''Dieser Artikel wird zur Zeit bearbeitet --[[BenutzerBild:WhiteguardStartLöten2.jpg|Whiteguard]] 10Copyright:53, 5. Nov 2005 (CET)<br>''Fertigstellung bis zum 01.Januar 2006''[[Bild:Baustelle.gifUmicore AG|center]]

==Allgemeines==Löten ist, wie [[Klebverbindungen| Kleben]] und [[Schweißverbindungen| Schweißen]], ein Verfahren um [[stoffschlüssige Verbindungen ]] herzustellen. Beim Löten lassen sich fast alle [[Metalle]] auf [[Stahl]]-, [[Kupfer]]-und [[Nickel]]basis sowie Edelmetalle miteinander verbinden und beschichten. '''Frage: Nennen sie drei Arten von stoffschlüssigen Verbindungen'''[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Nennen_sie_drei_Arten_von_stoffschl.C3.BCssigen_Verbindungen|Antwort 1]]  ===Vorteile von Lötverbindungen=== *Lötstellen sind gut elektrisch leitfähig*Lötverbindungen sind größtenteils dicht gegen Gase und Flüssigkeiten*Durch niedrige Arbeitstemperaturen wird der [[Werkstoff]] kaum geschädigt*Lötvorgänge lassen sich je nach Verfahren automatisieren*Bauteile werden nicht durch Bohrungen geschwächt, wie z.B. bei [[Nietverbindungen|Niet--]] und [[Schraubenverbindungen|Schraubverbindungen]]*Auch schwer erreichbare Verbindungsstellen lassen sich gut Löten*Es lassen sich mehrere Lötverbindungen gleichzeitig an einem Werkstück herstellen*Es lassen sich unterschiedliche [[Werkstoffe]] miteinander verbinden

==Allgemeines==*Die Festigkeit von Lötverbindungen ist geringer als die von [[Schweißverbindungen]]Löten ist, wie Kleben und Schweißen, ein Verfahren um *Lötverbindungen sind im Bezug auf [[Schweißverbindungen]] aufwendiger in der Vorbearbeitung*Flussmittelreste können zu chemischer [[stoffschlüssige Verbindungen Korrosion]] herzustellender Verbindung führen*Größere Lötstellen benötigen viel des meist teuren Lotes, das bedeutet: Die Verbindung läßt sich ohne Zerstörung des Verbindungsmittels meist aus [[Zinn]] oder der Bauteile nicht lösen. Beim [[Silber]] besteht*Nach dem Löten lassen sich fast alle Metalle auf Stahl-,Kupfer- und Nickelbasis sowie Edelmetalle miteinander verbinden und beschichten.ist kein Ausrichten mehr möglich

==Funktion==Entscheidend für das Löten '''Frage: Warum ist das Benetzen des Grundwerkstoffs mit Lot. Das Lot verflüssigt sich, breitet sich aus und haftet diffundiert ) nach dem erstarren an der Oberfläche des Werkstücks. Im Gegnsatz zum Schweißen wird beim Löten nicht gerade in der Grundwerkstoff geschmolzen, sonder nur das Lot als Zusatzstoff. Elektroindustrie interessant?'''Voraussetzung für das benetzen der Oberfläche ist eine metallisch reine Oberfläche und die Arbeitstemperatur[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Warum_ist_L. Beim benetzen der Oberfläche läuft eine Legierungsbildung zwischen dem Grundwerkstoff und dem Lot abC3. Das Lot diffundiert in den Grundwerkstoff, der wiederum in die Lotschicht. Das bedeutet, das kleinste Partikel des jeweiligen Stoffes sich in den anderen einlagern, wodurch eine Legierung entsteht. Die Tiefenausdehnung der Diffusionszone ist für die Festigkeit der Lötung entscheidentB6ten_gerade_in_der_Elektroindustrie_interessant.3F|Antwort 2]]

==Kapillarer Fülldruck =='''Frage: Was versteht man unter Diffusion?'''Flüssiges Lot besitz genauso wie Wasser die Eigenschaft,sich in enge Spalten zuziehen. Diese Eigenschaft wird Kapillarwirkung genannt. Hierbei besteht zwischen Steighöhe des Lotes und Spaltbreite der Fuge ein direkter Zusammenhang. Je enger die Spaltbreite, desto höher zieht sich das Lot[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Was_versteht_man_unter_Diffusion.3F|Antwort 3]]

[[Bild:Kapillarer Fülldruck=== Kapillarwirkung ===Flüssiges Lot besitzt genauso wie Wasser die Eigenschaft, sich in enge Spalten zu ziehen. Diese Eigenschaft wird Kapillarwirkung genannt. Hierbei besteht zwischen Steighöhe des Lotes und Spaltbreite der Fuge ein direkter Zusammenhang. Je enger die Spaltbreite, desto höher zieht sich das Lot.jpg]]

==Einteilung nach Löttemperaturen==Das Löten '''Frage: Welche Lötspaltbreite ist nach DIN 8505-2 in drei Verfahrensgruppen einteilen: optimal?'''*Weichlöten (WL)*Hartlöten (HL)*Hochtemperaturlöten (HTL)Die Einteilung erfolgt nach der Liquidustemperatur[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Welche_L.C3.B6tspaltbreite_ist_optimal.3F|Antwort 4]]

''Weichlöten''==Temperaturen beim Löten==Beim Weichlöten ===Schmelzbereich des Lotes===Der Temperaturbereich vom Beginn des Schmelzens ([[Solidustemperatur]]) bis zur vollständigen Verflüssigung (WL[[Liquidustemperatur]])liegt die Arbeitstemperatur unter 450°C. Die Lote bestehen meistens aus Legierungen weicher Metalle wie Zinn, Zink, Blei und Cadmium. Weichlöten wird angewendet, wen an die Festigkeit keine großen Anforderungen gestellt werden, die Verbindungen aber dicht oder leitfähig sein sollen. Einsatzgebiet: Elektroindustrie, Kälteindustrie und bei Rohrverbindungen im Kalt- und Warmwasserbereich und für Gaseals Schmelzbereich des Lotes bezeichnet.

''Hartlöten''Die Arbeitstemperatur beim Harlöten (HL) liegt oberhalb von 450°C. Mit Hartlötungen lassen sich Festigkeitswerte von bis zu 500N/mm² erreichen, wobei diese von der Art des Lotes sowie von der Gestahltung der Lötverbindung abhängt.Einsatzgebiet[[Bild: Maschinenbau und FahrzeugbauLiquidus-Solidus.jpg|center]]

''Hochtemperaturlöten''===Arbeitstemperatur===Beim Hochtemperaturlöten (HTL) wird ohne Flussmittel unter Luftabschluss gelötet. Es werden Loten verwendet, deren Die Arbeitstemperatur oberhalb von 900°C liegen. Meistens sind das Kupferbasisloteist die niedrigste Temperatur, zinkhaltig die an den Berührungsflächen zwischen Lot und zinkfreiWerkstück herrschen muss, Nickelbasislote und Gold-damit das Lot sich ausbreitet,Palladium- sowie Titanlote. Das Lot wird in Form von Lotformteilen oder Lotpasten zugegeben. Als Wärmequelle dienen Durchlauföfen oder Vakuumöfen.Einsatzgebiet: Luft- fließt und Raumfahrt, Reaktortechnikam Grundwerkstoff binden kann.

==Einteilung der Lötverbindungen=====Einteilung nach Löttemperaturen===Das Löten ist nach DIN 8505-2 in drei Verfahrensgruppen einteilen: *Weichlöten (WL)*Hartlöten (HL)*Durch niedrige Arbeitstemperaturen wird Hochtemperaturlöten (HTL)Die Einteilung erfolgt nach der Werkstoff kaum geschädigtLiquidustemperatur.

*Bauteile werden nicht durch Bohrungen geschwächtEinsatzgebiet: Elektroindustrie, wie z.B Kälteindustrie und bei NietRohrverbindungen im Kalt- und SchraubverbindungenWarmwasserbereich und für Gase.

*Lötverbindungen sind im Bezug auf Beim Hochtemperaturlöten (HTL) wird ohne Flussmittel unter [[SchweißverbindungenLuft]] aufwendiger abschluss gelötet. Es werden Lote verwendet, deren Arbeitstemperatur oberhalb von 900°C liegen. Das Lot wird in der VorbearbeitungForm von Lotformteilen oder Lotpasten zugegeben. Als Wärmequelle dienen Durchlauföfen oder Vakuumöfen.

'''Frage: Warum ist Löten gerade in der Elektroindustrie interessant?mit angesetztem Lot'''[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Warum_ist_L: hierbei wird erst das Werkstück auf Arbeitstemperatur gebracht und dann wird das Lot durch Berührung mit dem Werkstück oder der Wärmequelle zum Schmelzen gebracht.C3.B6ten_gerade_in_der_Elektroindustrie_interessantDiese Art der Lotzuführung wird häufig beim Weichlöten und Hartlöten verwendet.3F|Hier zur Lösung]]

==Temperaturen beim '''Löten=====Schmelzbereich mit Lotdepot''': das Lotdepot ist eine Aussparung im Werkstück, in die vor der Erwärmung das Lot eingelegt wird. Das Lot wird zusammen mit dem Werkstück auf Arbeitstemperatur gebracht, wobei aber direkte Flammeneinwirkung auf das Lot, durch das Depot, vermieden werden. Der Fließweg des Lotes===Der Temperaturbereich vom Beginn des Schmelzens (Solidustemperatur) bis zur vollständigen Verflüssigung (Liquidustemperatur)ist von innen nach außen, wobei das Flussmittel aus dem Lötspalt verdrängt wird als Schmelzbereich des Lotes bezeichnet.

===Arbeitstemperatur==='''Frage: Welche Art der Lotzuführung wird bei einer automatisierten Fertigung gewählt?'''Die Arbeitstemperatur ist die niedrigste Temperatur, die an den Berührungsflächen zwischen Lot und Werkstück herrschen muss, damit das Lost sich aus breitet, fließt und am Grundwerkstoff binden kann[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Welche_Art_der_Lotzuf.C3.BChrung_wird_bei_einer_automatisierten_Fertigung_gew.C3.A4hlt.3F|Antwort 7]]

Die Arbeitstemperatur ist immer höher als die Solidustemperatur. Sie kann gleich sein mit ===Einteilung nach Art der Liquidustemperatur, aber auch darüber oder darunter liegenLötstelle=== Man unterscheidet zwei Arten : das Auftragslöten und das Verbindungslöten.

===Wirktemperatur===Unter dem Wirktemperaturbereich versteht man den Temperaturbereich, innerhalb dessen Beim Auftragslöten wird ein Flußmittel oder Lötschutzgas das Benetzen von Werkstücken Werkstück durch flüssige Lote ermöglicht.ein Lot beschichtet

Das Verbindungslöten wird durch den vorhandenen Lötspalt unterteilt in das Spaltlöten (Spaltbreite < 0,5 mm) und <sup>hochgestellt</supdas Fugenlöten (Spaltbreite >0, z.B. x⁵mm)

A₁ Lötnahtfläche = Bauteiquerschnittsfläche b*tminBei der Gestaltung von Lötverbindungen sollten ausreichend große Lötflächen (z.B. durch Überlappungen) vorsehen werden*Im Lötstoßbereich sollte möglichst keine Biegebeanspruchungen, Spannungskonzentrationen oder geometrische Kerbwirkungseffekte auftreten*Lötnähte sollten möglichst auf Schub beansprucht werden*Die Gestaltung der Lötverbindung sollte so ausgelegt sein, dass Rückstände von Fluss- und Lötstoppmitteln gut zu entfernen sind (Hohlräume)*Die Oberflächen der Lötstellen sollten einen Mittenrauhwert von Ra &le; 12,5&mu;m aufweisen.*Bei einem geschlossenen Hohlraum muss ein Druckausgleich vorhanden sein (z.B. durch eine Entlüftungsbohrung)

&sigma;_IB Zugfestigkeit In der Lötnaht (unteren Zeichnung sind einige Beispiele für geeignete Lötkonstruktionen:{||[[Bild:Lötkonstruktionen.JPG]]||'''Hinweise :'''* Die rechte Lötkonstruktion ist zweckmäßiger, da das Lot von innen nach Tabellenbuch 3-5 Roloff / Matek)außen fließen kann, zusätzlich hat man die Kontrolle über den Füllgrad des Lötspalts. Das Flussmittel kann durch die Bohrung entweichen.* Bei der rechten Lötverbindung wird die Festigkeit durch achsparallele Rändelspalte gesteigert. Durch den Einsatz des Lotdepots läst sich der Fließweg des Lotes halbieren.*Durch das Umbördeln wird die Lötverbindung zugentlastet.|}

S Sicherheit (2'''Frage: Warum sollten Flussmittelrückstände von Lötstellen entfernt werden?'''[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Warum_sollten_Flussmittelr.C3.3)BCckst.C3.A4nde_von_L.C3.B6tstellen_entfernt_werden.3F|Antwort 9]]

'''Überlappstöße'''==Beanspruchung==[[BildDie zulässige Beanspruchung einer Lötverbindung hängt von mehreren Faktoren ab:Überlappstoß* vom Lot,* vom Grundwerkstoff,* von den Vor- und Nachbehandlungen,* von der konstruktiven Gestaltung sowie* vom Lötspalt.JPG||center]]

[[Bild:Löten Formel1.jpg]]Hartlötverbindung K*&sigma;_Alzul Anwendungsfaktor (nach Tabellenbuch 3-5 Roloff = &sigma;_lB, / S &asymp;200N/ Matek)mm²

F*&tau;_nennlzul zu Übertragende Nennscherkraft= &tau; _lB / S &asymp;100N/mm²

AWeichlötverbindung *&tau;_1lzul Lötnahtfläche= &tau;_lB / S = 2N/mm²

&tau;_IB Scherefestigkeit der Lötnaht (Die Festigkeit von Hartlötverbindungen sinkt je nach Tabellenbuch 3-5 Roloff / Matek)Lot geringfügig bei Langzeitbelastungen gegenüber Kurzzeitversuchen, dabei haben die Betriebstemperatur und die Schwingspielzahl einen großen Einfluss. Durch ein begrenztes Nachwärmen während des Lötvorgangs läst sich die Festigkeit erhöhen.

S Sicherheit (2Kurzzeitversuch bei Weichlötverbindungen zeigen Scherfestigkeitswerte von 25 bis 35N/mm², diese fallen aber bei längeren Belastungen und steigenden Temperaturen schnell ab.Die Scherspannung ist bei Dauerbeanspruchung auf 2N/mm² zu begrenzen.3)

K_A Anwendungsfaktor (Eine Kaltwasserleitung aus Kupferrohr 54 x 2 wird nach Tabellenbuch 3-5 Roloff / Matek)Skizze mit einer weich aufgelöteten Kappe verschlossen. Es ist zu prüfen, ob die Spaltlötverbindung für einen höchsten Wasser[[Druck]] von 8 bar sicher ausgelegt ist. [[Bild:Stopfen.jpg|center]]

d Durchmesser des Lötnahtrings = Durchmesser des eingelöteten Rundstabes=== Übungsaufgabe 2: ====

Zwei Bauteile aus S235 sollen so miteinander verlötet werden, dass sie eine Schubkraft (Zugscherkraft) von 500 N halten können. Wie groß muss die Überlappungslänge l_ü Überlappungslänge (Einstecktiefe)sein, wenn die Lötfläche quadratisch ist? Zum Löten wird L-Ag30Cd verwendet, außerdem hat der Konstrukteur eine dreifache Sicherheit bestimmt.

&tau;_IB Scherefestigkeit der Lötnaht (nach Tabellenbuch 3-5 Benutze zur Lösung Roloff / MatekFormelsammlung und Tabellen)

S Sicherheit (2[[Bild:Klebverb Zugscherkraft..3)JPG]]

'''Rohrsteckverbindungen'''Vorschlag: Berechne diese Aufgabe auch mal für [[Bild:Rohrsteckverbindung.JPG|Klebverbindungen#Aufgabe_1|centerKlebverbindungen]]

===Lote===Das Lot ist ein metallischer Zusatzstoffwerkstoff, mit dessen Hilfe [[Metalle|metallische Teile ]] beim Löten miteinander verbunden werden. Dabei ist es wichtig, das der [[Schmelzpunkt ]] des Lotes unterhalb desjenigen des niedrigsten der zu verbindenden Teile liegt. Lote bestehen aus Legierungrn Legierungen oder seltener aus [[Metalle|reinen Metallen]]. Im Fachhandel sind sie als Drähte, Stäbe, Pasten oder als Lotformteile zu erhalten.

*Der [[Schmelzpunkt ]] des Lotes sollte ca. 50°C unterhalb des Schmelzpunktes [[Schmelzpunkt]]es vom Grundwerkstoff liegen

Weichlote sind nach [[DIN ]] 1707 in vier Gruppen eingeteilt. Der Hauptbestandteil von Weichloten ist [[Zinn]].

*Gruppe A [[Blei]]-[[Zinn]]- und [[Zinn]]-[[Blei]]-Lote*Gruppe B [[Zinn]]-[[Blei]]-Weichlote mit [[Kupfer]]-,[[Silber]]- oder Pospohrzusatz[[Phosphor]]zusatz*Gruppe C Sonder -Weichlote*Gruppe D Weichlote für Aluminiumwerkstoffe[[Aluminium]]werkstoffe

Weichlotverbindungen eignen sich nicht dafür Kräfte zu übertragen, da sie bei Dauerbelastungen zum kriechen Kriechen neigen.Bei Weichlotverbindungen ist wegen der geringen Festigkeit auf ausreichend große Lötflächen zu achten. [http://www.brazetec.de/brazetec/content/produkte/Weichlote.cfm Herstellerseite für Weichlote]

*Hartlote , die aus [[Silber]], [[Zink ]] und Cadmium bestehen,ermöglichen ein werkstück- und werkstoffschonendes lötenLöten, bei kurzen Lötzeiten. Das Cadmium hat dabei die Aufgabe die Arbeitstemperatur auf 610°C herab zu setzen. Werden cadmiumhaltige Lote stark Überhitztüberhitzt, so entstehen gesundheitsschädliche Cadmiumdämpfe.

'''nickel[[Nickel]]- und manganhaltige Hartlote'''

*[[Nickel]]- und manganhaltige Hartlote werden zum Auflöten von Hartmetallen auf Stahlträgern [[Stahl]]trägern und zum löten Löten von schwerbenetzbaren schwer benetzbaren Werkstoffen, wie [[Wolfram ]] und [[Molybdän]], verwendet.

*Phosphorhaltige Hartlote besitzen einen Selbstfließeffekt, der es ermöglicht Kupferwerkstoffe [[Kupfer]]werkstoffe an der [[Luft|Atmosphäre ]] ohne Flußmittel Flussmittel zu löten. Bei [[Eisen ]]- und Nickelwerkstoffe [[Nickel]]werkstoffen entstehen allerdings spröde Übergangszonen und sind daher nicht geeignet.

[http://www.brazetec.de/brazetec/content/produkte/Hartlote.cfm Beispiele Herstellerseite für Hartlote]

Die Aufgabe von Flußmitteln Flussmitteln ist es die Oberfläche der Lötstelle von Oxidationen [[Oxidation]]en zu befreien und ihre Neubildung zu verhindern, desweitern wir des weiteren wird die Benetzung der metallischen Oberfläche mit geschmolzenem Lot unterstützt. Flußmittel Flussmittel sind als Pulver, Paste Pasten oder Flüssig flüssig erhältlich. Der [[Schmelzpunkt ]] von Flussmitteln muss ca. 50°C unter der des Lotes liegen. Die Wirksamkeit von Flussmitteln ist zeitlich begrenzt, da nach einer Zeit keine Oxide mehr gelöst werden können.

*mögliche [[Korrosion ]] durch Flussmittelrückstände

Hier findet ihr einige '''Links zu Lieferanten ''' von Loten, Flussmitteln und Gerätschaften, aber auch zu Schulungen und Datenblättern :

'''Hier geht es zum ausführlichen '''[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#.C3.9Cbungsaufgabe_1.|Lösungsweg]]     httpRoloff/Matek://wwwMaschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 17.brazetecAufl.de/brazetec/content/produkte/produkte.cfmhttp://www.glt2005, ISBN 3-528-17028-X, Seite 82-pforzheim.de/prod05.htmhttp://www.stannol.de/Flussmitteluebersicht.htmhttp://www.brazetec.de/brazetec/content/datenblaetter_flussm.cfm92