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[DIY How-To elektronic] Löten

Socke

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01.03.2015, 11:21

Löten

[How To] Löten

Dieses "How To" bezieht sich auf das Löten im Bereich der Elektrotechnik.


Grundlagen zum Löten:
Was ist Löten?

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Beim Löten wird eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei Werkstoffen hergestellt, z.B. zwischen Bauteilen und Leiterplatten oder auch Drähten.
Hierzu wird Lötzinn (auch Lötdraht genannt) mit Hilfe eines Lötkolbens erhitzt, bis dieses seinen Schmelzpunkt erreicht hat und flüssig wird.
Das flüssige Lot umfließt die Lötstelle und sorgt nach dem Erkalten für eine dauerhafte mechanische und elektrische Verbindung.
Im Gegensatz zum Schweißen wird beim Löten der Schmelzpunkt des Grundwerkstoffes nicht erreicht.

Hart- und Weichlöten

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Beim Löten allgemein gibt es eine Unterscheidung zwischen Hart- und Weichlöten.
Der Unterschied beider Verfahren ist im Grunde der Schmelzpunkt des Lotes.
Im Bereich der Elektrotechnik kommt ausschließlich das Verfahren "Weichlöten" zum Einsatz, da bei zu hohen Temperaturen sowohl die Platine als auch Bauteile beschädigt werden.

Schmelzpunkt:
Weichlöten ≤ 450*C ≤ Hartlöten


Gesundheitshinweise

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Der beim Löten entstehende Rauch, durch verdampfendes Flussmittel, sollte möglichst nicht eingeatmet werden
um folgen wie Übelkeit oder Kopfschmerzen vorzubeugen bzw. zu vermeiden.
Nach dem Löten gründlich Hände waschen um Rückstände von Lötzinn(bleihaltig), Flussmittel und Co. an den Fingern zu beseitigen.
So wird verhindert, dass diese z.B. über Nahrungsaufnahme in den Körper gelangen und die Gesundheit schädigen.

Aufbau einer Lötspitze

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Folgendes Bild beschreibt den grundsätzlichen Aufbau einer Lötspitze.
Je nach Hersteller wird dieser Aufbau noch leicht abgeändert um z.B. die Wärmeleitfähigkeit oder die Lebensdauer der Lötspitze zu erhöhen.

Lötspitzenform

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Es gibt für jede Anwenung eine passende Lötspitze, die Frage ist nur welche braucht man wirklich.
Eine kleine Auswahl an Lötspitzen ist für jeden Empfehlenswert.
Folgende Lötspitzenformen sollte meiner Meinung nach jeder Hobby Elektroniker zuhause haben.


Flachform
Spitzenbreite ca. 3mm
Die Allzweckwaffe.
Für die meisten Lötaufgaben gut geeignet.


Flachform
Spitzenbreite ca. 6mm
Um auch bei größeren Masseflächen eine gute Hitzeübertragung zu erhalten ist eine breite Lötspitze nicht verkehrt.


Langform konisch
Spitzenbreite ca. 1mm
Für SMD Bauteile oder kleine Lötstellen ist diese Spitze perfekt.

Auswirkungen der Löttemeperatur

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Die Temperatur des Lötkolbens sollte immer an die Gegebenheiten der
Lötstelle angepasst werden um ein optimales Ergebnis erzielen zu können.


Lötstation / Lötkolben / Gaslötkolben

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Bei einfachen Lötkolben oder auch Lötpistolen die ohne externe Station betrieben werden, gibt es meist keine Möglichkeit den Temperaturbereich anzupassen.
Die Auswahl an Lötspitzen ist eingeschrenkt.
Der Vorteil eines normalen Handlötkolbens ist ganz klar der günstigste Preis.



Lötkolben + Lötstation
Vorteil bei dieser Kombination kann die Temperatur für den Lötkolben eingestellt werden, was unteranderem zu besseren Lötergebnissen führt.
Es gibt eine große Auswahl an Lötspitzen die einfach gewechselt werden können.
Die Anschaffungskosten sind deutlich höher als für einen standart Lötkolben/Lötpistole.



Gaslötkolben
Löten ohne Strom ist dank moderner Gaslötkolben kein Problem und in manchen Situationen sehr Hilfereich.
Die Temperatur kann hier bedingt, aber Stufenlos, eingestellt werden(viel Gas = hohe Temperatur, wenig Gas = niedrige Temperatur).
Bei den meisten Gaslötkolben kommt Handelsübliches Feuerzeuggas zum Einsatz.
Die Auswahl an Lötspitzen ist groß allerdings variiert dies je nach Hersteller.

Für einen vernünftigen Gaslötkolben sollte man mit einem Anschaffungspreis von ca. 40€ bis 80€ rechnen.



Pflege

Wichtig ist die Lötspitze, bei nicht verwenden und vor dem Ausschalten, mit Lötzinn zu benetzen um Beschädigungen der Legierungen durch Oxidation zu
vermeiden bzw. die Lebensdauer der Lötspitze zu erhöhen.
Vor dem Verwenden der Lötspitze sollten bestehende Lotreste entfernt werden dies kann mit Hilfe eines feuchten Schwammes oder einem "Reinigungsdraht"
Wird die Lötspitze vor Verwundung mit einem Schwamm gereinig ist es wichtig, dass dieser nur leicht angefeuchtet ist.
Sollte der Schwamm zu nass sein, wird die Lötspitze zu sehr abgekühlt. Zudem verkürzt es die Lebensdauer der Lötspitze.



Vor der Anschaffung des richtigen Lötkolbens sollten folgende Punkte beachtet werden.

-Wie oft wird gelötet?
-Wie lange wird gelötet?
-Wo wird gelötet?
-Was wird gelötet
-Was bin ich bereit dafür zu bezahlen?

Für Leute die einmal im Jahr löten, um zwei Drähte miteinander zu verbinden, macht es keinen Sinn sich eine Lötstation zu kaufen.
Hier wäre ein normaler Lötkolben oder eine Lötpistole ausreichend.

Entlöten

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Entlötpumpe:
+ Klein, kompakt
+ braucht kein Strom
+ leicht zu reinigen
+ Preisgünstig (ab 5€)
+ für die meisten Lötarbeiten im Privatbereich ausreichend
- keine beheizte Spitze
- ungeeignet bei SMD Löten
- Spitze verstopft gerne und muss gereinigt werden

Wichtig ist nach Verwendung der Entlötpumpe die Feder wieder zu entspannen um beim nächsten Lötabenteuer keine überraschung zu erleben. :phat:



Funktionsweise:
Durch eine gespannte Feder und einen Kolben wird beim Auslösen der Feder eine Sogwirkung erzeugt welches das Lötzinn von der Lötstelle entfernt.
Das abgesaugt Lot wird in das Innere der Entlötpumpe gezogen.
Die Entlötpumpe kann bei bedarf einfach geöffnet und entleert werden.



Anmerkung:
Es gibt auch beheizte Entlötpumpen zum Preis von ca. 10€ bis 20€.
Ob diese allerdings halten was sie verbrechen kann ich nicht sagen, leider konnte ich damit noch nicht Arbeiten.


Entlötkolben:

+ Profiwerkzeug
- Teuer in der Anschaffung (gute Geräte gibt es neu ab 800€)
- zusätzliches Zubehör wird benötigt (Filter, Lötspitzen)
- die meisten Geräte benötigen Druckluft
- Spitze verstopft gerne und muss mit entsprechendem Zubehör gereinigt werden
+ Vorteil hiermit lassen sich auch Bauteile entlöten die eine große Massefläche haben
+ höhere Sogwirkung als eine Entlötpumpe



Funktionsweise:
Die Funktionsweise eines Entlötkolbens ist die gleiche wie bei einer Entlötpumpe.
Durch eine Sogwirkung wird das Lötzinn von der Lötstelle entfernt und durch die Lötspitze in einen Auffangbehälter gezogen.


Entlötlitze:

+ Preisgünstig (ab 2,50€/pro Meter).
+ Vorteil durch den kapillar Effekt wird die Lötstelle/das Lötpad komplett vom Lötzinn befreit.
+ für SMD Löten ideal
- Überwiegend zur Reinigung von Lötpäds
- nur bedingt für bedrahtete Bauteile geeignet



Funktionsweise
Entlötlitze besteht aus geflochtenen, in Flussmittel gertänkten, Kupferdrähten.
Diese Litze wird mit dem Lötkolben auf die Lötstelle gepresst.
Durch die Kapillarwirkung wird das erhitzte Lötzinn in die Litze gezogen.
Vorher

Nachher


Lötdrath / Lötzinn

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Lötzinn besteht aus verschiedenen Metall-Legierungen die miteinander vermischt werden.
Es wird benötigt um eine Verbindung zwischen den Komponenten herzustellen.
Am häufigsten verwendet man beim Weichlöten Zinnlote, dessen Bestandteil größtenteils Zinn und Blei ist.
Weitere Bestandteile sind je nach dem geringe Mengen an Eisen, Antimon, Kupfer, Nickel und Flussmittel.
Durch die Mengenverhältnisse der verschiedenen Legierungen werden Eigenschaften wie z.B. Schmelzpunkt, Fließeigenschaften und Zugfestigkeit festgelegt.
Zum Löten elektrischer Bauteile, Drähte und Leitungen sollte Lötzinn mit einem Zinnanteil von 60%-65% verwendet werden.
Der Flussmittelanteil ist in vorm einer Seele(oder auch mehreren Seelen) im Lötzinn enthalten.



Für ein perfektes Lötergebnis ist auch der durchmesser des Lötzinns nicht außer acht zu lassen.
Je mehr Lötdraht ich zuführen muss um genug Lot an die Lötstelle zu bekommen desto mehr Flussmittel ist vorhanden, was sich negativ auf die Lötstelle auswirkt.

Tipp:
Bei der Verwendung von Lötdrath ist darauf zu achten, dass die Litze so wenig wie möglich mit den Fingern bzw. der Haut in Kontakt kommt.
Sonst bildet sich ein Fettfilm auf dieser was das Lötergebniss verschlechtert.

Flussmittel

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Die Aufgabe vom Flussmittel ist es die Oxide bzw. die Oxidschicht auf der Lötstelle zu entfernen und die Neubildung zu vermeiden.
Die Benetzung der Lötstelle wird somit erleichtert.
Es gibt auch hier wieder unterschiedliche Arten und Ausführungen.






Der Lötvorgang:

Sooo... nach dem ganzem Vorgeplänkel nun zum eingentlichen How To
Um eine saubere Lötstelle zu erhalten sind etwas Übung und nur wenige Schritte nötig.


Schritt 1:

Bauteilbeinchen vor dem Lötvorgang abzwicken!
Werden die Bauteilbeinchen erst nach dem Löten abgezwickt muss nachgelötet werden, um eventuelle Risse oder Spannungen in der Lötstelle zu vermeiden bzw. zu beseitigen.
Löstelle reinigen.
Lötstation einschalten und die Temperatur passend zur Lötstelle einstellen.
Eine Temperatur von 320°C ist in den meisten Fällen ausreichend.

Nach erreichen der Löttemperatur kann es mit Schritt 2 weiter gehen.


Schritt 2:

Die Lötspitze reinigen(egal ob mit Schwamm oder Reinigungsdraht), etwas Lot zuführen.
Lötspitze an der Lötstelle ansetzen.



Schritt 3:

Umfließt das Lötzinn, welches sich auf der Lötspitze befand, die Lötstelle ist diese heiß genung und man kann zu Schritt 4 übergehen.



Schritt 4:

Hier ist Erfahrung und Fingespitzengefühl gefragt.
Die Lötstelle muss komplett umflossen und durchflossen von Lötzinn sein, es gilt also die richtige Menge Lot der Lötspitze zu zuführen.


Sollte einmal zu viel Lötzinn an der Lötstelle sein, einfach mit den bekannten Hilfsmitteln(z.B. Entlötpumpe) entfernen.


Schritt 5:

Befindet sich ausreichend Lötzinn auf der Löstelle muss nur noch der Lötkolben möglichst zügig weggezogen werden um z.B. Nasenbildung zu vermeiden.


Das Ergebnis:

Eine saubere Lötstelle.



Tipp: Beim Löten von Platinen immer mit den kleinsten Bauteilen anfangen und sich so der größe nach durcharbeiten.


Ich hoffe einigen mit diesem How To helfen zu können.
Die Bilder die hier verwendet werden sind überwiegend aus Google was nicht weiter stören sollte. :whistling:
Bedanken muss ich mich auch beim Andy alias Onkel Horscht (meinem ehemaligen Ausbilder) der mir ein paar Bilder und Infos zur Verfügung gestellt hat. :hail:

Dieser Beitrag wurde bereits 47 mal editiert, zuletzt von »Socke« (01.03.2015, 10:35)


ringo

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01.03.2015, 11:49

Sehr schönes und umfangreiches How to, auch sehr gut erklärt.

Einen ganz kleinen Kritikpunkt habe ich doch. Nach meinem Wissen gibt es kaum noch bleihaltiges Lötzinn zu kaufen, da diese auch ROHS konfrom sein sollten. Vorteil ist zwar das es bleifrei ist und somit weniger giftig dafür lässt es sich schwerer Verarbeiten.

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01.03.2015, 12:38

Danke :)

Korrekt bleihaltiges Lötzinn darf nicht mehr verwendet werden und es lässt sich besser damit löten

Für Reparaturen darf allerdings noch bleihaltiges Lötzinn verwendet werden
Im privaten Bereich ist es egal welches Lötzinn zum Einsatz kommt. Es ist halt nicht rohs konform:)

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ringo

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01.03.2015, 18:31

Ich habe beides und man muss doch gestehen das man einen kleinen Unterschied kennt beim arbeiten. Danke für deine Ergänzungen

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