Lötkolben & Lötzubehör

Die Menschheit lötet schon seit Jahrtausenden. Dieses älteste stoffschlüssige Verfahren zur Verbindung von Metallen ist schon um 3200 v. Chr. im Zweistromland verwendet worden, um Teile aus Gold zu verbinden. Kirchenfenster oder Orgelpfeifen sind Anwendungsbeispiele mittelalterlicher Löttechnik.

Entgegen der weitverbreiteten Vorstellung ist Löten kein Verkleben von Metall mit dem Klebstoff Metall. Tatsächlich ist es ein Legieren des Verbindungsmetalls (des Lots) mit den Oberflächen der zu fügenden Teile. Klebungen entstehen beim Löten nur dann, wenn mit zu niedrigen Temperaturen gearbeitet wird - die sogenannten Kaltlötstellen lösen sich schon bei geringer Belastung.

Weichlöten

Das Löten bei Temperaturen bis 450 °C bezeichnet man als Weichlöten. Es ist das im Heimwerkerbereich am weitesten verbreitete Verfahren. Weichgelötet wird mit Lötlampen und elektrisch oder gasbeheizten Lötkolben mit Leistungen zwischen 15 und 500 W.

Weichlote bestehen in der Regel aus Zinn und Blei; für die meisten Verbindungen wird sogenanntes LSn 40 Pb aus 40 % Zinn und 60 % Blei verwendet, Radiolot LSn 60 Pb benutzt man in der Elektrotechnik. Lote werden aus Metallegierungen gemacht, damit sie bei Erhitzung allmählich in den flüssigen Zustand übergehen und nicht schlagartig schmelzen oder erstarren, wie das bei einem reinen Metall der Fall wäre.

Hartlöten

Hartlöten heißt Löten bei Temperaturen über 450 °C. Hartgelötete Nähte können hohe Festigkeiten erreichen, die denen von Schweißnähten kaum nachstehen. Hartlötgeräte sind ausschließlich Gaslötgeräte, beheizt mit Propan-, Butan- oder Azetylenflammen, oft durch Sauerstoff aus der Flasche unterstützt, um höhere Temperaturen zu erreichen. Umfangreichere Anleitungen zum Hartlöten finden sich in einschlägigen Fachbüchern.

Welche Metalle lassen sich weichlöten?

Manche Metalle lassen sich leichter löten als andere. Dafür gibt es zwei Gründe.

Das Lot, das die Metalle verbinden soll, besteht aus Blei und Zinn. Einige Metalle, z.B. Kupfer, vertragen sich chemisch mit Blei und Zinn recht gut. Ihre Kristallstruktur verbindet sich während des Lötvorganges problemlos mit der des Lotes. Diese Metalle werden deshalb auch als “lötfreudig” bezeichnet.

Die Oxidschicht, die ein Metall ausbildet und die vor dem Löten entfernt werden muss, hat ebenfalls Einfluss auf seine Lötbarkeit. Aluminium bildet nur Sekunden nach dem Blankreiben mit Schmirgelpapier eine neue Oxidschicht und ist deshalb mit herkömmlichen Loten und Flussmitteln nicht lötbar.

Gut lötbar sind:

• Weißblech (verzinntes Stahlblech)
• Kupfer, Messing, Zink oder Federstahl mit Flussmitteln auf Chlorzink-Basis

Aluminium, Edelstahl und Gusseisen lassen sich nur mit besonderen Flussmitteln und nach spezieller Vorbehandlung weichlöten. Chrom, Titan und Silizium sind kaum oder gar nicht lötbar.

Lötkolben

Das wohl wichtigste Werkzeug des Lötenden ist der Lötkolben. Nun gibt es Kolben, die sich im Hinblick auf ihre Leistung und die erreichten Lötspitzentemperaturen unterscheiden: Lötkolben mit einer Leistung von 15 W erreichen Temperaturen von etwa 320 °C, 30-Watt-Kolben knapp 400 °C und ein Löter mit 60 W sogar 480 °C.

Bei der Wahl des angemessenen Lötkolbens ist zu bedenken, dass die Lötspitzentemperatur nicht gleichzusetzen ist mit der Arbeitstemperatur (die Temperatur, die das vom Lötkolben erhitzte Metall nach kurzer Zeit erreicht). Als Faustregel gilt: Die Arbeitstemperatur des Kolbens liegt um 50 bis 60 % unter seiner maximalen Lötspitzentemperatur. Die Spitze eines 15-W-Kolbens wird nur eine winzige Fläche so stark erhitzen können, dass dort das Lot schmilzt. Die Spitze eines 60-W-Kolbens hingegen wird auch auf einer größeren Fläche die erforderlichen Schmelztemperaturen erzeugen.

Das heißt: Für Punktlötungen, Lötungen an dünnen Drähten, etc. reicht ein 15-Watt-Kolben aus. Wenn die Drähte dicker als 2 mm sind oder auch dünne Bleche gelötet werden sollen, empfiehlt sich eine Leistung von mindestens (!) 30 W. Wer gelegentlich auch Wasserrohre installieren will, sollte den Gaslöter nehmen oder einen Lötkolben mit 100 bis 150 W Leistungsstärke.

Lötspitzen

Das eigentliche Werkzeug beim Weichlöten ist zweifellos die Lötspitze. Ihre richtige Form, perfekte Wärmeleitung, makellose Beschaffenheit und Zuverlässigkeit bestimmen die Qualität der Lötung maßgeblich.

Die klassische Lötspitze besteht aus Kupfer. Sie ist sehr gut wärmeleitfähig und preiswert, hat aber auch Nachteile. Sie oxidiert unter Wärmeeinwirkung stark und gibt Kupferteilchen an das Lötzinn ab bis sie schließlich ganz zerfressen ist.

Ersadur-Dauerlötspitzen sind für den Dauerbetrieb und hohe Haltbarkeit gemacht. Die Spitzen werden galvanisch mit einer Eisenschicht plattiert und durch eine zusätzliche Chromschicht vor Korrosion geschützt. Dauerlötspitzen sollten immer mit Lot benetzt bleiben, da sie sonst leicht passiv werden und das Lot nicht mehr gut annehmen. Ist das einmal passiert, können sie mit Flussmittel und Lot wieder aktiviert werden. Dazu etwas Lötdraht mit Flussmittelseele um die kalte Spitze wickeln und anschließend aufheizen. Viellötern sei der Erwerb einer etwas teureren Dauerlötspitze oder der „Longlife“-Version der Lötspitze empfohlen.

Flussmittel

Ohne Flussmittel keine stabile Lötstelle. Fast alle Metalle bilden an der Luft eine dünne Oxidschicht auf ihrer Oberfläche aus. Da das Lot mit der Metalloberfläche legieren soll, stört diese Schicht. Die Aufgabe von Flussmittel ist die Entfernung der Oxidschicht und die Verhinderung der sofortigen Neuoxidation. Gleichzeitig verhindert das Flussmittel auch die augenblicklich stattfindende Oxidation des flüssigen Lots, die es am Fließen hindern würde.

Die meisten Bastler- und Radiolote haben bereits eine Füllung aus Flussmittel, die sogenannte Seele. Zum Löten mit diesen Loten ist gar kein oder nur wenig zusätzliches Flussmittel erforderlich.

Lötwasser und Lötfett sind aggressive Flussmittel auf Chlorzink-Basis (ZnCl2). Bei Lötwasser handelt es sich um eine mit Wasser verdünnte ZnCl2-Lösung, bei Lötfett um ein Mineralfett, in dem kleine Tröpfchen hochkonzentrierten Lötwassers eingebunden sind. Da beide Flussmittel nicht nur das Metall, sondern auch die spätere Lötstelle angreifen, müssen ihre Rückstände nach dem Löten entfernt werden.

So wird gelötet

Allem voran geht die Vorbereitung des Lötkolbens: Dessen Spitze sollte zumindest frei von Zunder- oder Flussmittelresten sein. Es empfiehlt sich außerdem, sie vor jedem Löten neu zu verzinnen: Hierzu ein wenig Lot auf die heiße Lötspitze auftupfen, bis sich dort ein sauberer Tropfen gebildet hat.

Anschließend die Fügeteile gut reinigen (Drahtbürste, Schleifpapier ...). Fett (z.B. Fingerabdrücke) etc. mit Wasser und Seife oder Alkohol entfernen. Keine Putzmittel verwenden! Immer mehr Putzmittel enthalten Silikon. Silikon versiegelt Oberflächen und wird die Lötung verhindern. Anschließend die Metalle „blank machen“, d. h. von der Oxidschicht befreien, z. B. mit Schleifpapier oder verdünnter Zitronensäure (gibt’s in der Apotheke; 1 Esslöffel Zitronensäure auf 1 l Wasser, kann bis zu 80 °C erhitzt werden, was das „Blankwerden“ beschleunigt).

Dann das Flussmittel auftragen und die Lötstelle unter Zugabe von etwas Lot mit dem Lötgerät erhitzen; das Lot sollte dünn über die Lötfläche fließen. Dabei soll das Lot auf dem Metall und nicht auf der Lötspitze schmelzen. Anschließend werden die Teile so auf einer feuerfesten Unterlage befestigt, dass sie auch bei einer Berührung mit dem Kolben nicht verrutschen (zum Beispiel mit der Dritten Hand).

Schließlich wird verbunden: die Lötnaht mit dem Kolben oder der Lötlampe heiß machen und Lötzinn dazugeben bis eine Verbindung entsteht. Besonders wichtig: Damit die Naht keine Kaltlötung wird, sollten die Fügeteile an der Naht so heiß sein, dass das Lot dort auch ohne den Lötkolben schmilzt.

Fast fertig. Das Werkstück muss nun so lange in der wackelfreien Stellung bleiben, bis es abgekühlt ist. Sonst kann die Naht spröde werden. Zuletzt noch die Flussmittelreste mit Wasser abspülen.

Zwei grundsätzliche Punkte noch:

Das Flussmittel verdampft wieder, wenn die Lötstelle zu lange heiß bleibt. Außerdem oxidiert auch das Lot, wenn es zu ausgiebig erhitzt wird. Es entstehen dann Lötstellen, an denen das Lot schon direkt nach der Lötung stumpf ist. Solche Lötstellen sollten gleich wieder getrennt werden, da sie ohnehin nicht lange halten. Der eigentliche Lötvorgang sollte also einigermaßen zügig ausgeführt werden (die optimale Dauer für eine Punktlötstelle liegt bei etwa 2 Sekunden, mehr als 5 Sekunden sind absolut zuviel).

Eine Lötung ist nur dann gelungen, wenn das Lot überall vollständig geschmolzen ist. Dies bedeutet für zwei verschieden große bzw. starke Metallteile, dass das größere/stärkere mit dem Lötkolben länger „vorgeheizt“ werden muss als das kleinere. Eine gleichmäßige Erwärmung beider Metalle ist Voraussetzung für ein gleichmäßiges Verfließen des Lotes!

Gut gelötet?

Mit einer visuellen Kontrolle lässt sich erkennen, ob eine Lötstelle denn auch wirklich gut geworden ist. Bei einer guten Lötstelle ist das Lot während des Lötens auf dem Metall vollständig geschmolzen und füllt die Fuge gleichmäßig aus. Auf der Metalloberfläche muss es glatt verlaufen sein, so wie ein Tropfen Wasser, der durch Spülmittel seine Oberflächenspannung verloren hat.

Ungeschmolzene Lotklümpchen, teilweise noch offene Fugen oder durch zu viel Lot entstandene „Beulen“ auf den Metallen können Hinweise darauf sein, dass die Lötung lieber noch einmal wiederholt werden sollte...

...wohingegen eine „erfolgreich“ verlaufene Reißprobe, bei der die Lötstelle also misslungen scheint, insbesondere bei dünnen Drähten oder auf Stoß verlöteten Blechen, nicht unbedingt auf eine schlechte Lötung hindeutet: Eine weichgelötete Verbindung ist in erster Linie eine Übertragungs-, Dichtungs- oder Fixierungsverbindung, die z.B. Strom oder Wärme leiten soll. Für hohe und dauerhafte Zug-, Druck- und Scher-Belastungen ist sie nicht geeignet. In solchen Fällen sollte hartgelötet oder geschweißt werden.

Wieviel Lot man für welche Lötstelle braucht und derlei Dinge mehr, sollte man am besten in der Praxis herausfinden. Einfach mal hinsetzen, den Lötkolben anheizen und verschiedene Metalle in verschiedenen Stärken und Beschaffenheiten durchprobieren. Man entwickelt sehr schnell ein Gefühl für die richtigen Mengen und Zeitpunkte.