Fügetechnik

Löten

Beim Löten benetzt ein geschmolzener Zusatzwerkstoff, der eine Liquidustemperatur besitzt, welche geringer als die Solidustemperatur des bzw. der Grundwerkstoffe ist, die Oberfläche der Bauteile und dringt in den Lötspalt ein. Beim Erstarren wird eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. Als Verbindungsmaterial dient meist eine leicht schmelzbare Metalllegierung, das Lot. Mit dessen Hilfe wird eine metallische Verbindung von zwei metallischen Bauteilen erzeugt.

Ein Kennzeichen einer Lötverbindung ist die Intermetallische Verbindung. In dieser dünnen Schicht bilden der Grundwerkstoff und das Lot eine Legierung und gehen eine feste Verbindung ein. Nachteilig wirkt sich das Vorhandensein unterschiedlicher Metalle und Legierungen an Lötverbindungen aus. Bei Anwesenheit eines Elektrolyten (z. B. Feuchtigkeit) entstehen galvanische Elemente wie ein Lokalelement, die zu verstärkter Korrosion führen können.

Entscheidend für die Einteilung ist die Liquidustemperatur des Lotes:

• bis 450 °C: Weichlöten
• ab 450 °C: Hartlöten
• über 900 °C: Hochtemperaturlöten (im Vakuum oder unter Schutzgas)

Die Anwendung entscheidet über das verwendete Verfahren.

Hartlötverbindungen weisen im Allgemeinen eine geringere Festigkeit auf als Schweiß- verbindungen, aber fast immer eine höhere als Weichlötverbindungen. Als Material zum Erzeugen einer Lötverbindung werden Lote verwendet. Metalllote sind meist Legierungen, die als Lötdraht oder Lotpaste vorliegen. Sie enthalten oft bereits ein Flussmittel. Nach der Lötung verbleibt oft ein Rückstand des Flussmittels auf der Lötstelle. Vakuumverbindungen (Hochvakuumanlagen oder Elektronenröhren) oder solche mit hohen Reinheitsansprüchen
(z. B. Montage von Halbleiterlasern) müssen ohne Flussmittel erfolgen, erfordern daher reine Oberflächen der Fügepartner und müssen unter Schutzgas oder Vakuum ausgeführt werden.

Flussmittel

Damit der oben beschriebene Diffusionsprozess stattfinden kann, müssen alle Metalloberflächen blank und somit frei von Oxiden und Verschmutzungen sein. Fast ausnahmslos wird unter Lufteinwirkung gelötet. Schon während der Erwärmung der Lötstelle begünstigt der Sauerstoffanteil der Luft eine Oxidation der Oberflächen, die eine zuverlässige und damit erfolgreiche Lötung gefährdet.

Daher wird in solchen Fällen vor dem Lötvorgang ein Flussmittel aufgetragen. Das Flussmittel reduziert (entoxidiert) die Oberfläche beim Löten und soll die erneute Oxidbildung vor und während des Lötvorgangs verhindern, die sonst die Fließ- und Benetzungseigenschaften stark reduzieren würden und weiterhin um Einschlüsse von Fremdstoffen zu verringern. Ein weiterer Effekt ist das Verringern der Oberflächenspannung des flüssigen Lotes.

Die Art der Flussmittel ist vom Anwendungsgebiet abhängig. Viele Flussmittel müssen nach der Lötung beseitigt werden, da sie sonst korrosiv wirken.

Bei Ofenlötungen wird ohne Flussmittel unter Schutzgas oder Vakuum gelötet.

Das Schutzgas verhindert die Oxidation und kann auch reduzierend auf vorhandene Oxidschichten wirken.

Im Gegensatz zum konventionellen Löten wird beim Vakuumlöten die Arbeitstemperatur solange gehalten, bis durch Diffusion zwischen Grundwerkstoff und flüssigem Lot das Lotgut bei Löttemperatur erstarrt. Das HochtemperaturVakuumlöten hat sich für das Fügen hochbeanspruchter Konstruktionen aus unterschiedlichsten Materialien bestens bewährt. Typische Bauteile, die vakuumgelötet werden, sind Heißgasturbinen, temperierte Werkzeuge, Serienteile und Plattenwärmetauscher.

Auf den Folgeseiten finden Sie die von uns angebotenen Lötverfahren.