Jeder „richtige“ Junge bastelte früher an Elektrogeräten herum. Dazu benötigte er unbedingt einen Lötkolben. Das fiel mir wieder ein, als jüngst bei uns ein neuer Heizkörper installiert wurde. Dabei wurden die Kupferrohre unter Einsatz eines Gasbrenners („Lötlampe“) mit Zinn verbunden. Warum soll man das, was dahinter steckt, nicht mal im Chemieunterricht thematisieren? Schließlich ist das Alltagschemie par excellence... Bild 1: Kolbenlöten
Bild 2: Ergebnis von Versuch 1
Man spricht auch von stoffschlüssigem Verbinden. Da die Lotmetalle Lücken zwischen den Werkstücken ausfüllen, nennt man sie auch Zulegemetalle. Voraussetzung für das Löten ist, dass die Metalle mit dem Lotmetall Legierungen bilden können, dass die zu verbindenden Werkstücke sich also echt stoffschlüssig im Sinne der Bildung eines einheitlichen Stoffs verbinden. So bildet Kupfer mit seinem typischen Lötmetall Zinn bekanntlich Bronze. Im Prinzip gibt es deshalb für jedes Metall oder Legierung ein Lotmetall. Man spricht von Hartloten, wenn die Lote einen hohen Schmelzpunkt haben. Ist der Schmelzpunkt niedrig, so handelt es sich um Weichlote. Nur die sollen heute unser Thema sein. Nehmen wir das Beispiel des Lötens von Kupfer oder Kupferlegierungen wie Messing. Eigentlich würde Zinn zum Löten von Kupfer allein ausreichen. Lote müssen aber bei deutlich niedrigeren Temperaturen schmelzen als die zu verbindenden Metalle. Das ist wichtig, damit sich beim Löten die Werkstücke wegen des Erhitzens nicht verändern. Um den eigentlich schon recht niedrigen Schmelzpunkt des Zinns (231,8 °C) weiter zu senken, werden Blei und andere Metalle hinzugefügt. Dahinter steckt die Tatsache, dass Mischungen einen niedrigeren Schmelzpunkt haben als die Reinstoffe. Das Stichwort ist Schmelzpunkterniedrigung. Z. B. hat das von Bastlern üblicherweise verwendete „Sickerlot“, das bei 181 °C schmilzt, einen Zinngehalt von 64,1 %. Die prozentuale Zusammensetzung bestimmt also den Schmelzpunkt. Bei den Loten kann die Zusammensetzung stark variieren. Zusammensetzung von üblichen Weichloten
Die zugesetzten Metalle sind genauso gute Legierungspartner des Kupfers oder seiner Legierungen (Messing und Bronze) wie das Zinn. Mit Blei kann Kupfer zu Bleibronze legiert werden. Diese wird zum Beispiel als Lagermetall zum Bau von Eisenbahnradachsen verwendet.
Das Einfließen verläuft aber nicht so ganz problemlos. So muss die Stelle von Fettresten und von Oxidbelägen gereinigt werden. Außerdem muss der Sauerstoff während des Lötens vor allem mit einem Lötkolben ferngehalten werden. Dazu bedarf es eines Flussmittels (Lot-Aufbringungshilfsmittel). Dabei handelt es sich um Mischungen von organischen und anorganischen Stoffen, die sich nicht mit dem Lotmetall verbinden. Entweder trägt man diese Flussmittel vor dem Löten auf die zu verbindenden Stellen auf, oder man findet sie - was besonders praktisch ist - in den Lotmetallhohldrähten eingearbeitet vor. Bild 3: Lotmetallhohldraht
Die Salzsäure und das sauer wirkende Ammoniumchlorid sorgen auch dafür, dass der aus Kupfer bestehende Lötkolben sauber bleibt und vor allem nicht oxidiert wird. Das Flammenlöten hat den Vorteil, dass wegen Sauerstoffmangels die Oxidation der Lötstelle unterbleibt. Leider muss man aber mit offenen Flammen arbeiten. Das ist Auslöser für viele Dachbrände. Denn beim Verlegen von Dachrinnen aus Kupfer oder Zink werden die Teile mit Lotmetall verbunden. Bild 4: Flammenlöten
Klick mich an! Bild 5: Lötstellen
Rüdiger Blume
Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie. Letzte Überarbeitung: 05. September 2012, Dagmar Wiechoczek |