Löten ist ein Fügeverfahren, bei dem Metalle durch Schmelzen von Lot miteinander verbunden werden, ohne den Grundwerkstoff wesentlich an- oder aufzuschmelzen. Lötzinn ist eine Metalllegierung aus Zinn und Blei oder anderen Legierungselementen. Es wird meist mit einem etwa 315°C heißen Lötkolben aufgeschmolzen und bildet nach dem Abkühlen eine feste, gas- und wasserdichte sowie elektrisch gut leitende Verbindung.
Wie funktioniert das Löten?
Das Lot wird mit Hilfe der Wärme eines an einen Temperaturregler angeschlossenen Lötkolbens geschmolzen. Das Lot wird mit dem meist etwa 315°C heißen Lötkolben auf Temperaturen jenseits seines Schmelzpunktes erhitzt, wodurch es schmilzt und die Bauteile benetzt. Beim Abkühlen erstarrt das Lot, wodurch die Lötverbindung entsteht.
Obwohl meist feste Verbindungen erstellt werden, können die Lötstellen, z.B. bei Reparaturen, auch wieder gelöst werden, indem das Lot mit Entlötlitze, einer Entlötsaugpumpe oder einem elektrisch betriebenen Entlötgerät entfernt wird.
Was ist Lötzinn?
Lötzinn ist eine Metalllegierung, die verwendet wird, um starke dauerhafte Verbindungen zu schaffen, wie z.B. beim Verbinden von Kupferdrähten oder Kupferlitzen mit Leiterplatten sowie für Kupferrohrverbindungen. Es wird meist mit einem Durchmesser von 0,8 mm, 1 mm oder 1,5 mm (in den USA meist 0,032 oder 0,062 Zoll) in zwei verschiedenen Arten, bleihaltig und bleifrei, geliefert, aber es gibt auch kleinere und größere Durchmesser. Im Inneren des Lötdrahtes befindet sich das Flussmittel, das zur Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Lötstelle beiträgt.
Welche Metalle können als Lot verwendet werden?
Lötzinn enthielt früher meist Blei, um den Schmelzpunkt zu senken, doch aufgrund von dem Gesundheitsschutz dienenden Vorschriften werden bleihaltige Lote zunehmend durch bleifreie Lote ersetzt, bei denen dem Zinn unter anderem Wismut, Antimon, Silber und Kupfer beigemengt werden.
Welches Flussmittel kann zum Löten verwendet werden?
Gelegentlich treten an der Verbindungsstelle Verunreinigungen wie Öl, Schmutz oder Oxidation auf. Das Flussmittel verbessert die Benetzung, indem es hilft, Oxidation zu verhindern und das Metall chemisch zu reinigen. Das Flussmittel besteht meist aus Kolophonium, das die mechanische Festigkeit und die elektrische Leitfähigkeit von Lötstellen verbessert. Manchmal werden auch Lötwasser oder Netzmittel (Wetting Agents) aufgetragen, um die Oxidschichten zu entfernen und die Oberflächenspannung zu verringern.
Arten des Lötens
In Abhängigkeit von der Temperatur gibt es drei Arten des Lötens, da höhere Temperaturen zu stärkeren Verbindungen führen:
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Weichlöten (90°C bis 450°C): Dieses Verfahren hat den niedrigsten Lotschmelzpunkt aller Lötarten bei weniger als etwa 450°C. Bei diesen Schweißzusätzen handelt es sich in der Regel um Legierungen, oft bleihaltig mit Liquidustemperaturen unter 350°C. Wegen der niedrigen Temperaturen beim Weichlöten werden Bauteile thermisch am wenigsten beansprucht, aber es entstehen keine festen Verbindungen, weshalb es dann für mechanisch belastbare Anwendungen ungeeignet ist. Auch für den Hochtemperatureinsatz ist es nicht geeignet, da diese Art von Lot an Festigkeit verliert und schmilzt.
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Hartlöten (über 450°C): Das Lot aus Silber oder Messing, das beim Hartlöten (englisch brazing oder hard soldering) verwendet wird, erfordert einen Lötbrenner, um die Temperaturen zu erreichen, bei denen die das Lot schmilzt.
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Hochtemperaturlöten (über 900°C): Beim Hochtemperaturlöten wird ein Lot mit einem viel höheren Schmelzpunkt als beim Hart- und Weichlöten verwendet. Ähnlich wie beim Hartlöten wird das zu verbindende Metall jedoch nicht geschmolzen, sondern flussmittelfrei im Vakuum oder unter Schutzgas erwärmt.
Verwendung eines Lötkolbens
Ein Lötkolben ist ein üblicherweise elektrisch beheiztes Handwerkzeug, das zum Erwärmen des Lötzinns auf hohe Temperaturen oberhalb des Schmelzpunkts der Metalllegierung verwendet wird. Dadurch fließt das geschmolzene Lot zwischen die zu verbindenden Werkstücke.
Dieses Lötwerkzeug besteht aus einem wärmeisolierten Griff und einer beheizten Metalllötspitze. Gutes Löten wird davon beeinflusst, wie sauber die Spitze des Lötkolbens ist. Um die Sauberkeit zu gewährleisten, kann ein nasser Schwamm benutzt werden, um die Lötkolbenspitze zu reinigen, bevor Bauteile gelötet oder Lötverbindungen hergestellt werden.
Neben dem Lötkolben sind Entlötpumpen wichtige Lötgeräte. Wenn überschüssiges Lot aufgetragen wird, werden diese kleinen Werkzeuge verwendet, um das Lot zu entfernen, so dass nur das gewünschte übrigbleibt.
Wozu wird eine Lötpistole verwendet?
Lötpistolen werden für Anwendungen verwendet, bei denen viel Wärme benötigt wird, weshalb sie mehr Strom als Lötkolben verbrauchen. Dabei fließt der Strom durch eine schlaufenförmige Heizwendel, die als Lötspitze benutzt wird. Diese Werkzeuge werden zum Verbinden von Buntglas, leichten Blechen und schweren elektrotechnischen Lötarbeiten verwendet. Bei gelegentlichen Lötarbeiten ist die Lötpistole vorteilhaft, weil sie viel schneller aufheizt und abkühlt als ein Lötkolben.