Beim Hartlöten handelt es sich um einen Metallverbindungsprozess, bei dem ein Füllmetall mit einem Schmelzpunkt über 840 °F (450 °C), aber unter dem Schmelzpunkt der zu verbindenden Grundmetalle verwendet wird. Die Wahl des Zusatzwerkstoffes hängt von den Grundwerkstoffen, der Anwendung und den geforderten Eigenschaften der Verbindung ab. Zu den beim Hartlöten üblicherweise verwendeten Füllmetallen gehören Aluminium-Silizium-Legierungen, Kupfer, Kupfer-Phosphor-Legierungen, Legierungen auf Silberbasis und Legierungen auf Nickelbasis. Jedes Zusatzmetall verfügt über spezifische Eigenschaften, die es für bestimmte Anwendungen geeignet machen, wie z. B. Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder elektrische Leitfähigkeit.
Wichtige Punkte erklärt:
-
Aluminium-Silizium-Legierungen:
- Zusammensetzung: Enthalten typischerweise 7–12 % Silizium, zusammen mit geringen Mengen anderer Elemente wie Kupfer oder Magnesium.
- Anwendungen: Wird zum Hartlöten von Aluminium und seinen Legierungen verwendet. Diese Zusatzmetalle sind ideal für Anwendungen, die eine gute Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit erfordern.
- Eigenschaften: Sie haben einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und eignen sich daher zum Verbinden von Aluminium, ohne dass das Grundmetall schmilzt.
-
Kupfer und Kupfer-Phosphor-Legierungen:
- Zusammensetzung: Reines Kupfer oder Kupfer mit 5–7 % Phosphor, manchmal mit Silberzusatz.
- Anwendungen: Wird häufig zum Hartlöten von Kupfer und Messing verwendet. Kupfer-Phosphor-Legierungen sind besonders nützlich in Sanitär- und Kühlsystemen.
- Eigenschaften: Diese Legierungen bieten hervorragende Fließ- und Benetzungseigenschaften, und der Phosphor fungiert als Flussmittel, wodurch bei einigen Anwendungen der Bedarf an zusätzlichem Flussmittel verringert wird.
-
Silberbasierte Legierungen:
- Zusammensetzung: Enthält normalerweise 20–70 % Silber mit unterschiedlichen Mengen an Kupfer, Zink und Cadmium (obwohl Cadmium aus gesundheitlichen Gründen schrittweise aus dem Sortiment genommen wird).
- Anwendungen: Weit verbreitet in der HLK-, Elektro- und Sanitärindustrie. Legierungen auf Silberbasis sind vielseitig und können zum Verbinden einer Vielzahl von Metallen verwendet werden, darunter Edelstahl, Kupfer und Nickellegierungen.
- Eigenschaften: Sie bieten eine gute Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit. Durch die Zugabe von Silber werden die Fließ- und Benetzungseigenschaften des Zusatzmetalls verbessert.
-
Nickelbasierte Legierungen:
- Zusammensetzung: Enthalten Nickel als Hauptelement mit Zusätzen von Chrom, Bor und Silizium.
- Anwendungen: Wird für Hochtemperaturanwendungen verwendet, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung und der chemischen Verarbeitungsindustrie. Diese Legierungen eignen sich zum Hartlöten von Edelstahl, Nickellegierungen und anderen Hochtemperaturmaterialien.
- Eigenschaften: Legierungen auf Nickelbasis bieten eine hervorragende Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen. Sie sind außerdem korrosions- und verschleißfest.
-
Goldbasierte Legierungen:
- Zusammensetzung: Enthalten typischerweise Gold mit Zusätzen von Kupfer, Nickel oder Palladium.
- Anwendungen: Wird in speziellen Anwendungen wie Elektronik, Schmuck und medizinischen Geräten verwendet. Legierungen auf Goldbasis werden häufig aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität ausgewählt.
- Eigenschaften: Diese Legierungen bieten eine hohe Festigkeit und eine hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie für kritische Anwendungen geeignet sind.
-
Andere Zusatzmetalle:
- Legierungen auf Magnesiumbasis: Wird zum Hartlöten von Magnesium und seinen Legierungen verwendet. Diese Zusatzmetalle sind leicht und bieten eine gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Titanbasierte Legierungen: Wird zum Hartlöten von Titan und seinen Legierungen verwendet. Diese Zusatzmetalle eignen sich für hochfeste, leichte Anwendungen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
-
Überlegungen zur Auswahl von Zusatzwerkstoffen:
- Kompatibilität mit unedlen Metallen: Das Zusatzmetall muss mit den zu verbindenden Grundmetallen kompatibel sein. Dazu gehört die Abstimmung der Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie die Sicherstellung einer guten Benetzung und Verklebung.
- Servicebedingungen: Das Zusatzmetall muss den Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Korrosion und mechanischer Belastung standhalten, denen die Verbindung ausgesetzt sein wird.
- Gelenkdesign: Die Gestaltung der Verbindung, einschließlich der Spaltgröße und der Erhitzungsmethode, hat Einfluss auf die Wahl des Zusatzwerkstoffes. Einige Zusatzwerkstoffe fließen besser in engen Spalten, während andere besser für größere Spalten geeignet sind.
- Regulierungs- und Sicherheitsaspekte: Für einige Füllmetalle, beispielsweise solche, die Cadmium enthalten, gelten möglicherweise Gesundheits- und Umweltvorschriften, die ihre Verwendung einschränken. Es ist wichtig, Schweißzusätze auszuwählen, die den einschlägigen Vorschriften entsprechen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des Lots zum Löten von den spezifischen Anforderungen der Anwendung abhängt, einschließlich der Grundmetalle, der Betriebsbedingungen und der gewünschten Eigenschaften der Verbindung. Durch die sorgfältige Auswahl des geeigneten Zusatzmetalls ist es möglich, starke, dauerhafte und zuverlässige Lötverbindungen herzustellen.
Übersichtstabelle:
| Füllmetall | Zusammensetzung | Anwendungen | Schlüsseleigenschaften |
|---|---|---|---|
| Aluminium-Silizium | 7-12 % Silizium, geringe Mengen Cu/Mg | Hartlöten von Aluminium und Legierungen | Niedriger Schmelzpunkt, Korrosionsbeständigkeit |
| Kupfer/Kupfer-Phosphor | Reines Kupfer oder 5-7 % Phosphor | Sanitär- und Kühlsysteme | Hervorragender Verlauf, selbstfließend |
| Auf Silberbasis | 20–70 % Silber, Cu, Zn, Cd (auslaufend) | HVAC, Elektrik, Sanitär | Gute Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit |
| Auf Nickelbasis | Nickel, Cr, B, Si | Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung | Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit |
| Auf Goldbasis | Gold, Cu, Ni, Pd | Elektronik, Schmuck, medizinische Geräte | Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität |
| Auf Magnesiumbasis | Magnesiumlegierungen | Hartlöten von Magnesiumlegierungen | Leicht, korrosionsbeständig |
| Auf Titanbasis | Titanlegierungen | Luft- und Raumfahrt, hochfeste Anwendungen | Hohe Festigkeit, leicht |
Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl des richtigen Zusatzmetalls für Ihr Lötprojekt? Kontaktieren Sie noch heute unsere Experten !
