verzinnt und frei von Verunreinigungen sein.
- Einmal verlötete Stellen lassen sich nicht mehr rückstandsfrei vom Lötzinn befreien. Deshalb muss sparsam mit dem Lötzinn umgegangen werden.
- Zu viel Lötzinn bildet Kugeln.
Das Lot
Als Material zum Erzeugen einer Lötverbindung werden Lote verwendet. Meist sind dies Legierungen reiner Metalle, deren Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt der zu verbindenden Fügeteile liegt. Lote werden hinsichtlich ihrer Arbeitstemperatur unterschieden:
Weichlote:
- Arbeitstemperatur unter 450° C.
- Größten Einsatz in der Elektrotechnik, Lötzinn (Zinn-Blei-Legierung mit Schmelzpunkt von 180 °C bis 260 °C ).
- Nicht geeignet für Kraftübertragungen , da sie eine geringe Festigkeit haben.
- Werden als Stangen, Fäden, Drähte, als Pulver oder Pasten (gemischt mit Flussmitteln) angeboten.
Hartlote
- Werden nach ihrer Arbeitstemperatur, Zusammensetzung und ihrer Verwendung unterteilt.
- Dienen vorwiegend zum Löten von Eisen-, Kupfer- und Nickelwerkstoffen.
- Aluminiumbasislote (z. B. L-AlSi7,5) werden für Verbindungen von Aluminium oder dessen Legierungen angewandt.
Hochtemperaturlote
- Hartlote von großer Reinheit, vorwiegend Nickel-Chromlegierungen.
- Schmelzpunkt liegt bei ca. 800 – 1200° C.
- Werden unter Schutzgas oder im Vakuum verarbeitet.
- Verbindungen weisen eine hohe Festigkeit auf.
Lötverfahren
Entscheidend für die Einteilung ist die Liquidustemperatur des Lotes.
- bis 450 °C Weichlöten
- ab 450 °C Hartlöten
- über 900 °C Hochtemperaturlöten (im Vakuum oder unter Schutzgas)
Flussmittel
Flussmittel sind dazu da, um auf den Lötflächen vorhandene Oxidschichten zu lösen, zu entfernen und deren Neubildung während des Lötens zu verhindern.
Übliche Lieferformen für Flussmittel sind Flüssigkeiten, Pasten oder Pulver. Die Auswahl des Flussmittels hängt von dem lötenden Grundstoff, dem Lötverfahren und der Arbeitstemperatur ab.
Wichtig ist, dass die Wirktemperatur des Flussmittels unterhalb der Arbeitstemperatur einsetzt und über die maximale Löttemperatur hinausgeht. Erst kurz vor dem Löten darf das Flussmittel aufgetragen werden, denn seine Wirkzeit ist zeitlich begrenzt. Um eine Korrosion zu verhindern, muss nach dem Löten der Flussmittelrest entfernt werden.
