Inhaltsverzeichnis
Das Löten als haltbare und zuverlässige Verbindungstechnik von Metallen wird häufig eingesetzt, um elektronischer Bauteile miteinander zu verbinden, da hierbei die Leitfähigkeit des Materials erhalten bleibt. Auch andere Metallwerkstücke können Sie durch Löten zusammenfügen. Neben der passenden Löt-Methode müssen Sie die geeigneten Materialien und Werkzeuge wählen. Was Sie dabei beachten müssen, was der Unterschied zwischen Hart- und Weichlöten ist und wie Sie Schritt für Schritt eine Lötverbindung herstellen, erfahren Sie hier im Profi-Ratgeber.
Was ist Löten?
Durch Löten lassen sich Werkstücke aus Metall dauerhaft miteinander verbinden. Ob sie aus denselben oder aus unterschiedlichen Metallen bestehen, spielt dabei keine Rolle, solange die Materialien lötfähig sind. Die Verbindung entsteht, indem ein drittes Material, in der Fachsprache Lot genannt, auf die Grenzflächen aufgebracht und unter Hitzeeinwirkung geschmolzen wird, sodass es mit den jeweiligen Metallen eine Legierung bildet. Das Material eines Lots ist meistens eine Metalllegierung, diese muss auf die Werkstoffe abgestimmt werden. Während des Aushärtens entsteht dann eine stoffschlüssige Verbindung, die nur durch Zerstörung des Lotes gelöst werden kann (Entlöten).
Lötverbindungen sind für sehr filigrane Werkstücke, aber auch für größere Flächen geeignet. Die Lötstelle schränkt weder die Strom- noch Wärmeleitfähigkeit ein. Im Vergleich zum Schweißen bleibt die Arbeitstemperatur unter 1.000 Grad Celsius, die Lötstelle ist anders als eine Schweißnaht notfalls lösbar. Durch diese Vorteile kommt das Löten in der Praxis in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz.
- Elektronik und Elektrotechnik: Hier können Sie Löttechniken einsetzen, um auf einer Platine elektrische Bauteile und Leiterbahnen zu verbinden. Die Metalldrähte eines Kabels können Sie auch direkt miteinander verbinden.
- Installationstechnik: Rohrverbindungen werden gelötet, wenn sich das Material selbst oder aufgrund seiner dünnen Verarbeitung nicht zum Schweißen eignet. Aus diesem Grund können Sie beispielsweise Dachrinnen oder Kupferrohre durch Löten miteinander verbinden.
- Fahrzeug- und Karosseriebau: Beim Löten besteht der Vorteil, dass sich das Grundmaterial aufgrund der verhältnismäßig niedrigen Temperatur nicht verformt. Dadurch ist es das bevorzugte Verfahren für maßgenaue und tragende Verbindungen.
Lötverbindungen reichen zwar nicht an die Festigkeit von Schweißverbindungen heran. In der Praxis gibt es jedoch Arbeitsfelder, in denen die maximale Belastbarkeit gar nicht nötig ist, oder auch Materialien, die die hohen Temperaturen beim Schweißen nicht unbeschadet überstehen. In diesen Fällen ist Löten das bevorzugte Verfahren, zumal es weniger Aufwand verursacht als Schweißen.
Welche Materialien lassen sich löten?
Bis auf wenige Ausnahmen ist die Verbindungstechnik des Lötens auf Metalle und Metalllegierungen beschränkt. Glas und Keramik lassen sich zwar ebenfalls löten, doch das Verfahren unterscheidet sich und erfordert eine Spezialausrüstung. Auch unter den Metallen befinden sich einige, bei denen diese Verbindungsweise nicht oder nur unter bestimmten Voraussetzungen funktioniert.
Am besten lassen sich Eisen- und Stahlwerkstoffe, Edelmetalle, Nickel und seine Legierungen sowie Kupfer und Kupferlegierungen wie Bronze oder Messing löten. Weitaus schwieriger ist es, Aluminium, Zinn, Zink oder Edelstahl zu löten. Hier müssen Sie darauf achten, spezielle Lote und Flussmittel auszuwählen und bei der Arbeit besonders sorgfältig vorgehen, um eine stabile und leitfähige Verbindung zu schaffen. Unter den Leichtmetallen lässt sich übrigens nur Aluminium löten (inklusive seiner Legierungen).
Verschiedene Verfahren: Hartlöten und Weichlöten
Je höher die Temperaturen sind, die beim Löten entstehen, umso fester und belastbarer ist anschließend die Lötverbindung. Auf dieser Basis werden zwei Verfahren unterschieden:
- Beim Weichlöten liegt die Temperatur zwischen 180 und 250 Grad Celsius. Es wird größtenteils für punktuelle Verbindungen mit Lötkolben oder Lötpistolen in der Elektrotechnik eingesetzt. Für das Löten auf einer Platine ist keine hohe Temperatur nötig, da die Bauteile im Regelfall nicht unter mechanischer Belastung stehen. Auch spezielle Anforderungen an den Korrosionsschutz (zum Beispiel bei Trinkwasserleitungen) können das Weichlöten zum bevorzugten Verfahren machen.
- Beim Hartlöten wird eine Temperatur von 450 bis zu 900 Grad Celsius erreicht. Dafür sind spezielle Lötbrenner und sogenannte Hartlote nötig, mit denen sich robuste, großflächige Verbindungen herstellen lassen. Das ist vor allem in Industrie und Produktion der Fall. Aufgrund der hohen Temperaturen müssen außerdem besondere Brandschutzvorschriften eingehalten werden.
Weich- und Hartlöten unterscheiden sich also nicht nur in der Arbeitstemperatur und der Festigkeit, sondern auch darin, welche Ausstattung benötigt wird, um richtig zu löten.
Lot und Lötflussmittel auswählen
Lot zum Weichlöten wird umgangssprachlich als Lötzinn bezeichnet. Das kommt daher, dass die Legierung hauptsächlich aus Zinn besteht. Weitere enthaltene Stoffe können zum Beispiel Blei, Kupfer oder Silber sein. Hartlote bestehen hingegen hauptsächlich aus Messing oder Silber. Welche Stoffe in welchen Anteilen enthalten sind, bestimmt über das Schmelzverhalten. Wichtig ist, dass Sie immer Lote wählen, deren Schmelzpunkt unter dem der Metallwerkstoffe liegt.
Über lange Zeit wurde Lötzinn mit einem hohen Bleianteil verwendet, weil es sich sehr gut verarbeiten lässt. Seitdem der Einsatz von Schwermetallen aufgrund der Gefahren für Gesundheit und Umwelt stärker reglementiert ist, wird es nicht mehr im professionellen Bereich empfohlen. Hier sollten Sie immer zu bleifreiem Lötzinn greifen.
Lötzinn kommt meistens in der Form von Lötdraht oder als Lötpaste, seltener in Stabform zum Einsatz. Darin ist ein Flussmittel enthalten; meistens Kolophonium. Es erleichtert die Verteilung des Lötzinns und verhindert die Oxidation der Lötstelle. Verwenden Sie Lötzinn ohne Flussmittelkern, müssen Sie zusätzlich Lötwasser (zum Weichlöten) oder Hartlötpaste verwenden, um ein gleichmäßiges Fließverhalten zu unterstützen.
Das passende Werkzeug
Bei der Wahl des Lötgeräts haben Sie verschiedene Möglichkeiten. Entscheidend ist, für welches Verfahren Sie sich entscheiden, welches Ausmaß die Lötstelle haben soll und wie häufig Sie das Gerät einsetzen.
- Lötkolben und Lötpistolen eignen sich für das Weichlöten. Sie bestehen aus einer Lötspitze und einem isolierten Griff. Die Stromzufuhr erfolgt in der Regel über ein Kabel oder einen eingebauten Akku. Falls Sie häufig an Orten ohne Stromversorgung arbeiten müssen, gibt es aber auch Ausführungen mit einem Gastank. Beide Geräte sind in unterschiedlichen Leistungsstärken (etwa von 15 bis 100 Watt) erhältlich. Im Unterschied zum Lötkolben erreicht eine Lötpistole schon nach wenigen Sekunden die Betriebstemperatur und ist deshalb für spontane und kurze Einsätze (z. B. Reparaturen) besser geeignet, während ein Lötkolben im Dauereinsatz besser abschneidet.
- Lötstationen sind ebenfalls für das Weichlöten ausgelegt, bieten allerdings wesentlich mehr Flexibilität beim Arbeiten. Sie enthalten einen Lötkolben mit austauschbaren Lötspitzen und eine elektronische Temperaturregelung. Die gewünschte Temperatur wird voreingestellt und während des Arbeitsvorgangs automatisch überprüft und gegebenenfalls geregelt. Auf diese Weise sind die optimalen Bedingungen beim Löten garantiert.
- Lötlampen oder Lötbrenner werden üblicherweise für das Hartlöten eingesetzt. Es handelt sich dabei um leistungsstarke Gasbrenner, die Arbeitstemperaturen von bis zu 1.800 Grad Celsius erreichen. Bei fachgemäßem Gebrauch sind sie auch zum Weichlöten größerer Flächen geeignet. Das ist allerdings nur mit großer Vorsicht und einiger Arbeitserfahrung zu empfehlen.
Richtig löten: Anleitung Schritt für Schritt
Unsere Anleitung führt Sie durch alle erforderlichen Arbeitsschritte des Lötens.
- Vor dem Löten gründlich reinigen
Alle Bauteile und auch die Lötspitze müssen frei von Öl, Fett und Oxidationsrückständen sein. Verwenden Sie Metallwolle bzw. für die Lötspitze einen feuchten Schwamm und säubern Sie alles gründlich. - Schutzausrüstung anlegen
Durch hohe Temperaturen, Funken und Dämpfe besteht beim Löten eine erhöhte Unfall- und Verletzungsgefahr. Schützen Sie den Arbeitsplatz mit einer feuerfesten Unterlage und Ihre Augen mit einer Schutzbrille vor Funkenflug. Mit einer Atemschutzmaske schützen Sie sich vor gefährlichen Dämpfen. Müssen Sie das Flussmittel selbst hinzugeben, sollten Sie außerdem Schutzhandschuhe tragen. - Lötgerät vorheizen
Schalten Sie den Lötkolben ein und legen ihn auf einer sicheren Unterlage ab, bis er die Betriebstemperatur erreicht hat. Bei Lötpistolen ist dieser Schritt nicht nötig, weil Sie nur wenige Sekunden brauchen. - Bauteile fixieren
Bringen Sie die Bauteile in eine sichere Position, die bis zum Abkühlen nicht verändert werden muss. Die Drähte von Kabeln können Sie ineinander verdrehen, Bauteile auf einer Platine einstecken und Rohre mit Schraubzwingen fixieren.
Der Abstand sollte zwischen 0,2 und 0,4 Millimeter betragen, damit eine Kapillarwirkung entsteht und das Lötzinn vollständig eindringen kann. - Lötstelle erhitzen
Nun erhitzen Sie die Lötstelle, indem Sie den Lötkolben für etwa zwei Sekunden direkt an die Lötstelle halten.
Falls Sie eine Lötlampe verwenden, zum Beispiel um ein Kupferrohr zu löten, müssen Sie den Brenner unter die Rohre halten.
So gelingt es besser, sie gleichmäßig zu erhitzen, da warme Luft nach oben steigt. - Lötstelle benetzen
Nun geben Sie Lötzinn an die Lötstelle und erhitzen es noch einmal für etwa zwei Sekunden mit dem Lötkolben. Es sollte sofort schmelzen und gleichmäßig verlaufen. - Lötspitze entfernen
Nach spätestens vier bis sechs Sekunden müssen Sie die Lötspitze von der Lötstelle entfernen. Sonst besteht die Gefahr, dass Bauteile beschädigt werden und die Leitungsfähigkeit zerstört ist.
- Lötstelle trocknen lassen
Jetzt müssen Sie nur noch warten, bis das Lötzinn abgekühlt und vollständig ausgehärtet ist. Das kann je nach Betriebstemperatur mehrere Stunden dauern. Vermeiden Sie in dieser Zeit jede Erschütterung der Bauteile.
Woran erkennen Sie, ob Sie richtig löten?
Wenn Sie noch nicht viel Erfahrung mit dem Löten haben, ist es manchmal schwer einzuschätzen, ob eine Lötstelle wirklich gelungen ist. Sie sollte
- eine gleichmäßige Oberfläche haben
- metallisch glänzen (stumpf bei bleifreiem Lötzinn)
- die Kontaktflächen der Bauteile komplett abdecken
In der Elektrotechnik fallen Fehler spätestens dann auf, wenn der Strom nicht (ausreichend) fließt. In diesem Fall handelt es sich um eine kalte Lötstelle. Dazu kommt es, wenn das Lötzinn zu früh an die Lötstelle gegeben wurde oder der Lötkolben seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht hatte. Aber auch die Verwendung von zu viel Lötzinn oder das Bewegen der Bauteile vor dem Aushärten kann zu fehlerhaften Lötverbindungen führen.
Es ist wenig erfolgversprechend, die Lötstelle noch einmal mit dem Lötkolben zu bearbeiten. Die beste Lösung ist das Entlöten. Dabei wird das alte Lot erhitzt, mithilfe von Entlötgeräten, Entlötlitze oder einer Entlötsaugpumpe entfernt und die Stelle anschließend vollständig neu verlötet. Das Verfahren wird nicht nur bei Fehlern, sondern auch für den Austausch defekter Bauteile verwendet.
FAQ zum richtigen Löten
● Beim Weichlöten liegt die Temperatur zwischen 180 und 250 Grad Celsius. Es wird größtenteils mit Lötkolben für punktuelle Verbindungen von Bauteilen auf Platinen in der Elektrotechnik eingesetzt.
● Beim Hartlöten wird eine Temperatur von 450 bis zu 900 Grad Celsius erreicht. Dafür sind spezielle Lötbrenner und sogenannte Hartlote nötig, mit denen sich robuste, großflächige Verbindungen herstellen lassen. Aufgrund der hohen Temperaturen müssen außerdem besondere Brandschutzvorschriften eingehalten werden.
Am besten lassen sich Eisen- und Stahlwerkstoffe, Edelmetalle, Nickel und seine Legierungen sowie Kupfer und Kupferlegierungen wie Bronze oder Messing löten.
Weitaus schwieriger ist es, Aluminium, Zinn, Zink oder Edelstahl zu löten. Hier müssen Sie darauf achten, spezielle Lote und Flussmittel auszuwählen und bei der Arbeit besonders sorgfältig vorgehen, um eine stabile und leitfähige Verbindung zu schaffen. Unter den Leichtmetallen lässt sich übrigens nur Aluminium löten.
Eine gelungene Lötstelle wirklich sollte
● eine gleichmäßige Oberfläche haben
● metallisch glänzen (stumpf bei bleifreiem Lötzinn)
die Kontaktflächen der Bauteile komplett abdecken
Beim Entlöten wird das alte oder defekte Lot erhitzt, mithilfe von Entlötgeräten, Entlötlitze oder einer Entlötsaugpumpe entfernt und die Stelle anschließend vollständig neu verlötet. Das Verfahren wird nicht nur bei Fehlern, sondern auch für den Austausch defekter Bauteile verwendet.
Bildquellen:
© gettyimages.de – wattanaphob
