Löten für eine feste Verbindung

Durch Löten werden Metalle unter Einwirkung von Hitze miteinander verbunden. Dies ist zunächst einmal wie beim Schweißen. Beim Schweißen werden allerdings die Werkstücke selbst bis in den flüssigen Bereich erhitzt. Beim Löten hingegen bleiben die Metalle in einem festen Zustand, sie werden durch ein drittes Metall, das geschmolzene Lot, miteinander verbunden. Während das Schweißen mehr etwas für die Profis ist, eignet sich das Löten durchaus zum Einstieg in den Umgang mit heißem Eisen. Wir machen Sie mit den wichtigsten Grundbegriffen vertraut.

Hartlöten oder Weichlöten

Unter Hartlöten versteht man das Löten bei einer Temperatur über 450°C. Die Arbeitstemperatur liegt in der Regel zwischen 670°C und 730°C. Hartlötverbindungen haben eine höhere Festigkeit als Weichlötverbindungen. Deshalb ist bei Kupferrohren für Gasleitungen oder Heizölleitungen das Hartlöten zwingend vorgeschrieben. Auch bei Leitungen, bei denen thermische Spannungen zu erwarten sind, wie bei langen Warmwasser-Leitungsstrecken oder Heißwasser-Heizungsinstallationen mit einer Vorlauftemperatur über 110°C, sollte hart verlötet werden. 

Beim Weichlöten liegt die Temperatur unter 450°C, wobei die Arbeitstemperatur etwa 250°C beträgt. Weichlötverbindungen haben eine geringere Festigkeit als Hartlötverbindungen. Daher ihr Name. Sie können auch nur bei Werkstücken verwendet werden, die später keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Da ihre Arbeitstemperatur niedrig ist, sind Weichlötverbindungen besonders dann geeignet, wenn die zu verbindenden Bauteile dünnwandig sind oder aus anderen Gründen keine hohen Temperaturen vertragen können. Weichgelötet werden soll bei Rohrleitungen für Trinkwasserinstallationen bis 28 mm Außendurchmesser. 

Die Arbeitstemperatur ist die Temperatur, bei der das verwendete Lot benetzt, fließt und bindet. Die Arbeitstemperatur liegt in der Nähe des oberen Schmelzpunktes eines Lotes. Beim Hartlöten ist sie besonders wichtig. Die Arbeitstemperatur des zu verwendenden Lotes darf nicht höher sein als die auf dem Lötgerät angegebene Flammtemperatur. Ist die Leistung des Lötbrenners zu schwach, schmilzt das Lot nicht, es benetzt somit die zu verbindenden Metallteile nicht. 

Lote und Flussmittel

loeten2.jpg Als Lote eignen sich Metalle mit niedrigerem Schmelzpunkt als das jeweilige Lötgut, die zunächst mit einer geeigneten Einrichtung weich gemacht werden und nach dem Erstarren auf den zu verbindenden Teilen haften. Idealerweise soll das Lot auf dem Werkstoff leicht zerfließen und sich dabei mit der Metalloberfläche verbinden oder eine Legierung bilden. Diese Haftung nennt man Benetzung. 

Das Lot muss auch extrem kriechfähig sein, da es bei vielen Anwendungen auch in enge Fugen zwischen Rohren und Drähten einfließen soll. Puncto Festigkeit muss ein Kompromiss geschlossen werden. Als ten Fällen Regel gilt: Das Lot soll so fest wie möglich sein, ohne dabei zu verspröden. Generell sind Weichlötverbindungen nur dann belastbar, wenn die Teile überlappen oder direkt miteinander in Kontakt stehen. Das Lot selbst, hat nur verbindende und keine tragende Funktion. 

In den meis wird Lötzinn als Lot verwendet. Dabei handelt es sich nicht um reines Zinn sondern eine Legierung aus mehreren Metallen (häufig 63 % Zinn und 37 % Blei). Durch den Zusatz anderer Metalle können die Eigenschaften des Lots verbessert werden, es wird z.B. rascher flüssig und verfließt besser. Beim Hartlöten werden zum Beispiel u. a. Messing- und silberhaltige Lote verwendet. 

Außer dem richtigen Lot benötigt man noch so genannte Flussmittel. Sie sollen die Werkstoffoberflächen reinigen und Oxydschichten, die sich auf fast allen Metallen unter Lufteinwirkung bilden, beseitigen. 

Für Lötverbindungen an elektronischen Teilen, Schaltplatinen etc. verwendet man feinen hohlen Lötdraht, der einen Kern aus Flussmittel enthält. Vorteil: Beim Erhitzen wird das Flussmittel - meist Kolophonium - automatisch richtig dosiert. Kolophonium ist ein Harz, das sich besonders gut als Flussmittel eignet, da es isolierende und antioxydierende Eigenschaften hat. 

Bei Wasser-Installationen mit Kupferrohr wird hingegen massiver Lötdraht (Volldraht) oder Stangenlot, das meist in Stücken zu 100 Gramm angeboten wird, verwendet. Als Flussmittel kommt in diesem Fall Lötpaste, Lötwasser, Lötfett oder Lötpulver zum Einsatz. Jedes Flußmittel hat einen bestimmten Temperaturbereich, in dem es Oxyde lösen kann (Wirktemperaturbereich). 

Dieser muss auf die Arbeitstemperatur des Lotes und auf das jeweilige Metall abgestimmt sein. Flußmittel haben allerdings auch unerwünschte Nebenwirkungen. Je besser sie die Oxydationen beseitigen, um so stärker ist in der Regel ihre korrosionsfördernde Wirkung. Deshalb müssen Reste nach dem Löten sorgfältig entfernt werden. 

Gaslöten und Elektrolöten

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen strom- und gasbetriebenen Lötwerkzeugen. Der elektrische Lötkolben ist das klassische Einsteigergerät und ideal für Lötungen an Elektro- oder Elektronikbauteilen geeignet. Lötkolben gibt es mit einer Leistung von 15 bis 100 Watt. Die Geräte mit einer Leistung von 15 bis 60 Watt sind für leichte Lötarbeiten zu empfehlen. Geräte mit einer Leistung darüber (bis 100 Watt) haben eine breitere Spitze und eignen sich daher hervorragend für große elektrische Lötarbeiten. 

Große Lötkolben besitzen eine lange Aufheiz- und Abkühlzeit, die bei Lötpistolen wesentlich kürzer ist. Bereits nach etwa 10 bis 12 Sekunden nach der Betätigung des Schalters hat die Lötpistole ihre Löttemperatur erreicht. Für den Einsatz im Elektronikbereich wird die Spitze meist viel zu heiß. Gut geeignet ist sie hingegen zum Verzinnen von Litzen und Verlöten von kleinen wärmeunempfindlichen Teilen. Bei lang andauernden Lötarbeiten wird die Spitze so heiß, dass sie zum Verzundern neigt. Das hohe Gerätegewicht führt außerdem zu rascher Ermüdung der Hand. 

Für besonders empfindliche Bauelemente sind daher Lötstationen zu empfehlen. Diese sind mit einem stufenlosen Temperaturregler und einem Lötkolben mit Wechselspitze ausgestattet. Vor der ersten Benutzung von elektrischen Lötgeräten ist die Lötspitze zu verzinnen, damit eine einwandfreie Lötung und Wärmeübertragung gewährleistet ist. Unter Verzinnen versteht man das Beschichten der Spitze mit Lot. Diese Lötspitzen dürfen niemals mit einer Feile bearbeitet werden, wenn Lot- oder Korrosionsrückstände zu entfernen sind. 

Neben den elektrischen Lötkolben gibt es Gas-Lötkolben. Diese arbeiten ebenfalls mit einer heißen Spitze, haben aber den Vorteil, dass man nicht auf eine Stromversorgung angewiesen ist. Sie können wie ein Mehrwegfeuerzeug mit Butan nachgefüllt werden. Es gibt zudem Gaslöter, bei denen wahlweise mit Spitze oder offener Flamme gearbeitet werden kann. Schließlich kommen noch Gasbrenner mit unterschiedlichen Mundstücken zum Einsatz, die ausschließlich mit offener Flamme arbeiten. 

Als Orientierung zur Auswahl des richtigen Brenner-Mundstücks: Beim Löten von Rohrleitungen z. B. sollte der Brennerdurchmesser nicht mehr als 3 mm vom Rohrdurchmesser abweichen. Generell gilt: Ein zu großer Brenner ist besser als ein zu kleiner. Gasbrenner s ind universell für Weich- und Hartlötungen einsetzbar. Sie werden einfach auf Einweg-Behältnisse gesetzt. Hier stehen als Brennstoffbehälter einmal die als Camping-Zubehör bekannten Butan-Kartuschen zur Wahl, zum anderen Einweg-Flaschen mit einem Butan-/Propan-Gasgemisch.