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2. Stand der Technik<br />
2.1. Löten<br />
Gemäß DIN ISO 857-2 ist das (Schmelz-)löten ein „Fügeprozess, bei dem ein geschmolzenes<br />
Lot genutzt wird, das eine Liquidustemperatur besitzt, die tiefer ist als die Solidustemperatur<br />
der/des Grundwerkstoffe(s). Das geschmolzene Lot benetzt die Oberflächen der/des<br />
Grundwerkstoffe(s) und wird während oder bei Ende des Aufheizens in einen engen, zwischen<br />
den zu fügenden Teilen befindlichen Spalt hineingezogen (oder, falls vorab eingelegt, dort<br />
gehalten)“. Im Gegensatz zum artverwandten Schweißen, bei dem ebenfalls eine metallische,<br />
stoffschlüssige, leitfähige und temperaturbeständige Verbindung erzeugt wird, wird beim Löten<br />
die Solidustemperatur des Grundwerkstoffes nicht erreicht. Somit können auch komplexe<br />
Baugruppen aus filigranen Einzelteilen durch das Löten gefügt werden. Ebenso können Bauteile<br />
aus unterschiedlichen metallischen und sogar nichtmetallischen anorganischen Werkstoffen, wie<br />
Keramik oder Glas, gefügt werden. Für letztere, nicht metallische Werkstoffe wird hierzu entweder<br />
eine Metallisierung der zu lötenden Oberflächen vorgenommen oder sogenannte Aktivlote<br />
eingesetzt, bei denen durch eine chemische Reaktion der enthaltenen Aktivelemente (Titan,<br />
Aluminium, Chrom etc.) eine Benetzung und stoffschlüssige Anbindung mit den nichtmetallischen<br />
Werkstoffen realisiert wird. Im Gegensatz zum Schweißen wird beim Löten die Solidustemperatur<br />
der Grundwerkstoffe nicht überschritten. Abhängig von der notwendigen Arbeitstemperatur für<br />
das Schmelzen des Lotes und das Benetzen des Bauteils mit Lot werden folgende<br />
Klassifizierungen für Lötprozesse vorgenommen:<br />
• T Löt 450°C: Hartlöten<br />
• T Löt >950°C: Hochtemperaturlöten<br />
Zusätzlich lassen sich Lötprozesse nach der verwendeten Erwärmungsmethode der zu lötenden<br />
Bauteile auf Arbeitstemperatur unterteilen. Das Aufheizen kann entweder durch lokale Methoden<br />
wie beim Flammlöten, Induktionslöten etc. erfolgen oder wird in Öfen unter definierten<br />
Prozessatmosphären (inerte oder reduzierende Gase wie Stickstoff, Argon, Wasserstoff etc.)<br />
durchgeführt. Im Fall von sehr oxidationsempfindlichen Werkstoffen wird zudem bevorzugt in<br />
Hochvakuumöfen gelötet. Die Wahl des geeigneten Lötverfahrens ist dabei abhängig von den<br />
verwendeten Werkstoffen (Grundwerkstoff und Lotwerkstoff) und der Geometrie des Bauteils,<br />
welches gefügt werden soll.<br />
Die wesentliche Voraussetzung für einen erfolgreichen Lötprozess ist die Realisierung von<br />
Bauteiloberflächen, die vom Lot benetzt werden können. Mit Ausnahme von Aktivlötprozessen ist<br />
hierfür – unabhängig von der Lot-Grundwerkstoff-Kombination – eine oxidfreie Oberfläche sowohl<br />
des Lotes als auch des Grundwerkstoffs notwendig, damit eine die Grenzflächenenergie<br />
reduzierende, metallurgische Wechselwirkung zwischen schmelzflüssigem Lot und<br />
Bauteiloberfläche stattfinden kann, welche dann Triebkraft für den Benetzungsvorgang ist. Nach<br />
heutigem Stand der Technik müssen bei den meisten Konstruktionswerkstoffen hierfür i. d. R.<br />
Flussmittel eingesetzt werden, wenn die Prozesse an Luft ausgeführt werden (z.B. beim<br />
Flammlöten). Das Flussmittel löst die Oxidschicht auf den Werkstoffen chemisch auf und schützt<br />
die Oberflächen während des Lötvorgangs vor Neuoxidation.<br />
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