Grundwissen zum Löten

Grundwissen zum Löten 

Genauso wie beim Schweißen entstehen auch beim Löten unlösbare, stoffschlüssige Verbindungen von zwei Bauteilen oder einem Werkstoff und einem ergänzenden Werkstoff als Beschichtung. Beim Schweißen werden die Werkstoffe dazu in einen plastischen oder flüssigen Zustand gebracht und anschließend mit oder ohne Schweißzusatzstoffe mithilfe von Hitze oder Druck zusammengefügt.

Im Unterschied dazu werden die Werkstoffe beim Löten unter Zuhilfenahme von flüssigen Zusatzwerkstoffen gefügt oder beschichtet. 

 

Die Zusatzwerkstoffe, die als Lote bezeichnet werden, haben eine niedrigere Schmelztemperatur als die Werkstoffe, die gefügt werden sollen. Dadurch werden die Werkstoffe lediglich benetzt, anders als beim Schweißen jedoch nicht geschmolzen. Um zu verhindern, dass es zu einer Oxidation kommt, wird beim Löten häufig mit Flussmitteln, Schutzgasen oder auch im Vakuum gearbeitet.

Hier nun aber alle wichtigen Infos als Grundwissen
zum Löten im kompakten Überblick:

Die Vorgehensweise beim Löten

Damit eine Lötverbindung entstehen kann, muss das flüssige Lot den Grundwerkstoff benetzen. Dazu werden die beiden zu fügenden Bauteile und das Lot erwärmt, bis die Arbeitstemperatur des Lotes erreicht ist. Bei diesem Vorgang breitet sich das inzwischen flüssige Lot schnell auf der Oberfläche der Werkstücke aus, dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffes ein und löst einen Teil davon.

In der Folge kommt es zu einer Legierung, wobei das gegenseitige Durchdringen als Diffusion bezeichnet wird. Voraussetzung für die Diffusion ist aber, dass die Flächen, die gelötet werden, sauber und möglichst glatt sind. Um eine feste und dichte Verbindung sicherzustellen, müssen außerdem die Oxidschichten auf den Werkstücken beseitigt werden und dies erfolgt meist mithilfe eines Flussmittels.

Bei den Abständen, die zwischen den beiden gelöteten Werkstücken bestehen, wird zwischen Lötspalten und Lötfugen unterschieden. Ein Lötspalt ist gegeben, wenn der Zwischenraum kleiner ist als 0,2mm, von einer Lötfuge wird bei einem Abstand von mehr als 0,2mm gesprochen.

Mit welchen Temperaturen beim Löten gearbeitet wird, hängt davon ab, welches Lötverfahren angewandt wird und welches Lot und welches Flussmittel zum Einsatz kommen, Generell gilt aber, dass die untere Grenze des Lötbereichs die Arbeitstemperatur ist und sowohl die zu fügenden Werkstücke als auch das Lot mindestens diese Arbeitstemperatur erreichen müssen, um eine feste Verbindung sicherzustellen.

Die obere Grenze des Lötbereichs hingegen ist die maximal mögliche Löttemperatur und wenn diese Temperatur überschritten wird, werden das Lot und das Flussmittel unbrauchbar. 

Die verschiedenen Lötverfahren

Je nach Beanspruchung und Belastungsart kommen beim Löten unterschiedliche Verfahren zur Anwendung.

Grundsätzlich wird dabei zwischen dem Weichlöten, dem Hartlöten und dem Hochtemperaturlöten unterschieden:

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Beim Weichlöten wird mit Arbeitstemperaturen unter 450°C gearbeitet. Die mechanische Scherfestigkeit, also die Belastungsfähigkeit der Verbindung auf Abscheren, ist bei Weichlötverbindungen mit 5 N/mm2 nur recht gering. Aus diesem Grund kommt das Weichlöten in erster Linie bei elektrischen Kontakt- und bei Dichtigkeitslötungen zur Anwendung.

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Beim Hartlöten wird mit Arbeitstemperaturen zwischen 450 und 1200°C gearbeitet. Hier bestimmt letztlich die Ausführung als solches über die Festigkeit der Lötverbindung, grundsätzlich kann diese aber der Festigkeit der Grundwerkstoffe entsprechen.

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Beim Hochtemperaturlöten, kurz HTL, wird mit Arbeitstemperaturen über 900°C gearbeitet. Bei diesem Verfahren werden keine Flussmittel verwendet, sondern stattdessen wird im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre gelötet. Hochtemperaturgelötete Verbindungen weisen nur geringe Poren und unerwünschte Hohlräume auf, die Festigkeit entspricht meist der Festigkeit der Grundwerkstoffe.  

Neben den eigentlichen Lötverfahren wird beim Löten auch danach unterschieden, wie das verwendete Lot zugeführt wird. Erfolgt die Lotzufuhr mit einem angesetzten Lot, werden die Werkstücke an der Lötstelle auf die erforderliche Temperatur erwärmt. Um das Lot zu schmelzen, wird es mit dem Werkstück und einer Wärmequelle, beispielweise dem Lötkolben, in Kontakt gebracht.

Werden die Werkstücke zusammen mit einer bestimmten Lotmenge in einem Lötofen auf die erforderliche Löttemperatur gebracht, wird vom Löten mit eingelegtem Lot gesprochen. Daneben gibt es noch das Tauchlöten. Hier werden die Werkstücke in ein Bad aus flüssigem Lot getaucht und darin auf die benötigte Temperatur erwärmt. Das Lot füllt den Lötspalt dann eigenständig aus.  

Die Lote und die Flussmittel beim Löten

Bei den Loten handelt es sich generell um reine Metalllegierungen, die einen niedrigeren Schmelzpunkt haben als die zu fügenden Teile.

Je nach Arbeitstemperatur beim Löten werden dabei folgende Lote voneinander unterschieden:

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Weichlote werden bei Arbeitstemperaturen unter 450°C verarbeitet. Da sie jedoch nur eine recht geringe Festigkeit aufweisen, werden sie in erster Linie im Bereich der Elektrotechnik verwendet. Weichlote sind in Form von Stangen, Drähten, Fäden, Pulver und mit Flussmitteln vermischten Pasten erhältlich.

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Hartlote werden hauptsächlich zum Löten von Eisen-, Kupfer- und Nickelwerkstoffen verwendet, wobei je nach Arbeitstemperatur und Verwendungszweck Hartlote in unterschiedlichen Zusammensetzungen erhältlich sind. In die Gruppe der Hartlote gehören außerdem Silberlote und Aluminiumbasislote. Letztere werden beim Löten von Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet.

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Als Hochtemperaturlote werden hochreine Hartlote mit einem Schmelzpunkt zwischen 800 und 1200°C verwendet, meist handelt es sich dabei um Nickel-Chromlegierungen. Verarbeitet werden die Lote, die für Verbindungen mit hoher Festigkeit sorgen, im Vakuum oder unter Schutzgas.  

Flussmittel werden beim Löten verwendet, um vorhandene Oxidschichten zu beseitigen und eine Neubildung während des Lötvorgangs zu vermeiden. Welches Flussmittel verwendet wird, hängt davon ab, mit welchem Lötverfahren und mit welcher Arbeitstemperatur gearbeitet wird.

Grundsätzlich muss die Wirktemperatur des Flussmittels aber unter der Arbeitstemperatur liegen und die maximale Löttemperatur übersteigen. Flussmittel sind flüssig, in Pulverform und als Paste vermischt mit Lot erhältlich. Aufgetragen wird das Flussmittel erst kurz vor dem Lötvorgang, weil die Wirkzeit zeitlich begrenzt ist. Eventuelle Reste müssen nach dem Löten dann wieder entfernt werden, weil es andernfalls zu Korrosion kommen könnte.

Weiterführende Ratgeber und Tipps zum Schweißen und zu Schweißverfahren:

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