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Was man über Hartlotflussmittel und deren Anwendung wissen sollte.

Normung der Flussmittel - DIN EN 1045

Die DIN EN 1045 „Hartlöten – Flussmittel zum Hartlöten“ ist die europäische Norm für Hartlötflussmittel und ersetzt die DIN 8511 Blatt 1 und 3, in der vier Flussmittel zum Hartlöten von Schwermetallen (F-SH) und zwei Flussmitttel zum Hartlöten von Leichtmetallen (F-LH) genormt waren.

Die DIN EN 1045 erfasst zwei Klassen von Flussmitteln, FH und FL. Die Klasse FH umfasst sieben Flussmitteltypen. Diese werden zum Hartlöten von Schwermetallen, wie z.B. Stähle, rostfreie Stähle, Kupfer und Kupferlegierungen, Nickel und Nickellegierungen, Edelmetalle, Molybdän und Wolfram verwendet. Die Klasse FL umfasst zwei Flussmitteltypen, die zum Hartlöten von Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet werden.

 

Warum wird Flussmittel verwendet?

Flussmittel spielen praktisch bei allen Lötvorgängen an der Luft eine entscheidende Rolle. Die Anwendung eines falschen Flussmittels kann erhebliche Auswirkungen auf die Lötqualität haben.

Eine Lotlegierung  wird einen Grundwerkstoff nur dann benetzen und darauf fliessen, wenn Lot und Grundwerkstoff völlig frei von Oberflächenoxid sind.  Die Anwendung eines geeigneten Hartlotflussmittels gewährleistet, dass das Bauteil während des Lötens vor Oxidation geschützt wird und die vorhandenen und die sich neu bildenden Metalloxide aufgelöst werden.
Hartlotflussmittel sind ausschliesslich zur Entfernung von Oxidfilmen geeignet. Andere Verunreinigungen wie Dreck, Staub, Öl, Farbe oder Lack sind vor dem Löten entweder mit mechanischen und/oder chemischen Mitteln zu entfernen.

 

Produkteigenschaften und Anwendungsempfehlungen

Der Wirktemperaturbereich
Um wirksam zu sein, muss das Flussmittel geschmolzen und aktiv sein, bevor das Lot schmilzt. Zudem muss es aktiv bleiben, bis das Lot durch den Lotspalt geflossen ist und sich beim Abkühlen verfestigt hat.
Es empfiehlt sich daher, ein Flussmittel mit breitem Wirktemperaturbereich zu verwenden. Dies stellt sicher, dass das Flussmittel während des ganzen Lötvorgangs aktiv bleibt.

Die Wirkzeit
Das Flussmittel muss die Oxide auf der Werkstückoberfläche auflösen und die während des Erwärmens fortlaufend neu enstehenden Oxide bis zum Ende der Lötoperation entfernen. Ein Flussmittel kann nicht unbegrenzt Oxide auflösen. Je länger der Erhitzungszyklus dauert, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Wirkung des Flussmittels nachlässt und sowohl die Rückstände als auch die Werkstücke ein schwarzes Aussehen annehmen. Wie lange ein Flussmittel wirksam bleibt, hängt insbesondere von der Arbeitstemperatur des Lotes und der Art des Grundwerkstoffs ab. Bei zu langen Erwärmungszyklen (Lötzeit > 4 Minuten) kann das Flussmittel inaktiv und zerstört werden. In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung eines Flussmittels mit einem höheren Arbeitsbereich. Bei sehr kurzen, schnellen Erwärmungszyklen lässt sich ein Flussmittel ohne Risko auf eine Temperatur bringen, die auch oberhalb seiner empfohlenen maximalen Arbeitstemperatur liegt.

Die optimale Flussmittelmenge
Die benötigte Flussmittelmenge schwankt je nach Art der Anwendung. Gewöhnlich reicht es aus, mit einem Pinsel eine dünne Schicht Hartlotflussmittel auf die Flächen des Lotspaltes und dessen Umgebung aufzutragen. Für die Qualität der Lötstelle ist es aber keineswegs schädlich, wenn "zu viel" Flussmittel aufgebracht wird. Im Gegenteil, es kann sogar das Entfernen der Flussmittelrückstände deutlich erleichtern. Bestreicht man das gesamte Bauteil flächig mit Flussmittel oder taucht dieses sogar darin ein, kann man die Oxidation des Werkstückes deutlich verringern und somit den Nacharbeitsaufwand erheblich reduzieren.
Die Anwendung von zu wenig Flussmittel kann dazu führen, dass dieses seine Wirksamkeit vorzeitig verliert, was zu unschönen und fehlerhaften Lötstellen führt.

Reaktionen und Veränderungen des Flussmittels während des Lötens
Während der Erwärmung des Flussmittels auf Löttemperatur dampft zuerst das in der Flussmittelpaste enthaltene Wasser aus. Dabei bläht es sich auf und trocknet anschließend weiss am Bauteil ab. Kurz bevor die Löttemperatur des Lotes erreicht wird, verflüssigt sich das Flussmittel wieder. Es wird klar und durchsichtig und fliesst auf dem Bauteil aus. Dies ist der Zeitpunkt das Lot hinzuzugeben.

 

Wie kann man das Flussmittel auf dem Bauteil aufbringen?

Wir empfehlen, das Flussmittel, wenn immer möglich, als Paste auf die zu lötenden Teile aufzubringen.

Paste oder Pulver?
Pulver können zu Pasten angerührt werden, indem man Wasser (destilliertes Wasser) beimischt, bis das Gemisch die Konsistenz einer dicken Paste annimmt. Gibt man zusätzlich ein paar Tropfen Geschirr-spülmittel hinzu, verbessert dies die Benetzung auf sauberen Grundwerkstoffen. Die Flussmittelpaste sollte vor dem Zusammenfügen auf beide Flächen der Lötstelle aufgetragen werden.

Auftragen mittels Pinsel
Pinseln ist eine effektive Methode, einen dünnen Pastenfilm auf die Lötstelle und deren Umgebung aufzubringen.

Eintauchen der Bauteile in das Flussmittel
Hartlotflussmittel können auch aufgebracht werden, indem man eine oder mehrere Komponenten einer Konstruktion in einen Behälter mit Flussmittel eintaucht. Dies erfolgt am wirkungsvollsten mit einer dünnflüssigen Paste. Vorteil: Das gesamte Bauteil wird während des Lötens vor Oxidation geschützt, was den Nacharbeitsaufwand deutlich reduzieren kann.

Automatische Aufbringung
Eine vollautomatische Aufbringung des Flussmittels ist ebenfalls möglich. Dieses Verfahren wird bei der Fertigung von Großserien auf vollautomatischen Drehteller-Flammlötanlagen verwendet.

Flussmittelpulver mit dem heissen Lotstab aufnehmen
Bei dieser Technik wird der vorher kurz mit der Flamme erhitzte Lotstab in ein Flussmittelpulver eingetaucht, was dazu führt, dass eine kleine Menge Flussmittel am heissen Ende des Lotstabes anhafted. Das Flussmittel wird im Anschluss über den Draht am Bauteil angebracht. Dies ist ebenfalls eine Methode um Hartlotflussmittel aufzutragen, allerdings vom Handling her deutlich schwieriger, als die Verwendung einer Flussmittelpaste.

Flussmittelumhüllte Lotstäbe
Das Hartlotflussmittel lässt sich sehr bequem mittels flussmittelumhüllten Lotstäben auftragen. Flussmittelumhüllte Lotstäbe gewährleisten darüber hinaus, dass immer das zum Lot passende Flussmittel verwendet wird.

 

Entfernen der Flussmittelrückstände nach dem Löten

Ist das verwendete Flussmittel als korrosiv eingestuft, ist es wichtig, die Flussmittelrückstände nach dem Lötvorgang zu entfernen, da diese zu Korrosionsangriffen führen und das Bauteil zerstören können.

Es gibt, je nach Flussmitteltyp und Hersteller, unterschiedliche Empfehlungen für das Entfernen von Flussmittelrückständen. Nachfolgend werden einige genannt.

Abkühlung der Bauteile mit Wasser - direkt aus der Löthitze
Die erste und einfachste Möglichkeit ist das vorsichtige Abschrecken der Bauteile direkt nach dem Löten durch Eintauchen in einen mit Wasser gefüllten Behälter. Hierbei platzt bereits ein Großteil der Flussmittelreste vom Bauteil ab.

Einlegen der Bauteile in ein Wasserbad
Konnten durch das Abschrecken nicht alle Flussmittelreste beseitigt werden, legt man die Bauteile anschließend für ca. 30 Minuten in heißes Wasser ein und bürstet die Lötstellen danach unter fliessend warmem Wasser ab. Diese Vorgehensweise funktioniert in der Regel bei allen Silberlotflussmitteln der Gruppen FH 10, FH 11 und FH 12

Chemisches Entfernen - Beizen der Bauteile
Sollten die Flussmittelreste doch einmal hartnäckig am Bauteil haften, können folgende Beizvorgänge angewendet werden.

Einweichen der Bauteile in 5-10%iger Schwefelsäure und anschließendes Abbürsten unter fliessendem Wasser

Einweichen der Bauteile in 10%iger Natronlauge (Natriumhydroxidlösung) und anschließendes Abbürsten unter fliessendem Wasser

Beim Beizen von gelöteten Teilen unter Verwendung von Säuren oder Laugen ist darauf zu achten, dass dabei geeignete persönliche Schutzausrüstung (Schutzhandschue, Brille usw.) getragen wird.

Mechanisches Entfernen
Flussmittel der Gruppe FH 21 (Messing- und Neusilberlot-Flussmittel) sind als nicht korrosiv eingestuft und können somit in der Regel auf den gelöteten Bauteilen verbleiben. Sollten die Reste trotzdem entfernt werden müssen, kann das nur mechanische z.B. durch Sand- oder Glasperlenstrahlen geschehen.

Sicherheitsmaßnahmen bei der Verarbeitung von Flussmittel

Es liegt in der Natur der Flussmittel, dass sie - mit wenigen Ausnahmen - aggressive Stoffe enthalten. Daher sollten die elementaren, jedem Fachmann, Schweisser oder Löter bekannten Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

Die wichtigsten Maßnahmen lauten:

 

  • geeignete Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe usw.) tragen

 

  • flüssige oder pastenförmige Flussmittel mit Pinsel auftragen

 

  • die Berührung mit der Haut ist zu vermeiden; dies ist bei empfindlicher Haut oder Hautwunden besonders wichtig

 

  • nach erfolgter Arbeit und vor den Mahlzeiten Hände sorgfältig waschen

 

  • das Einatmen der beim Verarbeiten entstehenden Dämpfe - auch von Lötdämpfen - soll vermieden werden. Die erste Voraussetzung dazu ist ein hinreichend gelüfteter Arbeitsraum, besser noch, die Verwendung einer geeigneten Lötrauchabsauganlage

 

  • beachten Sie darüber hinaus die Hinweise auf dem Etikett und im Sicherheitsdatenblatt

 

  • die Produkte dürfen nicht in die Hände von Kindern gelangen; verwahren Sie das Produkt daher nach der Arbeit für Kinder unzugänglichen und unter Verschluss auf.