Das ABC des Lötens

A-B

Werden überwiegend mit AlSi-Loten hartgelötet. Die Arbeitstemperatur liegt bei ca. 600° C. Somit können ausschließlich Aluminiumwerkstoffe mit einer Solidustemperatur von über 630° C hartgelötet werden.

Besonders geeignet sind: Reinaluminium, Al-Mn, Al-Mg und AL-Mg-Si Legierungen mit weniger als 2% Mg und Si.

Die niedrigste Oberflächentemperatur an der Lötstelle bei welcher die zusammen zu fügenden Werkstoffe be- netzen oder durch Grenzflächendiffusion eine flüssige Phase ausbilden. Die Arbeitstemperatur ist immer höher als die Solidustemperatur der Lotlegierung. Sie kann unterhalb oder oberhalb seiner Liquidustemperatur liegen oder mit ihr zusammenfallen.

Ausbreiten eines geschmolzenen Lotes auf der Werkstückoberfläche. Lote benetzen den Grundwerkstoff nur dann wenn die zu lötenden Flächen sowie die verwendeten Lote metallisch blank sind. Nur bei erreichen der Arbeitstemperatur an der Lötfläche des Bauteils und des Lotes sowie dem auflegieren von mindestens einem Grundwerkstoff kann eine Benetzung erfolgen.

Erhöhte Betriebstemperaturen führen zwangsläufig zu erheblichen Festigkeitsverlusten in der Lötverbindung. Die techn. Datenblätter sollten unbedingt zu Rate geholt werden um die darin angegebenen Betriebstemperaturen bei Dauerbelastung nicht zu überschreiten.

C-D

Siehe kadmiumhaltige Silberhartlot.

Hierbei handelt es sich um einen physikalischen Prozess welcher zur gleichmäßigen Verteilung von Teilchen führt. Somit erfolgt eine komplette Durchmischung zweier Stoffe.

E-F

Eutektische Legierungen besitzen keinen Schmelzbereich sondern ausschließlich einen Schmelzpunkt.

Hartlöt- und Weichlötverbindungen können durch Flammlöten (Löten mit Brenner) durchgeführt werden. Brennerlöten erfolgt meist durch ein Azetylen-Sauerstoffgemisch. Natürlich können auch andere Gas-Sauerstoff-Mischungen verwendet werden. Sämtliche Flammlötungen müssen mit Flussmittel gelötet werden. Hiervon ausgenommen sind Lötungen von Kupfer an Kupfer mittels phosphorhaltigen Kupferloten. Diese Lötungen erfolgen flussmittelfrei.

Die Aufgabe der Flussmittel besteht darin die Oberfläche der zu lötenden Bauteile metallisch blank zu halten. Das heißt vorhandene Oxide müssen von der Lotfläche gelöst werden und eine Neubildung muss verhindert werden.

Die zu lötenden Bauteile werden mit einer dünnen Schicht von Flussmittel eingestrichen und sobald die Temperatur an den zu lötenden Bauteilen den Wirktemperaturbereich des Flussmittels erreicht hat löst dieses die Oxidschicht und verhindert erneutes oxidieren.

Die Flussmitteldämpfe sind reizend bis ätzend. Eine Absaugung ist empfehlenswert, bei bestimmten Flussmittelsorten sogar vorgeschrieben. Diese Angaben entnehmen Sie den jeweiligen Sicherheitsdatenblättern.

G-H

Als Gasflux werden gasförmige Flussmittel, die sich meist aus flüchtigen Flüssigkeitsgemischen entwickeln, bestehend aus Borsäureestern und einem leicht verdampfenden Lösungsmittel als Trägermedium, bezeichnet. Sie werden nur beim Flammlöten eingesetzt.

Der Brenngasstrom wird bei diesem Verfahren durch das Flüssigkeitsgemisch geleitet und reichert sich dabei mit Flussmittel an. Das Flussmittel wird dann über die Flamme auf das zu lötende Bauteil befördert und entfernt dort die Oxide.

Nachteilig bei der Verwendung von Gasflux ist, dass es erst ab ca. 750 °C wirkt und nicht in enge Spalte eindringt, wodurch das Durchlöten verhindert wird.

Das Löten mit Loten deren Liquidustemperatur oberhalb 450° C liegt wird Hartlöten genannt. Hartlote sind meist Silber-Kupfer-Zink-Legierungen welche auch Zinn oder Kadmium enthalten können.

I-J

Das Bauteil wird beim Induktionslöten durch Strom erwärmt. Das Bauteil wird berührungslos in eine Spule gestellt, durch die elektrischer Strom fließt. Man lötet in der Regel an Atmosphäre unter Zugabe von Flussmittel.

K

Kadmiumfreie Silberhartlote haben im Gegensatz zu kadmiumhaltigen Silberhartloten, bei gleichem Silbergehalt, eine höhere Arbeitstemperatur. Kadmiumhaltige Silberhartlote werden aufgrund auftretender Gesundheitsprobleme durch Kadmiumfreie ersetzt. Lesen Sie hierzu auch die entsprechenden Sicherheitsdatenblätter.

Die kadmiumhaltigen Silberhartlote werden wegen ihrer niedrigen Arbeitstemperatur und der guten Benetzung gerne eingesetzt. Kadmiumhaltige Silberhartlote werden von uns vertrieben und auch noch in vielen Branchen eingesetzt. Wir empfehlen auf jeden Fall eine Umstellung auf kadmiumfreie Silberhartlote.

Unter kapillarem Fülldruck versteht man den Druck welcher das geschmolzene Lot auch entgegen der Schwerkraft in den Lötspalt treibt. Er ist abhängig von der Lötspaltbreite und der Geometrie. Es gilt jedoch im Allgemeinen, je enger der Lötspalt um so höher der kabilare Fülldruck.

Bei einem Lötspalt bis 0,2 mm wird das flüssige Lot in den Lötspalt hineingezogen. Diese Kapillarwirkung lässt das Lot tief in den Spalt eindringen und läuft sogar senkrechte Spalten hoch.

L

2 oder mehr untereinander vermischte Metalle nennt man Legierung.

Die oberste Temperaturgrenze des Schmelzbereiches oder des Schmelzintervalles. Oberhalb dieser Temperatur sind die Lote völlig flüssig.

So nennt man die Atmosphäre während des Lötens. Hier unterscheidet man zwischen Umgebungsluft + Flussmittel, Schutzgase wie z.B. Argon, Stickstoff oder Helium, reduzierte Schutzgase wie z.B. Wasserstoff oder Kohlenmonoxid und Vakuum.

Ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen und Beschichten von Werkstoffen, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes bzw. durch Diffusion an den Grenzflächen entsteht. Im Gegensatz zum Schweißen wird die Solidustemperatur des Grundwerkstoffes nicht erreicht.

Der Spalt zwischen den zu lötenden Bauteilen. Wegen der thermischen Ausdehnung kann sich der Lötspalt vom Montagespalt unterscheiden.

Die Lötzeit ist die Zeit vom Beginn der Erwärmung bis zur vollständigen Erstarrung des Lotes. Diese Zeit sollte unter Luft maximal 5 Minuten betragen damit das Flussmittel seine oxidlösende Wirkung beibehält. Danach ist das Flussmittel mit gelösten Oxiden vollständig gesättigt und eine Lötung ist nicht mehr möglich.

M-N

Bei der Messerschnittkorrosion handelt es sich um eine Grenzflächenkorrosion. Diese tritt u.a. bei mit zinkhaltigen Loten hartgelöteten Edelstahlbauteilen welche mit chlorhaltigen, wässrigen Medien in Kontakt kommen auf. Die Stahloberfläche wird überwiegend am Rand und unter der Lötstelle deutlich angegriffen. Löten mit zinkfreien Loten verringert die Korrosionsgefahr.

Der Spalt zwischen den zu lötenden Bauteilen bei Raum- bzw. Umgebungstemperatur.

Nichteutektische Legierungen besitzen keinen Schmelzpunkt sondern ausschließlich einen Schmelzbereich.

O-R

Die zu lötenden Werkstoffe sowie das Lot und evtl. das erforderliche Flussmittel werden in einem Ofenraum auf die entsprechende Löttemperatur erwärmt. Diese liegt im Allgemeinen etwa 50° – 100° C über der Arbeitstemperatur des verwendeten Lotes. In der Regel wird beim Ofenlöten in Schutzgasatmosphären oder im Vakuum flussmittelfrei gelötet.

Mit phosphorhaltigen Loten können Kupfer-Kupfer-Lötungen flussmittelfrei durchgeführt werden. Die im Lot einlegierten Phosphoranteile reagieren beim Schmelzen des Lotes unter Luftsauerstoff zu Phosphorpentoxid, das sich mit dem auf der Kupferoberfläche gebildeten Kupferoxidul zu niedrigschmelzendem Kupfermetaphosphat umsetzt, welches Flussmittelwirkung besitzt.

Da Kupfermetaphosphat korrosionschemisch unbedenklich ist, brauchen die Lötstellen nicht nachbehandelt zu werden. An normaler Atmosphäre können diese Lote auf Kupfer, Silber und Kupfer-Zinn-Bronze ohne Anwenden von Flussmittel verarbeitet werden. Kupfer-Zink-Legierungen erfordern dagegen den Einsatz von Flussmittel. Für schwefelhaltige Medien ist der Einsatz dieser Lote nicht zulässig.

Für Stähle, Eisen- und Nickel-Legierungen werden diese Lote wegen der Ausbildung spröder Zwischenschichten (Sprödphasenbildung) nicht empfohlen.

S-U

Schichtlote sind Kupferschichten oder Nickelnetze welche auf beiden Seiten mit Lot plattiert werden. Der Einsatzbereich ist das Löten von Hartmetallen um die aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskopeffizienten entstehenden inneren Spannungen zu kompensieren.

Sämtliche nichteutektischen Lotlegierungen haben einen Schmelzbereich. Der Schmelzbereich ergibt sich aus der Differenz von Liquidus- und Solidustemperatur.

Solidustemperatur ist die untere Temperatur des Schmelzbereiches oder Schmelzintervalles. Unterhalb dieser Temperatur ist das Lot vollständig erstarrt.

V-Z

Beim Vakuumlöten wird kein Flussmittel benötigt. Sämtliche Hartlote welche bei Löttemperatur einen hohen Dampfdruck haben, da sie mit leichtflüchtigen Elementen wie Kadmium und Zink legiert sind, scheiden für Vakuumlötungen aus. Bei Lötungen an der Atmosphäre können Gase und Flussmittel im Lötspalt eingeschlossen sein. Beim Löten unter Vakuum ist das nicht der Fall, die Teile sind sauber und müssen nicht nachbehandelt werden.

Im Vakuum erstellte Lötverbindungen haben einen guten Füllgrad und hohe Festigkeiten. Hochbeanspruchte Teile, wie Turbinenschaufeln, Wärmetauscher, Wabenkonstruktionen sowie der Triebwerksbau werden bevorzugt im Vakuum gelötet.

Weichlöten ist Löten mit Loten deren Liquidustemperatur unterhalb von 450° C liegt. Typische bleifreie Weichlote sind Zinn-Kupfer (SnCu) und Zinn-Silber (SnAg) Legierungen.

Weichlote werden überwiegend in der Installationstechnik sowie der Elektronik eingesetzt.
In diesen Bereichen kommen vorwiegend Zinn-Kupfer und Zinn-Silberlegierungen zum Einsatz.

Flussmittel beginnen ab einer definierten Temperatur zu wirken; oberhalb einer definierten Temperatur verlieren sie ihre Wirkung. Innerhalb dieses Wirktemperaturbereiches ist das Flussmittel wirksam und ermöglicht oder begünstigt das Benetzen von Werkstückoberflächen durch flüssiges Lot.