Phosphorhaltige Kupferlote: Hartlote für Kupfer und Kupferlegierungen

Phosphorhaltige Kupferlote sind eine bewährte Lösung zum Verbinden von Kupfer und Kupferlegierungen. Beim Löten von Kupfer mit Kupfer wirkt der Phosphorgehalt als eine Art integriertes Flussmittel. Zusätzliche Hilfsstoffe sind bei dieser Löttechnik deshalb meist nicht erforderlich.

Phosphorhaltige Kupferlote (kurz: CuP-Lote) sind eine spezielle Art von Hartloten mit einem Phosphorgehalt von 5–8 %, die entwickelt wurden, um Kupfer mit Kupfer, Kupfer mit Kupferlegierungen oder mehrere Kupferlegierungen untereinander dauerhaft miteinander zu verbinden. Im Vergleich zu Silberhartloten sind sie kostengünstiger, jedoch auch etwas spröder und eignen sich daher nicht für das Löten mechanisch bewegter oder stark beanspruchter Bauteile sowie auf keinen Fall zum verbinden von Stahl oder deren Legierungen.

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Begriffserklärung: Was sind phosphorhaltige Kupferlote?

Hartlöten vs. Weichlöten: Eine Frage der Temperatur

Die Sprödigkeit von CuP-Loten entsteht durch das enthaltene Phosphor, das mit dem Kupfer harte, aber bruchempfindliche Phasen bildet. Wie stark diese Versprödung ausfällt, hängt vom Temperaturbereich ab, in dem das Lot verarbeitet wird. Bei CuP-Loten liegt dieser Bereich bei 700–900 °C.

Lote schmelzen jedoch nicht bei einer festen Temperatur, sondern durchlaufen einen Schmelzbereich zwischen Solidus (fest) und Liquidus (flüssig) – die Grenze zwischen Weich- und Hartlöten liegt bei etwa 450 °C.

Gut zu wissen: „CuP-Lote“ sind Kupfer-Phosphor-Hartlote, bei denen der Phosphor den Schmelzpunkt senkt und beim Löten von Kupfer auf Kupfer als eine Art integriertes Flussmittel wirkt. „Cu-Lot“ ist dagegen kein einheitlicher Begriff – je nach Quelle ist damit ein kupferhaltiges Weichlot (z. B. SnCu) oder schlicht Kupfer (CU) als Werkstoff gemeint.

Kupfer trifft Phosphor: Eigenschaften und Vorteile phosphorhaltiger Kupferlote

CuP-Lote überzeugen in der Praxis vor allem durch ihre einfache Verarbeitung, ihr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und eine Reihe werkstoffspezifischer Eigenschaften:

• Selbstflusswirkung auf Kupfer: Beim Erhitzen bildet Phosphor Phosphorpentoxid, das die Kupferoxidschicht chemisch entfernt, sodass kein Auftragen von Flussmittel nötig ist. So entstehen keinerlei Rückstände, die später Korrosion verursachen könnten.
• Schnelle Verarbeitung durch Kapillarwirkung: Das flüssige Lot wird selbstständig in Spalte von 0,05–0,2 mm gesaugt und verteilt sich gleichmäßig ohne Hohlräume.
• Druckdichte und dauerhafte Verbindungen: CuP-Lote erreichen Zugfestigkeiten von 150–250 MPa und halten Drücken bis 40 bar problemlos stand. Bei Schlag- oder Schwingbelastung können die Verbindungen jedoch schnell spröde werden und brechen.
• Breiter Temperaturbereich: Die fertige Verbindung ist für einen Temperaturbereich −55 °C bis +150 °C ausgelegt und eignet sich unter anderem für den Einsatz in der Kältetechnik und in Heizungsanlagen.

Abgesehen vom Temperaturverhalten hängt es stark vom Grundwerkstoff ab, für welche Anwendungsgebiete phosphorhaltige Lote infrage kommen.

Kupfer-Phosphorlötungen in der Praxis: Geeignete und ungeeignete Materialien

Nur auf reinem Kupfer entfaltet der Phosphor seine volle Wirkung und entfernt die Oxidschicht selbstständig. Kupferlegierungen wie Messing, Bronze und Rotguss erfordern dagegen ein separates Hartflussmittel, da Phosphor die dort vorhandenen Mischoxide nicht abbauen kann.

Stahl, Edelstahl und Nickel scheiden als Grundwerkstoffe ebenfalls aus, da Phosphor hierbei spröde Phosphide bildet und die Verbindung bereits beim Abkühlen oder unter geringer Last bricht. Auch Aluminium kann nicht mit CuP-Loten hartgelötet werden, da das Lot die Oberfläche nicht benetzen kann – und somit einfach abperlt.

Eine gute Verbindung: Cu-DHP und CuP-Lot

Obwohl Cu-DHP (desoxidiertes Kupfer) und CuP-Lot optisch eine sehr ähnliche rötliche Farbe aufweisen und beide zur Gruppe der Halbzeuge gehören, unterscheiden sie sich grundlegend in ihrer Funktion:

• Cu-DHP (Werkstoff-Nr. 2.0090) ist ein Kupfer-Halbzeug zur Herstellung von Bauteilen wie Rohren, Blechen oder Stangen; der geringe Phosphoranteil (0,015–0,04 %) dient ausschließlich dazu, während der Herstellung Sauerstoff zu binden.
• Das CuP-Lot (Kupfer-Phosphor-Lot) ist hingegen ein Zusatzwerkstoff zum Verbinden zweier Bauteile – mit einem Phosphorgehalt von 5–8 % für eine optimale Fließfähigkeit und Benetzung.

Tipp: In unserem FAQ haben wir einige der häufigsten Fragen zu den verschiedenen Lötverfahren und den benötigten Hilfsmitteln für Sie zusammengetragen. Weitere Begriffserklärungen finden Sie auch in unserem Glossar, dem „ABC des Lötens“.

Legierungszusammensetzungen und Anwendungsgebiete

CuP-Lote lassen sich anhand ihres Phosphor- bzw. Silberanteils gezielt an verschiedene Anforderungen anpassen:

• L-CuP6 / L-CuP7 (6–7 % Phosphor): Standardlegierungen – gutes Fließverhalten in engen Spalten, aber höhere Sprödigkeit der erstarrten Verbindung.
• L-Ag2P / L-Ag5P (ca. 2 % bzw. 5 % Silber, zusätzlich Phosphor; Rest Kupfer): Silber senkt die Schmelztemperatur um weitere 50–100 °C, verbessert das Fließverhalten und macht die Verbindung zäher.

Für Standardanwendungen wie das Hartlöten von Kältemittelleitungen reichen die Standardlegierungen meist aus. Silberhaltige Varianten finden vor allem dort Anwendung, wo die Verbindung mechanischen Belastungen oder Vibrationen ausgesetzt ist.

Tipp: Alles im Lot? Unser Lot-Konfigurator hilft Ihnen dabei, schnell und unkompliziert das passende Kupferlot zu finden.

Einsatzbereiche von Kupfer-Phosphor-Hartloten

CuP-Lote kommen überall dort zum Einsatz, wo Kupfer auf Kupfer gefügt wird und eine flussmittelfreie Verarbeitung gefragt ist.

• HVAC: Kältemittelleitungen in Klimaanlagen, Kühlschränken und Wärmepumpen.
• Heizung und Sanitär: Trinkwasser- und Heizungsrohre – flussmittelfrei, daher keine Verunreinigung des Trinkwassers.
• Wärmetauscher: Kupferrohre in Kühl- und Heizaggregaten.
• Elektrotechnik: Stromschienen und Verbindungen mit hoher Leitfähigkeit.

Die flussmittelfreie Verarbeitung macht CuP-Lote zu einer besonders wirtschaftlichen Option.

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Korrosionsrisiko Schwefel: CuP-Lote in schwefelhaltigen Umgebungen

Schwefelverbindungen wie H₂S oder SO₂ reagieren mit dem Kupfer im Lot, bilden Kupfersulfid und machen die Lötnaht mit der Zeit porös und undicht. Besonders kritisch ist das in Tierzuchtbetrieben, Biogasanlagen und Kläranlagen, durch die organischen Zersetzungsprozesse kontinuierlich Schwefelwasserstoff gebildet wird.

In diesen Umgebungen sind bestimmte Silberhartlote oft die bessere Wahl.

Armin Hain Löttechnik: Flussmittelfreie Kupferlösungen für anspruchsvolle Lötverbindungen

Armin Hain Löttechnik ist seit über 20 Jahren Ihr Spezialist für Löt- und Verbindungswerkstoffe, mit direktem Draht zum Entscheider, fairen Preisen und technischem Know-how von der Beratung bis zum Probelöten.

Bei uns erhalten Sie phosphorhaltige Kupferlote (CuP-Lote) in verschiedenen Ausführungen von silberfreien Standardlegierungen bis hin zu silberhaltigen Varianten mit bis zu 18 % Silberanteil. Für spezifische Anwendungsfälle umfasst unser Sortiment außerdem Sonderlote und geeignete Lötformteile.

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Tipp: Wer die Fertigung auslagern möchte, profitiert von unserer professionellen Lohnfertigung: Flammlöten oder Induktionslöten (auch unter Schutzgas).

FAQ: Häufige Fragen zu CuP-Loten

Im Folgenden finden Sie Antworten auf einige der häufigsten Fragen, die im Zusammenhang mit phosphorhaltigen Kupferloten besonders häufig auftreten.

Was braucht man zum Hartlöten von Kupfer?

Zum Hartlöten von Kupfer benötigen Sie ein passendes Hartlot, eine ausreichend leistungsfähige Flamme (z. B. Propan/Luft oder Propan/Sauerstoff) und sauber vorbereitete, metallisch blanke und entfettete Werkstücke mit kapillargerechter Konstruktion.

Kann man Kupfer auch ohne Flussmittel hartlöten?

Bei reinen Kupferverbindungen ja – der im CuP-Lot enthaltene Phosphor wirkt deoxidierend und unterstützt die Benetzung auf Kupfer, sodass das Lot kapillar in den Spalt einziehen kann. Das ersetzt unter sauberen Bedingungen oft ein separates Flussmittel. Bei Kupferlegierungen (z. B. Messing, Bronze oder Rotguss) oder stark oxidierten Oberflächen ist ein Flussmittel hingegen erforderlich.

Phosphorhaltige Kupferlote mit oder ohne Silberanteil: Was ist besser?

Silberfreie CuP-Lote werden häufig für Kupfer–Kupfer-Standardverbindungen eingesetzt. Silberhaltige CuPAg-Lote haben einen niedrigeren Schmelzpunkt, fließen daher leichter und ergeben oft zähere Verbindungen, was bei schwieriger Wärmeführung oder höherer mechanischer Beanspruchung von Vorteil sein kann.

Kann man mit CuP-Loten auch Stahl/Edelstahl/Nickel löten?

Nein – CuP-Lote gelten hierfür als ungeeignet, weil Phosphor spröde Reaktionsphasen begünstigen kann und die Verbindung dadurch leichter bricht.