Flammlöten

Das Flammlöten ist ein Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung metallischer Werkstoffe, bei dem eine flüssige Phase durch das Schmelzen eines Lotes entsteht. Im Gegensatz zum Schweißen werden nicht die Werkstücke selbst, sondern lediglich das Lot geschmolzen. Daher muss das verwendete Lot einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Grundwerkstoffe aufweisen. Ein Vorteil des Lötens ist die Möglichkeit, verschiedene Werkstoffe miteinander zu verbinden. In der Löttechnik unterscheidet man je nach Arbeitstemperatur zwischen Weich- und Hartlöten: Bei Temperaturen bis 450 °C spricht man von Weichlöten, während Hartlöten bei Temperaturen über 450 °C erfolgt. Die folgenden Ausführungen konzentrieren sich hauptsächlich auf das Hartlöten.

2. Voraussetzungen für das Flammlöten

Der Lötvorgang basiert darauf, dass die metallisch sauberen und oxidfreien Lötflächen der Bauteile durch das geschmolzene Lot gut benetzt werden. Dies führt zu einer Haftung und einer Legierungsbildung zwischen Grundwerkstoff und Lot. Um Oberflächenoxide zu entfernen, ist ein geeignetes Flussmittel erforderlich. Die Festigkeit der Lötverbindung hängt von der Gestaltung der Lötstelle sowie den Eigenschaften des Lotes und der Grundwerkstoffe ab. Vor dem Löten werden die Lötflächen mit einem Wärmebrenner auf die geeignete Arbeitstemperatur des verwendeten Lotes erhitzt, bevor das Lot zugeführt wird.

Lötspalt

Bereits in der Konstruktionsphase sollte Platz für Flussmittel und Lot eingeplant werden. Beim Spaltlöten ist es wichtig, einen Lötspalt von 0,05 bis 0,2 mm zu gewährleisten.

Reinigen der Lötflächen

Die Lötfläche muss vor dem Erwärmen frei von Rost, Zunder, Öl, Fett oder Farbe sein. Eine störende Oxidschicht wird durch das Flussmittel gelöst.

Flussmittel

Das verwendete Flussmittel muss auf den Werkstoff und das Lot abgestimmt sein. Flussmittel werden nach ihren Eigenschaften und Verwendungszwecken klassifiziert und sind in DIN EN 1045 genormt. Sie wirken nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, wobei die untere Wirktemperatur mindestens 50 °C unter der Arbeitstemperatur liegen sollte. Flussmittel sind in flüssiger Form, als Pulver oder Paste erhältlich; auch Mischungen aus Flussmittel und Lot sowie gasförmige Flussmittel existieren.

Auftragen des Flussmittels

Das Flussmittel sollte vor dem Löten gleichmäßig auf der gesamten Lötfläche verteilt werden. Beim manuellen Flammlöten wird es meist mit einem Pinsel aufgetragen; automatisierte Verfahren erfordern häufig maschinelles Auftragen. Um eine präzise und maßhaltige Lötverbindung sicherzustellen, müssen die Bauteile während des Vorgangs fixiert werden.

Lot

Das verwendete Lot muss an die jeweilige Lötaufgabe angepasst sein. Für das Hartlöten von Schwermetallen kommen hauptsächlich Kupferbasislote und silberhaltige Lote gemäß DIN EN ISO 17672 zum Einsatz.

3. Verfahrensvarianten

Spaltlöten: Hierbei werden die Werkstücke so vorbereitet, dass ein enger Kapillarspalt zwischen ihnen besteht, der nach Erreichen der Arbeitstemperatur durch den kapillaren Fülldruck des Lotes gefüllt wird.
Fugenlöten: Ähnlich wie beim Gasschmelzschweißen wird hier die Lötfuge ohne Schmelzen des Grundwerkstoffs mit Lot gefüllt; dieses Verfahren erfolgt ausschließlich manuell.

4. Lötvorgang

Erwärmen auf Arbeitstemperatur

Die notwendige Wärme wird durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme oder eine Brenngas-Luft-Flamme bereitgestellt; dazu kommen Schweiß- oder Wärmebrenner nach DIN EN ISO 5172 zum Einsatz. Der gesamte Vorgang sollte innerhalb von fünf Minuten abgeschlossen sein, da das Flussmittel sonst seine Wirkung verliert.

Zuführen des Lotes

Es wird zwischen angesetztem und eingelegtem Lot unterschieden: Beim angesetzten Lot wird dieses erst bei Erreichen der Temperatur hinzugefügt; beim eingelegten Lot zieht es durch Kapillarwirkung in den Spalt.

Entfernen der Flussmittelrückstände

Rückstände von Flussmitteln auf Schwermetallen können durch Abspülen in Wasser oder mechanische Methoden entfernt werden; bei Leichtmetallen sind spezielle Verfahren erforderlich.

5. Löten von Kupferrohren

Kupferrohre finden aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften breite Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Kälte- und Klimatechnik sowie Heizungsinstallationen. Für diese Anwendungen wurden spezielle Kapillarlötfittings und Hartlote entwickelt.

6. Brenner zum Flammlöten

Für die Wärmezuführung eignen sich handelsübliche Schweißbrenner sowie Mehrflammen-Wärmebrenner; spezielle Sonderbrenner sind oft vorteilhaft für automatisierte Prozesse.

7. Zusammenfassung

Für eine erfolgreiche Lötverbindung müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

Ausreichender Lötspalt
Reinigung der Lötflächen
Auftragen des Flussmittels
Sicherung gegen Verrutschen
Erwärmen auf Arbeitstemperatur
Zuführen des Lots
Entfernen der Rückstände