Löten

Löten bezeichnet das Vereinigen von Metallstücken durch Einschmelzen von Lot (Metalle bezw. Metallegierungen gleichen oder niedrigeren Schmelzpunktes) zwischen ihre Berührungsflächen. Beim galvanischen Löten wird das Metall zwischen den Berührungsflächen elektrolytisch niedergeschlagen. Löten ohne Lot s. Schweißen.

Man teilt die Lote in Weichlote (Schnellote, Weißlote) und in Hartlote (Schlaglote, Strenglote) ein. Die Weichlote schmelzen in niedrigerer Temperatur und ergeben eine wesentlich geringere Fertigkeit der Lötstelle als die Hartlote.

Zu den Weichloten gehören vorzugsweise die Zinnlote (Zinn [Lötzinn] und Zinn-Bleilegierungen; als Sickerlot, Sickerlot bezeichnet man ein besonders leichtflüssiges Lot [in der Zusammensetzung 37% Blei, 63% Zinn, das man aus blei- oder zinnreicheren Loten gewinnt, indem man kurz vor dem Erstarren des eingegossenen Lotes die obere, noch nicht erstarrte Schicht abschöpft]), die Silberschlaglote (Kupfer-Zink-Silberlegierungen), die Wismutlote (Zinn-Blei-Wismutlegierungen), das Blei u.a.; zu den Hartloten die Messingschlaglote (Kupfer-Zink-Zinnlegierungen), die Goldschlaglote (Gold-Silberlegierungen), – das Kupfer, das Silber u.a. Ueber die Schmelzpunkte der Legierungen s. [1]. – Es werden verwendet:

für Aluminium: die bisher in der Regel angewendeten Lote, in der Hauptsache aus Zink mit einem Zusatz von Aluminium und Kupfer [12] bestehend, ergeben keine zufrieden-stellenden Resultate. Die Aluminium-Industrie-Aktiengesellschaft Neuhausen (Schweiz) bringt ein Aluminiumlot, dessen Zusammensetzung nicht bekanntgegeben ist, in den Handel, das bei Einhalten der besonderen Lötvorschrift befriedigt;

für Aluminiumbronze: bis zu 5% Aluminiumgehalt verwendet man zum Weichloten Zinnlot, bei höheren Aluminiumgehalten ein Lot, aus 20 Teilen Zink, 15 Teilen Kadmium bestehend; zum Hartloten dient eine Legierung aus 52 Teilen Kupfer, 46 Teilen Zink, 2 Teilen Zinn oder ein andres, nicht strengflüssiges Schlaglot;

für Blei: Zinn und Zinn-Bleilegierungen und Blei (letzteres für Säurekammern u.s.w. aus Blei, s.u.);

für Eisen: Schmiedeeisen und Stahl kann mit Zinn weichgelötet werden; zum Hartloten kommt reines Kupfer, Messingschlaglot und Silber zur Verwendung. Gußeisen wird mit Zinnlot weich gelötet; zum Hartloten muß die Lötstelle oberflächlich in Schmiedeeisen nach D.R.P. Nr. 110319 und 124671 Kl. 47 mit Hilfe von Kupferoxydul umgewandelt werden; im Handel ist dieses Mittel unter dem Namen »Ferrofix« erhältlich. Als Lot wird Kupfer oder Messingschlaglot benutzt [2];

für Gold wird zum Löten Goldschlaglot gebraucht, das entweder aus Gold-Silber oder aus Gold-Silber-Kupfer und, wenn es sehr leichtflüssig sein soll, auch aus Zink besteht. Das Verhältnis von Silber zu Kupfer ist in der Regel 1 : 1 oder 2 : 1; der Goldgehalt ist um so höher, für je feinere Arbeiten das Lot bestimmt ist. Ueber Goldschlaglote verschiedener Zusammensetzung s. [3];

für Kupfer verwendet man zum Weichloten Zinnlot und zum Hartlöten Messingschlaglot, für seine Arbeiten auch Lote aus Gold- und Silberlegierungen;

für Messing dient zum Weichloten Zinnlot, zum Hartloten Messingschlaglot und Silberschlaglot [14];

für Neusilber (Argentan u.s.w.) wird zum Weichloten Zinnlot, zum Hartloten Messingschlaglot und Zink-Kupfer-Nickellegierungen (Argentan) und Neusilberschlaglot gewählt;

für Platin verwendet man als Lot seines Gold;

für Silber dient zum Weichloten Zinnlot, zum Hartloten Silberlot (Silberschlaglot). Das Silberlot besteht aus Silber und Kupfer mit oder ohne Zinkzusatz. Das Silberlot ohne oder mit geringem Zinkgehalt ist sehr dehnbar und deshalb besonders geeignet, wenn gelötete Gegenstände gebogen werden sollen. Ueber Silberlote verschiedener Zusammensetzung s. [3];

für Zinn wird Zinn zum Löten verwendet. (Für bleifreie Zinngegenstände muß auch bleifreies Zinnlot zur Anwendung gebracht werden.) Für leichtschmelzende Zinnlegierungen kommen die einen niedrigen Schmelzpunkt besitzenden Wismutlote zur Verwendung;

für Zink verwendet man Zinn und Zinnlegierungen zum Löten.

Der Form nach wird das Lot als Stangen, dünne Fäden (Fadenlötzinn), als Blechschnitzel (Paillen), gefeilt, gekörnt (Körnerhartlot) und in Pastenform (s. unten) gebraucht. Das gekörnte Lot wird dadurch hergestellt, daß man das flüssige Lot in einen starken[191] Wasserstrahl oder auf einen unter Wasser schnell bewegten Besen von Birkenreisern auftropfen läßt. – Um ein gutes Anhaften des Lots zu erzielen, müssen die Lötstellen metallisch rein sein und muß ihre Oxydation beim Erhitzen vermieden werden. Die Erzielung einer metallisch reinen Lötfläche erfolgt durch Schaben, Festen, Auflösen oder Reduzieren der vorhandenen Oxyde durch Säuren (Aetzen, Beizen) und andre Lösungsmittel; die Oxydation der Lötflächen während des Erhitzens wird durch Flußmittel verhindert. Als Beizen (Lötwasser) verwendet man Chlorverbindungen, von denen die verbreiterte eine gesättigte Lösung von Zink in gleichen Teilen Salzsäure und Wasser ohne oder mit Zusatz von etwas Salmiak ist; ferner Chlorzink, Chlorammonium, durch Auflösen von Zink in der gerade nötigen Menge starker Salzsäure und Zusatz der dem Zink gleichen Menge Salmiak und in andrer Weile [3] hergestellt; für reines. Zink wird chemisch reine Salzsäure als Lötwasser gebraucht. Für die angegebenen Zwecke wird ferner Kolophonium, Stearin, Terpentin, Salmiak, zum Hartloten vorzugsweise Borax, Borsäure, Kryolith, Phosphorsalz, Phosphorsäurelösung oder ein Gemenge von Borax, Pottasche und Kochsalz, oder Glaspulver verwendet. – Als Lötfette und Lötpasten bezeichnet man Gemenge aus Fetten und Lötflußmitteln, z.B. 1 kg Talg, 1 kg Baumöl, 1/2 kg pulverisiertes Kolophonium, ¹/₄ l Chlorammonlösung oder Zinkammoniumchloridlösung mit Zusatz von Stärkelösung bis zu sirupartiger Beschaffenheit u.a. – Lötflußmittel für elektrotechnische Zwecke, bei denen eine elektrolytische Wirkung des Stroms eine Zerstörung der Lötstelle hervorrufen würde, dürfen nur geringe Mengen Säuren enthalten. – Der Bequemlichkeit halber hat man auch das Lötzinn in Stangenform mit Kolophoniumeinlage dargestellt, ferner den Lötflußmitteln u.s.w. das Lötmetall in Pulverform beigefügt; solche Lötmittel kommen im Handel unter der Bezeichnung Tinol, Fludor u.a. vor, die insbesondere auch säurearm sind [4], [15].

Die Erhitzung des Lots und die Ausführung des Lötens erfolgt in folgender Weise:

a) Erhitzen des Lots mit Hilfe erhitzter Metallstücke, insbesondere der Lötkolben. Die Lötkolben kommen in verschiedener Ausführung des Kolbens vor; die gebräuchlichsten sind die in Fig. 1 (Hammerkolben) Fig. 2 (Angelkolben), Fig. 3 (Spitzkolben) Fig. 4 (verstellbarer Lötkolben) abgebildeten Fig. 5 zeigt einen Lötkolben mit Füllbehälter für das Lot (D.R.G.M. Nr. 251 579, Laderer, Cannstatt; a Lotbehälter, b Kupfereinsatz und Verschluß, d Zwischenstück, v Ventil mit Gestänge s, Winkelhebel e, h und Feder f). Der (kupferne) Kolben wird zum Zweck der Erhitzung entweder in ein Feuer, einen Ofen u.s.w. (Lötofen, Lötkolben erhitzer, Lötkolbenwärmgestell) eingelegt oder die Heizvorrichtung ist im Lötkolben selbst untergebracht. Fig. 6 zeigt einen Lötofen für Holzkohlen-, Koks- oder Kohlenfeuerung (Mantel aus Schmiedeeisen oder Gußeisen), Fig. 7 einen[192] Lötofen mit mehreren Feuern, Fig. 8 einen Lötofen für Gasbeheizung (mit Druckluftbetrieb), Fig. 9 ein Lötkolbenwärmgestell für flüssige Brennstoffe (Spiritus, Benzin u.s.w.). – Lötkolben mit Selbstbeheizung sind in Fig. 10 und 11 dargestellt; Fig. 10 Gaslötkolben (ohne oder mit Druckluftbetrieb), Fig. 11 Lötkolben für flüssige Brennstoffe (Benzin, Ligroin, Spiritus u.s.w.), der Kolben besitzt zum Anwärmen zwecks Einleitung der Gaserzeugung eine Vorwärmschale, ferner eine verstellbare Auflegegabel. Die elektrisch geheizten Lötkolben besitzen einen hohlen Kupferkolben mit Neusilberdrahtspiralen im Innern, die durch Glimmer und Asbest voneinander isoliert sind und durch Anschluß an eine Stromquelle zum Glühen gebracht werden. Auch mit Hilfe des zwischen einem Kohlenstab und einem Kupferbolzen gebildeten Lichtbogens wird die Beheizung von Lötkolben vorgenommen [5]. Die Verwendung erhitzter Metallstücke zum Schmelzen des Lots ist ferner beim Löten von Bandsägeblättern gebräuchlich, Fig. 12, indem mit der glühend gemachten Lötzange a die in der Vorrichtung b eingespannten, schräg abgefeilten Sägblattenden und das dazwischen befindliche Lot und Flußmittel erhitzt werden; die kleine Zange c dient zum Zusammenhalten der Lötstelle für kurze Zeit nach der Abnahme der großen Zange. – Ein weiteres hierher gehöriges Verfahren ist das sogenannte Zusammenbügeln der verzinnten und übereinander gelegten Ränder von Bleiplatten, die durch Ueberfahren mit einem heißen Bügeleisen erhitzt und gelötet werden.

b) Erhitzen des Lots und der Lötstelle mit Hilfe von Stichflammen. Die Erzeugung der Stichflamme erfolgt:

1. mit Hilfe des Blasrohrs (Fig. 13) und Holzkohlen oder einer Flamme. Das Blasrohrende wird entweder von dem Arbeiter in den Mund genommen oder der Luftstrom wird durch ein Gebläse geliefert, das in der einfachsten Form als Blasbalg mit Fußbetrieb (Fig. 14, Lötgebläse) ausgeführt wird. Das Blasrohr wird auch an einem Gestell befestigt, damit der Arbeiter die Hände frei bekommt;

2. mittels Lötlampen; Fig. 15 Spirituslötlampe (mit[193] besonderer Heizflamme); Benzin(Ligroin-)lötlampen mit schrägem (Fig. 16), wagerechtem (Fig. 17) oder senkrechtem Brennerrohr. Bei der Lötlampe (Lötapparat) Fig. 18 ist die Lampe mit dem Behälter für den flüssigen Brennstoff durch einen Schlauch verbunden;

3. mittels Lötbrennern oder Lötrohren (Lötpistolen) und brennbaren Gasen. Die Lötbrenner sind entweder Bunsen(blau)brenner, Fig. 19, oder Brenner für Druckluft (Fig. 20) oder für verdichteten Sauerstoff (s. unten, Bleilötapparate), desgleichen die Lötrohre. Fig. 21 stellt ein Gaslötrohr für Preßluftzuführung dar; es besitzt einen federnden selbstschließenden Hahn und eine Zündflammendüse, so daß beim Loslassen des Regulierhahns die Gasausströmung durch das Lötrohr aufhört und nur die kleine Zündflamme weiterbrennt. – Einen Löttisch mit sechs verstellbaren Lötrohren für Preßluftbetrieb zeigt Fig. 22, der zum Auflöten von Rohrflanschen dient.

Als Lötapparate bezeichnet man Lötrohre (Lötpistolen) mit einem Gebläse für die Erzeugung von Druckluft; sie besitzen ferner mitunter einen Gaserzeuger und eventuell einen Tisch für die Arbeitsstücke. Fig. 23 zeigt einen Lötapparat (Zylindergaslötgebläse, O. Lorentz jr., Berlin), aus Lötrohr, Gas- und Windzuleitung, Gebläse und Löttisch (mit doppelter regulierbarer Unterhitze) bestehend. Bei den Lötapparaten mit einem Gaserzeuger ist dieser entweder getrennt oder im unteren Teil des Lötapparatgestelles (vgl. Fig. 23) angeordnet. Besondere Erwähnung verdienen noch die Bleilötapparate. Beim Löten von Bleiplatten u.s.w. mit Blei als Lot kommt Wasserstoffgas (Knallgasflamme) zur Verwendung. Bei den älteren Bleilötapparaten (Fig. 24) wird das Wasserstoffgas in dem Gasentwickler a mit Hilfe von Zink und Schwefelsäure hergestellt und mittels Druckluft, die in dem Zylindergebläse b erzeugt wird, verbrannt. Neuerdings verwendet man an Stelle des Wasserstoffgasentwicklers verdichteten Wasserstoff in Stahlflaschen und ein Zylindergebläse, das man auch durch die Verwendung verdichteten Sauerstoffs entbehrlich gemacht hat; auch komprimierter Wasserstoff allein wird verwendet, doch sind hierbei besondere Brennerkonstruktionen notwendig (Wasserstoffstarkbrenner, Drägerwerk Lübeck, D.R.P. Nr. 131275).

c) Erhitzen des Lots und der Lötstelle in Herden und Feuern (Herdlöten). Alle gewöhnlichen Schmiedeherde (s. Schmieden) und Oefen, deren Feuerung die Erzeugung genügend hoher Hitze gestattet, können zum Löten benutzt werden. Ein gußeiserner Lötherd (Lötscheibe) für Kohlen-, Koks- oder Holzkohlenfeuerung geeignet, mit Unterwind, in der Regel in Verbindung mit einem Lötrohr gebraucht, ist in Fig. 25 dargestellt. Einen Lötherd (Löttisch) für Gas- und Preßluftbetrieb,: um Löten von Fahrradgabeln eingerichtet, zeigt Fig. 26.

d) Erhitzen des Lots und der Lötstelle mit Hilfe des elektrischen Stroms. Der elektrische Strom kann durch unmittelbare Umwandlung in Wärme im Arbeitsstück (Widerstandserhitzung) oder durch Benutzung des Davyschen Lichtbogens (Flammbogenerhitzung) als Wärmequelle benutzt werden. Bei der Flammbogenerhitzung verbindet man den positiven Pol mit dem Arbeitsstück und erzeugt mit Hilfe eines mit dem negativen Pol eines Stromerzeugers verbundenen Kohlenstabs, der über die Lötstelle hingeführt wird, einen Lichtbogen.[194] Um die Spitze des Kohlenstifts widerstandsfähiger zu machen und seine Leitfähigkeit zu erhöhen, wird er mit einem kräftigen Kupferniederschlag versehen. Der Kohlenstift sitzt in der Klemme eines hölzernen Handgriffs. Die elektrische Lötung in auch für Bleilötung gut geeignet [6]., S.a. Wärmewirkungen, elektrische, Schweißen und [11], [17].

e) Erhitzen (Schmelzen) des Lots in einem Schmelzkessel oder Tiegel und Eintauchen der Lötstelle in das geschmolzene Lot. In dieser Weise werden von einzelnen Fabriken z.B. Fahrradrahmen zusammengelötet.

Literatur: [1] Goerens, P., Einführung in die Metallographie, Halle 1906. – [2] »Stahl und Eisen«, Düsseldorf 1900, S. 1011, 1902, S. 466; Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 1901, S. 65; Dinglers Polyt. Journ. 1902, S. 34; Journ. für Gasbel. und Wasserverf. 1900, S. 959; Mitteil. aus den techn. Versuchsanstalten, Berlin 1901, No. 2, S. 86–90. – [3] Karmarsch-Fischer, Handbuch der mechan, Technologie, 6. Aufl., Bd. 2, Leipzig 1888. – [4] Zeitschr. für Werkstattechnik 1907, S. 254, 485. – [5] Strecker, Hilfsbuch für die Elektrotechnik, 7. Aufl., Berlin 1907. – [6] Elektrochem. Zeitschr. 1906, Nr. 3; Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 1906, S. 1687. – [7] Ledebur, A., Lehrbuch der mech.-metallurg. Technologie, 3. Aufl., Braunschweig 1905. – [8] Schlosser, E., Das Löten und die Verarbeitung der Metalle, 3. Aufl., Wien 1905. – [9] Wüst, F., Legier- und Lötkunst, Leipzig 1895. – [10] Richter, C., Das Löten des Bleies, Wien 1896. – [11] Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 1899, S. 1469. – [12] Hoyer, E. v., Lehrbuch der mechan. Technologie, 4, Aufl., Bd. 1, Wiesbaden 1906. – [13] Kick, Fr., Vorlesungen über mechan. Technologie, Leipzig u. Wien 1898. – [14] Schwickus, R., Die Hartlote für Messing, Dingl. Polyt. Journ., Bd. 293, S. 64. – [15] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1907, S. 906. – [16] Elektrotechn. Zeitschr. 1907, Heft 35 (Ueber Versuche mit Lötmitteln). – [17] Glasers Ann. f. Gewerbe u. Bauwesen 1907, S. 41 ff. (Schweißen und Löten).

A. Widmaier.

Fig. 1., Fig. 2., Fig. 3., Fig. 4., Fig. 5., Fig. 7.

Fig. 6.

Fig. 8., Fig. 9.

Fig. 10 und 11., Fig. 12., Fig. 13.

Fig. 14.

Fig. 15., Fig. 16.

Fig. 17.

Fig. 18., Fig. 19., Fig. 20.

Fig. 21.

Fig. 22., Fig. 26.

Fig. 23.

Fig. 24., Fig. 25.