Lot (Metall)

Lot besteht meist aus einer Legierung aus verschiedenen Metallen und wird zum Löten verwendet. Das Lot hat die Eigenschaft, dass der Schmelzpunkt dieser Legierung niedriger ist als der der einzelnen Metalle.

Vor dem Löten müssen die zu verbindenden Teile mechanisch und chemisch gut gereinigt werden. Flussmittel lösen während des Lötens die Oxidschicht auf den Metallen und schützen dabei vor erneuter Oxidation. Weil die Zugfestigkeit des Lotes geringer ist als die der zu verbindenden Materialien, sollte bei Lötverbindungen die Lotschicht möglichst dünn sein.

Eine eutektische Legierung hat oft die niedrigste Schmelztemperatur und schmilzt bzw. erstarrt bei einer festen Temperatur wie ein Reinstoff, z.B. Sn62Pb38 bei ca. 183°C. Dies ist bei Elektronikloten erwünscht.

Alle nicht eutektischen Legierungen weisen zwei chakteristische Temperaturpunkte zwischen dem Beginn und der vollständigen Verflüssigung (und umgekehrt) auf, die so genannte Solidus- und Liquidustemperatur. Sie haben also einen Schmelz-/Erstarrungsbereich, was z.B. bei Klempnerloten erwünscht ist: Unterhalb der Solidustemperatur ist die Legierung vollständig fest, bis zur der Liquidustemperatur breiig, darüber vollständig flüssig.

Lote werden definitionsgemäß über die Liquidustemperatur des Lotes in Hartlote und Weichlote unterschieden. Lote mit Erweichungstemperaturen unter 450°C sind Weichlote, solche mit Erweichungstemperaturen über 450°C sind Hartlote.

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Hartlote

Hartlot bezeichnet eine eutektische Legierung, meist auf Silber-Basis (hochsilberhaltig, Neusilber) oder Messing-Basis .

Hartlot eignet sich, im Gegensatz zum Weichlot (auf Zinn/Blei-Basis), auch für mechanisch stärker beanspruchte metallische Verbindungen. Hartlotverbindungen weisen teilweise höhere Festigkeiten als der Grundwerkstoff auf. Teilweise haben diese Lote ein Flussmittel mit beigegeben, meist ist der Lötdraht damit umhüllt. Die Verarbeitungstemperaturen für Hartlote liegen zwischen 500 und 1000°C. Als Wärmequellen werden u.a. Gasbrenner oder Industrie-Laser benutzt.

Bei Gasleitungen mit Kupferrohrfittingen ist Hartlötung vorgeschrieben.

Silberlote

Silberlote sind Legierungen aus Silber, Kupfer, Cadmium und Zink, mit geringen Anteilen von Mangan und Nickel. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei 600-800°C. Mit steigendem Silbergehalt sinkt die Temperatur. Silberlote fließen leichter als Messinglote und werden zur Verbindung von Kupferrohrfittinge verwendet, dabei unterscheidet man:

• Silberlot ohne Cadmiumzusatz
  • L-Ag34Sn
  • L-Ag44
  • L-Ag55 (=55% Silberanteil)

• Silberlot mit Cadmiumzusatz (nicht für Trinkwasserinstallationen)
  • L-Ag40Cd
  • L-Ag30Cd

Messinglote

Messinglote sind Legierungen aus Kupfer und Zink mit geringen Zusätzen von Silber, Silizium und Phosphor. Die Verarbeitungstemperatur ist bei 800-1000°C. Mit steigendem Kupfergehalt erhöht sich der Schmelzpunkt und die Festigkeit.

• • L-CuNi10Zn42

Phosphorlote

Phosphorlote sind Legierungen aus Phosphor und Kupfer (und ggf. mit Silber).

• Kupfer/Phosphorlot
  • L-Ag2P
  • L-Cu2P

Weichlote

Als Weichlot wird eine Legierung bezeichnet, die je nach Einsatzfall aus einem bestimmten Mengenverhältnis von Metallen besteht, hauptsächlich Blei, Zinn, Silber und Kupfer. Das Weichlot verlötet geeignete Metalle, indem es sich als Schmelze oberflächlich mit diesen verbindet und erstarrt. Die Löttemperatur ist dabei wesentlich geringer als die Schmelztemperatur der Bauteile. Weichlotverbindungen weisen gegenüber Hartlotverbindungen nur mäßige Festigkeiten auf.

Weichlote finden vor allem in der Elektrotechnik und Elektronik, in der Hausinstallation und durch die Bleiglas-Technik in der Kunst (Bleiglasfenster, Tiffany-Lampen) Anwendung.

Zinnlote

    Die am häufigsten verwendeten Weichlote sind die Zinnlote, Legierungen aus Zinn und Blei mit geringen Anteilen an Eisen, Antimon, Kupfer und Nickel. Der Schmelzpunkt der Zinnlote liegt unter 330°C. Beim Erwärmen gehen die Lote von einem festen in einen breiigen und schließlich in den flüssigen Zustand über. Von besonderer Bedeutung ist das Eutektikum, auch Sickerlot (63% Sn, 37% Pb). Bei einer Temperatur von 183°C geht es direkt vom festen in den flüssigen Zustand über. Legierungen, die vom Eutektikum entfernt liegen, werden zugunsten eines technisch erwünschten Erstarrungsbereiches zwischen Liquidus- und Soliduslinie ebenfalls verwendet.

Verwendung der Zinnlote mit einem Zinnanteil von:

• 20–40%: Verbinden von Kupferrohren und Bleikabeln
• 50%: Feinlöten von Blechen
• 60% (Sickerlot): Verbinden und verzinnen von elektrischen Leitungen, Drähten, Leiterplatten
• 90%: Verlöten von Konservendosen

Den niedrigsten Schmelzpunkt bei 70°C weist mit 50% Bismut (Bi), 25% Blei (Pb), 12,5% Cadmium (Cd), sowie 12,5% Zinn (Sn) das so genannte Woodsche Metall auf.

So genannte Röhrenlote (Radiolot oder Elektroniklot) weisen eine oder mehrere eingearbeitete Seelen aus organischen, säurefreien Harzen von Bäumen, u. A. Kolophonium auf, welche beim Lötvorgang als Flussmittel wirken.

Eigenschaften der Lotbestandteile

Wegen der guten technischen Beherrschbarkeit und des niedrigen Schmelzpunkts enthalten eine Reihe von Loten Blei. Aufgrund der aktuellen Rechtslage insbesondere in der EU (u. a. WEEE, RoHS: d.h. DIR 2002/96/EG) und DIR 2002/95/EG) gibt es weltweit jedoch starke Bemühungen, die bleihaltigen Weichlote durch bleifreie zu ersetzen. Diese haben jedoch meist einen weniger universellen Einsatzbereich und bringen z. T. technische Probleme wie Verspröden und Whiskerbildung mit sich.

Bis 1. Juli 2006 mussten im Elektronikbereich Bleilote bereits wegen Problemen des vollständigen Recyclings ersetzt werden (RoHS DIR 2002/95/EG). Privat und für begrenzte Einsatzgebiete dürfen jedoch weiterhin bleihaltige Lote verwendet werden.

Weichlotbezeichnungen

verwendete Kürzel in Weichlote nach (DIN1707)

• Gruppe A: Blei-Zinn- und Zinn-Blei-Weichlote
• Gruppe Ah: Antimon-haltig
• Gruppe Aa: Antimon-arm
• Gruppe Af: Antimon-frei
• Gruppe B: Zinn-Blei-Lote mit Kupfer-, Silber- oder Phosphorzusatz
• Gruppe C: Sonderweichlote
• Gruppe D: Weichlote für Aluminium

antimonhaltige Weichlote

• L-PbSn12Sb (12 % Zinn, 0,2-0,7% Antimon, Rest Blei, 250 °C Solidus-, 295 °C Liquidustemperatur; Kühlerbau)
• L-PbSn30Sb (30 % Zinn, 0,5-1,8% Antimon, Rest Blei, 186 °C Solidus-, 250 °C Liquidustemperatur; Schmierlot, Bleilot)
• L-PbSn40Sb (40 % Zinn, 0,5-2,4% Antimon, Rest Blei, 186 °C Solidus-, 225 °C Liquidustemperatur; Kühlerbau)

antimonarme Weichlote

• L-PbSn8(Sb) (8% Zinn, 0,12-0,5% Antimon, Rest Blei, 280 °C Solidus-, 305 °C Liquidustemperatur; Kühlerbau, Thermostate)
• L-PbSn30(Sb) (30% Zinn, 0,12-0,5% Antimon, Rest Blei, 183 °C Solidus-, 255 °C Liquidustemperatur; Feinblechpackungen)
• L-PbSn40(Sb) (40% Zinn, 0,12-0,5% Antimon, Rest Blei, 183 °C Solidus-, 235 °C Liquidustemperatur; Verzinnung, Feinblechpackungen, Klempnerarbeiten)
• L-PbSn60(Sb) (60% Zinn, 0,12-0,5% Antimon, Rest Blei, 183 °C Solidus-, 215 °C Liquidustemperatur; Verzinnung, Feinblechpackungen, Elektroindustrie, verzinkte Feinbleche)

für Kupferrohrfittinge

• L-Sn50Pb (Blei-Zinn-Lot)
• L-SnAg5 (Zinn-Silber-Lot)
• L-SnCu3 (Zinn-Kupfer-Lot)

für Aluminium

Bei Löten von Aluminium ist zu beachten, dass in Folge von Potentialunterschieden zwischen Lötstelle und Grundwerkstoff elektrochemische Korrosion auftreten kann. Die Lötstelle sollte daher geschützt werden.

• L-SnZn10 (85-92% Zinn, Rest Zink)
• L-SnZn40 (55-70% Zinn, Rest Zink)
• L-CdZn20 (75-83% Kadmium, Rest Zink)
• L-ZnAl15 (95% Zink, Rest Aluminium)

elektrische Anwendungen

Typische Blei-Zinn-Weichlotbezeichnungen für Elektronikschaltungen:

• L-Sn50PbCu (1,2-1,6% Kupfer; 183 °C Solidus-, 215 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn60PbCu (0,1-0,2% Kupfer; 183 °C Solidus-, 190 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn60PbCu2 (1,6-2% Kupfer; 183 °C Solidus-, 190 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn50PbAg (178 °C Solidus-, 210 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn60PbAg (178 °C Solidus-, 180 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn63PbAg (178 °C Solidus- und Liquidustemperatur)
• Fluitin, Stannol und Felder sind einige Markennamen für Radio- und Elektroniklot.

Typische Blei-Zinn-Weichlotbezeichnungen für Schlepp-, Schwall- und Tauchlöten:

• L-Sn50PbP (0,001-0,004% Phosphor; 183 °C Solidus-, 215 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn60PbP (0,001-0,004% Phosphor; 183 °C Solidus-, 190 °C Liquidustemperatur)
• L-Sn63PbP (0,001-0,004% Phosphor; 183 °C Solidus- und Liquidustemperatur)
• L-Sn60PbCuP (0,001-0,004% Phosphor, 0,1-0,2% Kupfer; 183 °C Solidus-, 190 °C Liquidustemperatur)

Siehe auch

• Löten
• Lotpaste