Bei der Herstellung von Lötverbindungen werden Bauteile mithilfe eines Lots stoffschlüssig und nicht lösbar verbunden und beschichtet. Dabei wird das Lot geschmolzen und benetzt die Oberfläche der zu fügenden Bauteile. Die Schmelztemperatur des Lots liegt unterhalb der, der Bauteile.
Mit diesem Fügeverfahren lassen sich gleiche oder verschiedenartige metallische Werkstoffe miteinander verbinden.
Lötverfahren
Die Lötverfahren werden nach der Arbeitstemperatur eingeteilt:
- Weichlöten
Hier liegt die Arbeitstemperatur unter 450°C. Dieses Lötverfahren wird dort angewandt, wo die Lötverbindung keine hohen Belastungen ausgesetzt ist, sie aber dicht oder leitfähig sein soll. - Hartlöten
Hier liegt die Arbeitstemperatur über 450°C. Hartlöten wird angewandt, wenn höhere Belastungen zu erwarten sind. - Hochtemperaturlöten
Hier liegt die Arbeitstemperatur über 900°C. Um Oxidation zu vermeiden, werden diese Lötverbindungen unter Schutzgas oder im Vakuum hergestellt.
Um zusätzliche Festigkeit zu erreichen, können die Lötstellen formschlüssig (Bördeln, Falzen) gestaltet werden.
Lötvorgang zur Herstellung von Lötverbindungen
Beim Löten nutzt man die Kapilarwirkung, die das flüssige Lot in den Lötspalt zieht. Um diese optimal nutzen zu können, sollte der Lötspalt 0,05 mm bis 0,2 mm betragen. Ist der Spalt größer, spricht man von einer Lötfuge. Diese sollte vermieden werden, da hier das flüssige Lot nicht genügend in die Fuge hineingezogen wird.
Damit die Lötverbindung fest und dicht wird, muss das Lot die Bauteile vollständig benetzen. Hierzu muss die Lötstelle gründlich gereinigt und mit Flussmittel bestrichen werden. Das Flussmittel löst Oxide in den Metallen und verhindert zusätzlich eine weitere Oxidation dieser. Eine Oxidschicht würde das Benetzen der Bauteile durch das Lot verhindern.
Der Bereich der Arbeitstemperatur liegt zwischen der niedrigsten Oberflächentemperatur der Bauteile, bei der das Lot anfängt zu fließen, benetzen und legiert und der maximalen Löttemperatur. Liegt die Temperatur darunter, spricht man von einer kalten Lötstelle, wobei keine Verbindung zwischen Lot und Grundwerkstoff stattfindet. Ist die Temperatur über der Arbeitstemperatur, kann der Grundwerkstoff verzundern und das Lot verspröden.
Flussmittel werden nach ihrem Wirktemperaturbereich eingeteilt. Dieser befindet sich unterhalt der Arbeitstemperatur und reicht über die maximale Löttemperatur hinaus. Das geeignete Flussmittel wird anhand der zu verbindenden Werkstoffe und der Wahl des Lötverfahrens ausgewählt.
Während der Benetzung verteilt sich das flüssige Lot rasch auf der Oberfläche der Bauteile und dringt dort in das Gefüge ein. Dadurch entsteht eine Diffusion mit den Grundwerkstoffen. D.h. es bildet sich eine Legierung.
Da das Lot meistens einen Schmelzbereich und keinen Schmelzpunkt besitzt, erstarrt es nicht sofort, sondern geht zuerst in einen zähen breiigen Zustand über. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass die Lötverbindung keinen Erschütterungen ausgesetzt wird, da die Festigkeit sonst vermindert wird.