Löten - was ist das eigentlich?

Löten - eine alte Methode der Verbindung

Bereits fünftausend Jahre vor Christus war das Löten eine sehr beliebte Technik zum Verbinden von Materialien. Die Archäologie kennt viele Beispiele für Artefakte aus Edelmetallen, die mit dieser Technik hergestellt wurden. Heutzutage ist das Hartlöten neben dem Schweißen die beliebteste Methode zum Verbinden von Materialteilen. Bei dieser Technik werden Bauteile mit Hilfe von Lot, einem metallischen Bindemittel, verbunden. Sein Schmelzpunkt ist niedriger als der der zu lötenden Teile. Um das Hartlöten korrekt auszuführen, muss das Lot bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes, aber nicht oberhalb des Schmelzpunktes der zu verbindenden Werkstoffe gelötet werden. Hartlöten wird für Metalle und Nichtmetalle (Glas, Keramik, Graphit) verwendet. Es können nicht nur homogene Werkstoffe verbunden werden, sondern auch Werkstoffe, die sich in ihrer Struktur unterscheiden. Der größte Unterschied zwischen Hartlöten und Schweißen besteht darin, dass beim Schweißen sehr hohe Temperaturen entstehen, die das Zusatzmaterial und die Kanten der zu verbindenden Teile schmelzen. Eine dauerhafte Verbindung wird durch das Entstehen einer Haftung und Diffusion. Um eine Lötstelle zu bilden, muss eine metallische Verbindung zwischen dem Lot und den Bauteilen bestehen. Um dies zu erreichen, muss das flüssige Lot die zu lötenden Materialien benetzen. Das Löten wird nach der Schmelztemperatur des Lotes eingeteilt: 

• Hochtemperaturlöten (ab 900°C aufwärts) 
• Hartlöten (über 450°C) 
• Weichlöten (unter 450°C) 

Lötmittel, auch als Lot bekannt, ist das Material, das zum Verbinden verwendet wird, und das Werkzeug zum Löten ist ein Lötkolben oder ein Brenner. Bei diesem Verfahren können auch spezielle Öfen verwendet werden.

Entlöten 

Um die Lötung rückgängig zu machen, wird Folgendes verwendet Auslöten. Dies ist ein umgekehrtes Verfahren und wird zur Reparatur oder zum Austausch von gelöteten Bauteilen verwendet. Sie ist eine wichtige Tätigkeit für die Reparatur von Geräten. Zum Entlöten können wir einen Lötkolben oder einen Entlötkolben verwenden, in der Regel zusammen mit einem Zinnabzieher. Zum Entfernen des Zinns wird ein Lötkolben oder Entlötband verwendet. Wenn es schwierig ist, Bauteile zu trennen und die Gefahr besteht, dass eines der Bauteile beschädigt wird, sollten Spezialwerkzeuge verwendet werden. 

Löten in der Industrie 

Das industrielle Massenlöten von Bauteilen, die in der Durchstecktechnik hergestellt werden, erfolgt im sogenannten "Wellenverfahren". Dabei wird die gedruckte Schaltung bewegt, wenn alle erforderlichen Bauteile bereits eingesetzt sind. Auf der Oberfläche des Lötzinns, das in die Lötpfanne eingelegt wird, bildet sich ein quer verlaufender Buckel. Auf diese Weise entsteht eine Welle, deren Oberseite die Unterseite der bewegten Leiterplatte berührt und die Metallteile mit dem geschmolzenen Lot bedeckt. Sobald das Lot abgekühlt ist, bildet es eine Verbindung von sehr guter Qualität. Beim berührungslosen Löten werden die Bauteile mit Warmluft oder Infrarot erwärmt. Es wird für gedruckte Schaltungen verwendet. In diesem Fall werden Flussmittel und Lot in Pastenform auf verschiedene Bereiche der Schaltung aufgetragen. Wenn alles an Ort und Stelle ist, werden die Platine und die anderen Bauteile mit der bereits erwähnten Warmluft oder der so genannten Infrarotwärme erhitzt. Infrarotheizung. Später wird die Schaltung abgekühlt, das Lot gerinnt, die Verbindungen kühlen ab und der Prozess ist beendet. Moderne Lötstationen, die mit Heißluft arbeiten, heißen heiße Luft. In ihnen erzeugt eine Pumpe einen Luftstrom, der dann auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Alles wird von einem Mikroprozessor überwacht, der die Aufgabe hat, die Temperatur, den Luftstrom und die Betriebszeit zu regeln. Um den Luftstrom nach Wunsch zu regulieren, werden Düsen verwendet. 

Bleifreies Löten 

Diese Art des Lötens wird mit einer bleifreien Legierung durchgeführt. Am 1. Juli 2006 hat die Europäische Union eine Beschränkung der Verwendung von gefährlichen Stoffen, wie z. B. Blei in Lötmitteln, eingeführt. Die technologische Entwicklung machte es erforderlich, die Parameter der Geräte zu ändern oder sie vollständig zu ersetzen, um die neuen Anforderungen zu erfüllen. Bei der bleifreien Technologie gibt es einige Hindernisse, die den gesamten Prozess erschweren, wie z. B.: 

• die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der so genannten Zinnkrautfäule bei niedrigen Temperaturen, 
• das Vorhandensein von Zinnwhiskern, die zu Kurzschlüssen und verschiedenen Arten von Schäden führen, 
• erhöhte Lötfluss-Temperatur. 

Es besteht die Gefahr, dass sich an Widerständen und Kondensatoren Kapillarwülste bilden, die je nach Art ihrer Entstehung unterschiedlich groß sein können. Die Ursachen für dieses Phänomen sind: 

• heißer Schlupf, 
• zu wenig Fließfähigkeit, 
• Benetzbarkeit des Flusses. 

Für diese Art des Lötens sind Temperaturen im Bereich von 215- 220°C. Aufgrund der matten und körnigen Oberfläche von bleifreiem Lot ist es schwierig, eine schlechte Verbindung oder eine sogenannte Kaltlot.  

Löten unter dem Einfluss von Stickstoff 

Bei dieser Art von Verfahren wird Stickstoff in den Schmelzbereich des Lots eingebracht. Dadurch wird die Leistung der Verbindung verbessert. Das Löten unter Stickstoffatmosphäre wird sowohl in der Massenproduktion als auch in der Handarbeit eingesetzt. 

Weichlöten 

Diese Art des Lötens findet bei einer Temperatur statt, die nicht höher ist als 450°C (in der Regel etwa 320). Dabei wird ein Metall mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als dem der zu verbindenden Metalle verbunden. Diese Technik wird bei niedrigen Betriebstemperaturen eingesetzt, z. B. bei elektronischen Schaltungen, elektronischen Drähten, Blechen usw.  

Die beim Weichlöten am häufigsten verwendeten Metalle sind Stahl, Messing, Zink oder Kupfer. Weichlot schmilzt bei einer Temperatur von 183- 280°C. Es gibt sie in Form von Draht, Platten, Pulver oder Stäben. Die beim Löten am häufigsten verwendeten Legierungen sind Zinn, Wismut, Cadmium und Antimon. Flussmittel werden verwendet, um den Schmelzpunkt des Lots zu senken, seine Oxidation zu verhindern und das Eindringen in schwer zugängliche Metallstrukturen zu verbessern. Flussmittel sind sehr häufig in Form verschiedener ätzender Flüssigkeiten, einer speziellen Paste oder in fester Form anzutreffen. 

Hartlöten 

Die Art des Lötens, die bei Temperaturen über 450°C. Für seine Herstellung werden Hartlote verwendet. Mit Hilfe von Hartlöten Kohlenstoff-, Wolfram-, Molybdän- oder Nickelstähle kombiniert werden. Außerdem werden sie mit Gold, Silber oder Kupfer verwendet. Das Lötverfahren verwendet Acetylen-Sauerstoff-Brenner oder eine Lötlampe. Es ist auch möglich, induktiv mit elektrischem Strom oder auf einem Schmiedefeuer zu löten. Es ist sehr wichtig, die richtigen Flussmittel zu verwenden, die dazu dienen, die Metalloxide aufzulösen, so dass sich das Lot leichter auflösen und besser in alle Ritzen eindringen kann. Darüber hinaus verhindern sie die Oxidation des gesamten Prozesses. 

Unterschied zwischen Löten und Schweißen 

Während des Schweißvorgangs schmelzen beide Metalle durch die entstehende Hitze. Dies ist auf die Bildung einer Atombindung zurückzuführen, die die Bindungswirkung erheblich verbessert. Beim Löten hingegen entsteht diese Art von Verbindung nicht, was bedeutet, dass ein drittes Metall, das so genannte Lot, benötigt wird, um die Teile miteinander zu verbinden. Nach dem Schweißen bleibt eine dicke und hässlich aussehende Naht zurück, die später abgeklebt werden muss. Lötzinn hingegen bietet einen besseren und weniger auffälligen Effekt. Außerdem ist der Zeitaufwand für das Löten geringer als für das Schweißen, was eindeutig für das Löten spricht.