Lote und Flussmittel

From Electrical Contacts
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Hartlote

Für das Verbinden von Kontaktmaterial mit Trägerteilen werden ausschließlich Hartlote eingesetzt, deren Arbeitstemperatur oberhalb 600°C liegt. Die Arbeitstemperatur stellt dabei die niedrigste Oberflächentemperatur dar, bei der das Lot die zu verbindenden Werkstoffe benetzt. Sie liegt innerhalb des Schmelzbereiches des Lotes zwischen der Temperatur des Schmelzbeginns (Solidustemperatur) und der vollständigen Verflüssigung (Liquidustemperatur). Silberhartlote weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie ausreichende mechanische Festigkeit auf und ermöglichen ein gefügeschonendes Verbinden.

In der Kontakttechnik kommen überwiegend niedrigschmelzende Hartlote mit min. 20 Massen-% Silber zum Einsatz, die zur Erniedrigung des Schmelzpunktes Zusätze von Cadmium, Zink oder Zinn enthalten Table 1. Wegen ihrer toxischen Wirkung werden cadmiumhaltige Lote vielfach durch zink- bzw. zinkund zinnhaltige Lote ersetzt. Bei erhöhten Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit oder zur besseren Benetzung bei rostfreiem Stahl werden nickelund manganhaltige Lote verwendet. Lötungen an Luft sind mit diesen Loten nur unter Verwendung von Flussmittel möglich.

Gebräuchliche Hartlote zum Löten elektrischer Kontakte

Für Hochtemperaturlötungen im Vakuum oder unter Schutzgas kommt überwiegend die unter Vakuum erschmolzene eutektische Silber-Kupfer-Legierung zum Einsatz, die eine gute Verformbarkeit aufweist. Zum Löten von Kontaktauflagen mit Silber-Unterseite auf Kupferträger werden häufig phosphorhaltige Lote verwendet, bei denen der Zusatz von Flussmittel entfällt. Das Lot wird meist in Form von Drahtabschnitten, Folien, Drahtringen oder Scheiben, bzw. als Pulver oder Paste hinzugegeben. Bei großen Stückzahlen hat sich für einen wirtschaftlichen Verbindungsprozess die Beschichtung der lötbaren Kontaktunterseite mit einer dünnen Lotschicht (≤ 100 µm) bewährt.

Flussmittel

Flussmittel zum Hartlöten bestehen aus nichtmetallischen Stoffen, meist Salzmischungen aus Bor- und Halogen-Verbindungen Table 2. Ihre Aufgabe ist es, auf Metalloberflächen vorhandene Oxide von der Lötfläche zu beseitigen und ihre Neubildung zu verhindern, so dass das Lot die zu verbindenden Werkstoffe gut benetzen kann. Flussmittel müssen schon unterhalb der Arbeitstemperatur des Lotes wirksam werden. Die verschiedenen Typen von Flussmitteln werden vor allem nach der Arbeitstemperatur des vorgesehenen Lotes und der Art der zu lötenden Grundwerkstoffe ausgewählt.

Da Flussmittelreste hygroskopisch sind und Korrosion verursachen können, müssen sie nach dem Lötvorgang durch Abkochen in Wasser oder Abbeizen vollständig entfernt werden.

Table 2: Flussmittel zum Hartlöten von Schwermetallen

Bezeichnung nach

DIN EN 1045

Bezeichnung nach US (ähnlich)

Wirktemperatur [°C]

Chemische Bestandteile

Grundwerkstoffe

TYP FH 10

FB 3-A

550 - 800

Borverbindungen, Fluoride

Alle Metalle und Legierungen außer Leichtmetallen, legierte Stähle, Hartmetalle

TYP FH 11

FB 4-A

550 - 800

Borverbindungen,

Fluoride, Chloride

Kupfer,

Aluminiumbronze

TYP FH 12

FB 3-C

550 - 850

Bor,

Borverbindungen, Fluoride

Sondermessing,

Beliebige Stähle, Hartmetalle

TYP FH 21

FB 3-I

750 - 1100

Borverbindungen, Chloride

Alle Metalle und Legierungen

außer Leichtmetalle

Referenzen

DIN 8514 Löten metallischer Werkstoffe. Begriffe, Benennungen

DIN EN 1044 Hartlöten, Lötzusätze

DIN EN 1045 Flussmittel zum Hartlöten

ASM Metals, Handbook: Vol 6 Welding, Brazing, and Soldering, ASM, Cleveland, OH, 1993

Dorn, L.: Hartlöten, Grundlagen und Anwendungen. Expert-Verlag, Band 146 (1985)

Krell, A.: Flussmittel und Lötfehler beim Hartlöten. Schweißtechnik, Berlin, 38 (1988)

DVS-Taschenbuch 196: Beuth-Verlag. Berlin, 1997

Müller, W.: Metallische Lotwerkstoffe. Dt. Verlag für Schweißtechnik, Düsseldorf 1990