ZU DEN KURSEN!

Werkstofftechnik 2 - Verfahrensablauf beim Löten

Kursangebot | Werkstofftechnik 2 | Verfahrensablauf beim Löten

Werkstofftechnik 2

Verfahrensablauf beim Löten

Löten auf einer Platine
Löten auf einer Platine

Neben dem Schweißen fungiert auch das Löten als Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstoffen. Dabei werden zwei zu verbindende Metallteile eng aneinander gelegt und der verbliebene Spalt von einem geschmolzenen anderartigen Metall ausgefüllt. 

Metallteile $\Longrightarrow $ Grundwerkstoff A,

Andersartiges Metall $\Longrightarrow $ Lotwerkstoff B,

Lötverbindung (schematische Darstellung)
Lötverbindung (schematische Darstellung)

sowie ein adäquates Flussmittel sind die Hauptbestandteile eines jeden Lötvorgangs.

Vorbereitungsmaßnahmen

Im Kontaktbereich von Metallteilen und dem andersartigen Metall bildet sich eine schmale Legierungszone. Diese entsteht durch Diffusionsvorgänge, bei denen Atome der Metallteile in den Lotwerkstoff diffundieren und umgekehrt. 

Damit der Lötvorgang erfolgreich ablaufen kann, muss eine ausreichende Oberflächenreinheit gewährleistet sein. Diese umfasst auch eine Oxidfreiheit der Oberflächen. Man kann diesen Zustand erreichen indem man die Oberfläche chemisch, oder mechanisch vorbehandelt. 

Die mechanische Beschaffenheit einer Lötverbindung richtet sich nach den Phasen, die in der Legierungszone vorliegen, sowie deren Mengenanteil und Anordnung. 

Merke

Beim Lötvorgang sind die Temperatur und Bearbeitungsdauer so einzustellen, dass sich ausschließlich eine sehr dünne Legierungszone bildet, die zeitgleich nur schmale und strikt getrennte Sprödphasenbereiche aufweist. 

Lötfehler in Bezug auf Bearbeitungsdauer und Temperatur führen dazu, dass das Flussmittel, welche vor dem Lötvorgang auf die Oberflächen der Metalle zur Oxidauflösung aufgetragen wurde, verdampft und somit keine schützende und reinigende Wirkung mehr vorweist. Die Konsequenz aus diesem Fehler ist, dass die Lötverbindung letztlich nicht ausreichend fest wird. 

Lötwerkstoff

Lot aus Zinn
Lot aus Zinn

Als Lötwerkstoff wir eine sehr leicht schmelzende Metalllegierung, das Lot, eingesetzt. Sie ist die metallische Verbindung zwischen den beiden Metallen. Oft wird eine Bleilegierung wie bspw.  $ PbSn $ oder eine Kupferlegierung wie $ AgCu $ als Lot verwendet. 
Neben einer Auswahl von Lotwerkstoffen besteht auch eine Variation in der Form des Lots. Diese kann folgenden Formen aufweisen:

  • Draht,
  • Plättchen,
  • Formteil,
  • Paste.

Lötverfahren

Seit der erstmaligen Nutzung des Löten zur Verbindung metallischer Werkstoffe haben sich unterschiedliche Lötverfahren entwickelt. Dies sind nachfolgenden aufgelistet:

  • Laserlöten
  • Induktionslöten
  • Ofenlöten
  • Widerstandslöten (elektrisch)
  • Badlöten
  • Flammlöten
  • Kolbenlöten [einfachstes Verfahren]

Jedes dieser Verfahren hat gemein, dass es sich einer von zwei Gruppen zuordnen lässt. Liegt die Arbeitstemperatur unter 450°C so ordnet man das Verfahren dem Weichlöten zu. Überschreitet sie diese Grenzwert, so wird das Verfahren dem Hartlöten zugeordent. 

Wichtig

Beide Gruppen werden in den nächsten Kurstexten einzeln behandelt.