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FÜGEN VON ALUMINIUM
Die Gruppe der hartlötgeeigneten
Werkstoffe wird vornehmlich durch
deren Solidustemperaturen bestimmt,
da eine hinreichend große Temperaturspanne
zwischen dieser und der
Löttemperatur vorhanden sein muss,
um eine Anschmelzung von Grundwerkstoff
zu vermeiden. Diese würden
sich nachteilig auf das Festigkeitsverhalten
der Verbindung auswirken.
Es wird heute fast ausschließlich mit
AlSi-Loten hartgelötet.
Zu den hartlötgeeigneten Werkstoffen
zählen in dieser Hinsicht daher
außer Reinaluminium die Knetlegierungen
AlMn1 (EN AW-3103), AlMg1
(EN AW-5005A), AlMg2,5 (EN AW-
5052), AlMg3 (EN AW-5754), AlMg-
2Mn0,8 (EN AW-5049), AlMgSi0,5
(EN AW-6060) und AlZn4,5Mg1 (EN
AW-7020) sowie mit Einschränkungen
auch AlMgSi0,7 (EN AW-6005A)
und AlMgSi1 (EN AW-6082). Alle
anderen Knetlegierungen und auch
die ganze Palette der Gusswerkstoffe
scheiden dagegen wegen ihrer zu
niedrigen Solidustemperatur aus.
Ab 2% Magnesium ist die Benetzung
des Grundwerkstoffes schlecht
oder gar nicht gegeben (das Lot kann
nicht in die Oberfläche diffundieren).
Daher sollten am besten reines Al,
AlMn1 oder AlMg1 verwendet werden,
in jedem Fall jedoch solche Legierungen,
die einen Schmelzintervall
≥ 620 °C aufweisen.
Verfahrenstechnik
beim Löten von Aluminium
Zum Löten wird neben dem geeigneten
Lot stets noch ein Medium benötigt,
das die Oberflächenoxide vom
FL 10
(chloridischer und
hygroskopischer
Typ)
FL 20
(nicht chloridisch,
nicht korrosiv)
Grundwerkstoff beseitigt und diesen
während des Lötens metallisch blank
hält. Zu diesen Medien gehört neben
Schutzgasen und dem Flussmittel
auch das Vakuum. Um die Wirksamkeit
einzelner Medien zu verstehen,
ist erneut auf die Besonderheit der
Aluminiumoxidhaut hinzuweisen.
Aluminium besitzt eine sehr hohe Affinität
zum Sauerstoff, weshalb es an
Luft stets mit einer Oxidhaut überzogen
ist. Diese ist gleichmäßig und porenarm,
sodass das Aluminium gegen
weitere Korrosion, bspw. gegen Luft
und Industrieatmosphäre, geschützt
ist. Zum Löten muss die Oxidhaut entfernt
werden, sei es durch Auflösen,
Reduzieren oder mechanisches Zerreißen
und Abheben der Oxidhaut.
Außerdem darf sich die Aluminiumoxidschicht
während des Lötprozesses
nicht wieder neu ausbilden.
Beim Flussmittellöten müssen folgende
Vorgänge ablaufen: Das Wasser
aus dem Flussmittel muss verdampfen,
das Kristallwasser muss ausgetrieben
werden, die Metalloxide müssen mit
dem Flussmittel reagieren, das Lot
muss das Flussmittel verdrängen, Lot
und Grundwerkstoff legieren sich.
Die Lötzeit beträgt mindestens fünf
bis zehn Sekunden.
Folgende Vorgänge dürfen beim
Flussmittellöten nicht ablaufen: Das
Flussmittel darf nicht oxidgesättigt
werden und Werkstück und Lot dürfen
sich nicht nachteilig verändern.
Daher beträgt die maximale Lötzeit
circa drei Minuten.
Die DIN EN 1045 unterscheidet
prinzipiell zwei Flussmitteltypen, die
in der Norm wie folgt beschrieben
sind: Typ FL 10 – Diese Flussmittel
Tab. 3: Vor- und Nachteile der Flussmitteltypen im Vergleich
Vorteile Nachteile
• wirksam ab 500 °C
• hohe Wirksamkeit
• auch AlMg3 kann gelötet werden*
• Bauteile sind nach dem Waschen sauber
• Beizbehandlung nach dem Waschen zur
Verbesserung des Aussehens möglich
* jedoch mit Einschränkungen
• Reste nicht korrosiv
• kein Waschen nach dem Löten
(Arbeitsgang entfällt)
• kein Waschwasser entsorgen
• hoher Spaltfüllgrad
• sehr geringe Belastung des Lötofens
• unter Schutzgas deutlich reduzierter Verbrauch
(auf ca. 20% des FL 10 Einsatzes an der Luft)
enthalten hygroskopische Schwermetall-Chloride
und Fluoride, vor
allem Lithiumverbindungen. Die
Rückstände sind korrosiv und müssen
durch Waschen oder Beizen entfernt
werden. Typ FL 20 – Diese Flussmittel
enthalten nicht-hygroskopische Fluoride.
Die Rückstände sind im Allgemeinen
nicht korrosiv und können
auf dem Werkstück verbleiben, die
Lötverbindung sollte aber vor Wasser
oder Feuchtigkeit geschützt werden.
Nocolok-Flussmittel
Nocolok-Flussmittel ist ein weißes
Pulver, das aus einem Gemisch aus
Kaliumfluoraluminaten besteht (K1-
3AlF4-6). Es hat einen definierten
Schmelzbereich von 565 bis 575 °C
und liegt damit unterhalb des üblicherweise
Verwendung findenden
AlSi12-Lotes (577 bis 582 °C). Dieses
Lot hat den niedrigsten Schmelzpunkt
bei bester Fließeigenschaft.
Nocolok ist nur begrenzt einsetzbar,
wenn Grundmaterialien mit mehr
als 0,5% Magnesiumgehalt zur Verarbeitung
kommen. Bei Werkstoffen mit
mehr als 0,5% Magnesium besteht ein
vermindertes Lötvermögen, da Nocolok-Flussmittel
die Magnesiumoxide,
die sich auf der Oberfläche von magnesiumhaltigen
Legierungen bilden,
nur begrenzt auflösen kann. Des Weiteren
kann während des Lötvorgangs
Magnesium in die Legierungsoberfläche
diffundieren, mit dem Flussmittel
reagieren und damit dessen
Zusammensetzung und Wirksamkeit
verändern.
Nach dem Löten mit Nocolok-
Flussmittel verbleiben auf der Ober-
• Reste sind sehr korrosiv
• Reste müssen abgewaschen werden
• Waschwasser ist zu entsorgen (bzw. zu recyceln)
• Beizbehandlung wird selten durchgeführt,
da aufwendig und teuer
• Belastung der Abluft bzw. Umgebung
• Absaugung vorsehen
• wirksam ab ca. 570 °C
• Salzreste auf dem Bauteil (Optik)
• Wirksamkeit etwas geringer als FL 10
• AlMg kann nur bis 0,9% Mg benetzt werden
• fast keine Belastung der Umwelt
40 ALUMINIUM · 12/2008