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Solderen
Hier wird eine Lötverbindung mit einem Lötkolben wieder aufgeschmolzen

Löten ist eine Technik zum Verbinden von Metallteilen durch ein Material, normalerweise a Metalllegierung (das Lot), mit einem Lager Schmelzpunkt als die zu verbindenden Teile. Das Wort Löten kommt von der Latein Wort Solidarität ('befestigen').

Prinzip

Die Verbindung wird hergestellt, indem das Lot aufgeschmolzen und zwischen den zu lötenden Teilen fließen gelassen wird. Wenn Löten auftritt Oxidation auf. Daher a reduzierendFluss benutzt. Das Lot kann jede Form annehmen, beispielsweise ein Stab, ein Draht, ein Granulat, ein Pulver oder eine Paste. Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen können mit einem Schwalllötbad gelötet werden. In der Glas- und Porzellanindustrie und bei Zahntechnik Glaslöten verwendet.

Der Unterschied zu Schweißen besteht darin, dass das Löten bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt wird, bei der das Material des Werkstücks nicht schmilzt. Dies erleichtert auch das Verbinden von Metallen mit anderer Zusammensetzung. Beim Schweißen ist die Temperatur so hoch, dass neben dem Schweißdraht oder Schweißelektrode auch das Metall entlang der Schweißnaht des Werkstücks selbst wird flüssig.

Etrusker Ohrring (530-480 v. Chr.), auf dem das Granulat (die Kugeln) mit eutektisch gelötet werden. (Britisches Museum, London)

Löten in der Antike

Die Löttechnik ist alt. Im Mesopotamien Die Technik des Lötens war bereits vor 5000 Jahren bekannt.

Seit dem Minoische Zivilisation eine spezielle Löttechnik verwendet wird, genannt eutektisches Löten. Anstatt ein Lot zu verwenden, haben sie es verwendet eutektisch Punkt von (in diesem Fall) Gold und Kupfer. Hauptbestandteil ist hier Kupferoxid. Das war mit a organisches Material (wird oft dafür verwendet Stärke verwendet) gemischt und auf den Untergrund aufgetragen. In diese gab der Goldschmied dann das Granulat (die Kugeln) ein, danach wurde das Ganze getrocknet und das Werkstück anschließend in seiner Gesamtheit vorsichtig erhitzt. Der Kohlenstoff in der Stärke wirkte wie ein Reduzierstück und das Kupferoxid wurde in Kupfer umgewandelt. Gleichzeitig bildete der direkte Kontakt mit dem Gold ein Eutektikum: eine Legierung mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als seine Bestandteile. Dadurch verschmolzen die Körner mit der Oberfläche, ohne ihre Form weiter zu verlieren.[1]

Löttechniken

Die Wahl der Methode hängt hauptsächlich vom Zweck der Verbindung und etwas vom zu lötenden Material ab.

  • Weichlöten: bei relativ niedriger Temperatur (< 450 °C), mit Legierungen auf Basis von Zinn, Kupfer und Silber- in wechselnden Kompositionen.
  • Tauchlöten: Tauchen der Unterseite einer Leiterplatte in ein Lötbad.
  • Wellenlöten: Wie beim Tauchlöten wird nur eine Lotwelle mit einer Pumpe in das Lötbad gefördert.
  • Löten: (oder Flammlöten): bei höherer Temperatur (450 °C – 900 °C), mit Kupferbasislegierungen als Lötmaterial, Zink und Silber.
  • Induktionslöten: Die Wärme wird im Objekt selbst durch eine Spule erzeugt, in der ein (hochfrequentes) magnetisches/elektrisches Umkehrfeld erzeugt wird. Das zu lötende Objekt befindet sich in der Spule.
  • Laserlöten: Löten mit a Laser- bei relativ niedrigen Temperaturen (ca. 450 °C).[2]
  • Ultraschalllöten: Das zu lötende Objekt wird mit Ultraschallwellen erhitzt.
  • Ofen- und Hochtemperaturlöten: Hart-, Weich- oder Hochtemperaturlöten im Ofen. Geschieht dies unter Vakuum, nennt man dies Vakuumlöten.
  • Salzbadlöten: Löten in einem beheizten Salzbad. Diese Technik wird hauptsächlich für Aluminiumverbindungen verwendet, kann aber auch zum Messinglöten von Stahl verwendet werden. Aluminium oxidiert an der Luft und kann daher nur im Vakuum oder in einer Flüssigkeit gelötet werden.
  • Widerstandslöten: Löten mit einem an einen Stromkreis angeschlossenen Kohlestab; der Widerstand der Carbonspitze sorgt für die Erwärmung.
  • Plasma- oder Lichtbogenlötschweißen: Schweißen mit einem Schweißdraht, der einen niedrigeren Schmelzpunkt als die zu lötenden Materialien hat; das zu lötende/schweißende Material schmilzt nicht.
  • Glaslöten: Eine Technik, bei der Porzellan, Glas oder ein Keramikmaterial mit Glaslot miteinander verbunden werden.
Weichlöten mit Lötbrenner
Ein Widerstand, der klassisch auf eine Leiterplatte gelötet wird

Weichlöten

Weichlöten wird in der Regel mit a Lötkolben, aber für Bauzwecke auch mit a Lötbrenner. In der Vergangenheit wurde Weichlöten als Lötmittel verwendet Lot, überall eine Zinnlegierung führen im ges. Ab 1. Juli 2006, gemäß der RoHS, das Europäische Richtlinie die Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten, die Verwendung von bleihaltigen Loten in Konsumgütern verboten. Der Nachteil von bleifreiem Lot besteht darin, dass die Verarbeitungstemperatur um ca. 40°C höher liegt. Die Schweißnaht ist im Gegensatz zu bleihaltigem Lot stumpf. Bei bleihaltigem Lot ist eine Schweißnaht stumpf, wenn es sich um eine sogenannte Kaltschweißung handelt.
Beim Löten mit einem Lötbrenner sollte vor dem Löten ein Flussmittel hinzugefügt werden Korrosion verhindert. Früher wurden zum Beispiel Wasserrohre aus Kupfer gelötet S-39 oder eine andere, auf Salzsäure basiert, mittel. Die Nutzung dieser Ressourcen ist jetzt[(seit wann?] ist jedoch beim Löten von Wasserleitungen nicht mehr zulässig. Heutzutage[(seit wann?] Dazu wird ein säurefreies Flussmittel verwendet.

Die zu lötenden Oberflächen müssen gründlich gereinigt werden, danach werden die Oberflächen mit einem Flussmittel (Flussmittel) geschmiert, das den Fluss des Lotes fördert und zwischenzeitlich Oxidation der Lötflächen. Für Anschlüsse wie im Elektronik und Elektrotechnik, es gibt Lot, ausgeführt als Draht mit a Harzkern. Dieses Harz sorgt dafür, dass die zu lötenden Oberflächen von Oxiden befreit werden, so dass das Lot gut fließt. Bei der klassischen Leiterplattenfertigung wurden alle Bauteile durch Bohrungen in der Leiterplatte von der Bestückungsseite zur Lötseite gesteckt. Die Komponenten wurden dann nacheinander an den Enden der Kupferbahnen an die Unterseite der Leiterplatte gelötet.[3]

Gelegentlich kann zu viel Lot in Tropfenform an der Spitze eines heißen Lötkolbens haften bleiben. Dies erschwert das Löten kleiner Teile. Es ist dann wichtig, diesen Tropfen zu entfernen. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, aber am schnellsten ist das einfache Anzapfen eines Behälters. Die Spitze kann auch mit einem leicht angefeuchteten Schwamm oder Tuch gereinigt werden; der Vorteil ist, dass damit auch eingebrannte Flussmittelrückstände entfernt werden.

Weichlöten wird auch zum Löten verwendet Buntglasfenster und löten Orgelpfeifen. Das passierte früher mit führenhalten Lötzinn aber heutzutage[(seit wann?] bleifreies Lot verwendet wird.[4]

Tauch- und Wellenlöten

Eigentlich sind dies fast die gleichen Techniken. Tauchlöten ist ein Lötverfahren, bei dem a PCB auf welchen Komponenten wie Transistoren, Widerstände und Kondensatoren Durch die in die Leiterplatte gebohrten Löcher werden einige Zeit mit der Unterseite in ein Lötbad getaucht. Beim Wellenlöten bleibt die Leiterplatte knapp über der Oberfläche des Lötbades und mit einer Pumpe wird im Lötbad eine kleine Welle erzeugt, die von unten auf die Leiterplatte trifft. Bei diesen Techniken kann das Löten mechanisch erfolgen, indem die Leiterplatte in einem Durchgang durch ein Lötbad geführt wird. Sie müssen nicht mehr Schweißnaht für Schweißnaht wie in der Vergangenheit herstellen. Heutzutage[(seit wann?] einer passt fast ausschließlich Oberflächenmontiertes Gerät oder SMD-Technik. Statt Löten werden auch hier elektrisch leitfähige Klebstoffe verwendet. Die meisten Leiterplatten sind zweiseitig, das heißt, dass die Ober- und Unterseite abwechselnd durch das Lötbad geführt werden müssen.[5]

Hartlöten

Hartlöten

Von Hartlöten (auch Hartlöten genannt) spricht man, wenn mit einem Brenner bei einer Temperatur über 450 °C gelötet wird. Dies kann bei Zinnlegierungen mit einem einfachen Butanbrenner. Beim Hartlöten mit einer Messing-, Silber- oder Aluminiumlegierung wird ein Butangas/Sauerstoff oder ein Acetylen/Sauerstoffbrenner. Das Hartlöten kann beispielsweise auch mit Induktionslöten erfolgen. Mit Messinglot, eine Ummantelung von Fluss (ein weißliches Pulver).[6][7] Die Wahl des verwendeten Lotes wird hauptsächlich durch die zu verbindenden Materialien bestimmt. Will man zwei Kupferteile verbinden, wählt man meist ein Lot, das hauptsächlich aus Kupfer besteht, mit Silber und Phosphor als Legierungszusatz. Ein Vorteil dieses Lotes ist, dass es selbstfließend ist, d.h. es muss kein zusätzliches Flussmittel hinzugefügt werden. Will man zwei Stahlteile verlöten, wählt man in der Regel Messing. Ist einer der Teile von rostfreier Stahl, dann wählt man Silberlot. Der Preis hierfür ist je nach Silbergehalt um ein Vielfaches höher. Bei niedrig schmelzendem Lot (ca. 620 °C) kann dieser 55-60% betragen. Vor 2012 haben die Leute oft verwendet Cadmium in diesen Lotlegierungen, aber heutzutage[(seit wann?] ist aufgrund der Toxizität dieses Materials verboten. Beim Löten sollte auf eine gute Absaugung geachtet werden, da die Dämpfe des Flussmittels schädlich sind.

Induktionslöten

Die Wärme wird im Objekt selbst durch eine Spule erzeugt, in der ein (hochfrequentes) umkehrendes magnetisch-elektrisches Feld erzeugt wird. Das zu lötende Objekt befindet sich in der Spule.[8]

Ultraschalllöten

Das zu lötende Objekt wird vollständig mit Ultraschallschwingungen erhitzt.

Ofen- und Hochtemperaturlöten

Beim Ofenlöten wird der zu lötende Gegenstand, nachdem er mit Lot und gegebenenfalls mit einem Flussmittel (Flussmittel) versehen wurde, vollständig in einem Ofen erhitzt. Der Ofen kann mit Gas, Öl oder Strom beheizt werden. Diese Technik kann zum Weich-, Hart- und Hochtemperaturlöten verwendet werden. Durch die gleichmäßige Erwärmung des Lötgutes verformt sich das Material wenig. Diese Technik wird industriell verwendet.[9]

Beim Hochtemperaturlöten wird das zu lötende Objekt in einen Ofen mit einer Temperatur zwischen 800 °C und 1300 °C gelegt. Die so hergestellten Verbindungen sind fester als beim Hart- oder Weichlöten. Es wird kein Flussmittel verwendet, aber a reduzierend Gas, oder es gibt a Vakuum zu Oxidation verhindern. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass keine Rückstände des Flussmittels zurückbleiben. Hochtemperaturlöten unter Vakuum ist Vakuumlöten erwähnt. Diese Löttechnik wird unter anderem in der Flugzeugindustrie eingesetzt.[10]Wenn ein Backofen mit einem elektrischen Heizelement ausgestattet ist, das Infrarot (Wärme-)Strahlung aussendet, wird dies als Infrarotlöten bezeichnet.[11]

Löten im Salzbad

Diese Technik verwendet ein erhitztes Salzbad. Der Lötgegenstand wird zunächst in einem Ofen auf eine Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunktes des Lotes erhitzt. Anschließend wird der Lötgegenstand mit Lot und Flussmittel versehen und in das Salzbad getaucht. Das Salzbad senkt den Schmelzpunkt des Lotes und schmilzt das Lot. Nach dem Löten wird das Werkstück in einem Wasserbehälter abgekühlt. Das Salz im Salzbad wirkt auch als Reduktionsmittel.[11]

Widerstandslöten

Widerstandslöten ist eine Technik, die hauptsächlich in der Modellbau wird angewandt. Die Ausrüstung steht zum Verkauf, vieles davon wird aber auch selbst gebaut. Der Vorteil ist, dass die Erwärmung sehr lokal erfolgt und die Lötstelle kaum sichtbar ist. Die Beheizung erfolgt mittels a Kohlenstoffstange ein großes machen fließen auf einem niedrigen Stromspannung wird kontrolliert, sobald der Kohlestab mit der Spitze gegen das zu lötende Objekt gehalten wird. An einem Pol der Schaltung wird das zu lötende Objekt befestigt, an dem anderen der Kohlestab. Ein einstellbarer Transformator um den Strom und damit die Temperatur zu regulieren. Die verwendete Spannung liegt zwischen 6 und 12 Volt. Zum Beispiel bei einer Spannung von 6 Volt und einem Strom von 15 Ampere wird man 90 Watt Lötfähigkeit haben. Das Lötzinn wird vorab als Paste oder kleine Lotstücke mit einem Flussmittel auf das zu lötende Objekt aufgetragen.

Plasmalötschweißung an der hinteren Abdeckung von a Audi A3 Sportback

Plasma- oder Lichtbogenlötschweißen

Beim Plasma-Lötschweißen wird ein Schweißdraht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die zu verbindenden Gegenstände verwendet. Die zu verbindenden Teile schmelzen nicht.[12] Wie der Name schon sagt, verwendet das Plasma-Lötschweißen a Plasma. Das Plasma wird durch eine hohe gebildet elektrische Spannung zwischen einer Elektrode (Schweißdraht) und dem Werkstück. Entlang dieser ist ein untätig Gas zugeführt. Durch die Potenzieller unterschied das Gas wird elektrisch leitfähig und zwischen Elektrode und Werkstück entsteht ein Plasmalichtbogen. Der Bogen muss vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Dies geschieht mittels a Schutzgas.

Glaslot

Glaslöten ist eine Löttechnik für Teile Glas, Porzellan oder Keramik miteinander zu verbinden. Als Lot wird ein feines Pulver aus gemahlenem Glas verwendet, das zu einer Paste verarbeitet wurde. Bei einfachen Glaslotsorten wird das Glaspulver mit Wasser vermischt oder Alkohol gemischt. Glaslote für spezielle Anwendungen verwenden Lösungsmittel mit einem Bindemittel. Glaslöten wird unter anderem zum Abdichten verwendet used Vakuum-Fluoreszenz-Displays und beim Verbinden von Elementen aus Porzellan Dental Brücken. Es wurde auch bei der Herstellung von Quecksilberthermometerthermometer. Die Löttemperatur beim Glaslöten liegt zwischen 400 und 800 °C.[13]

Siehe auch

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