Definitionen von Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Lötzusammensetzungen sowie die Temperaturkriterien für ihre Klassifizierung.
Veröffentlichungszeit:
2025-12-16
Quelle:
TIJO
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I. Kerndefinition
Niedrigtemperaturlot: Bezieht sich typischerweise auf Lote mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt (in der Regel unter 450°C). Ihr charakteristisches Merkmal ist, dass die Löttemperatur deutlich unter dem Schmelzpunkt des Grundmaterials liegt, sodass das Grundmaterial während des Schweißvorgangs nicht schmilzt. Obwohl die Festigkeit der resultierenden Verbindung relativ gering ist, arbeitet diese Lotart bei einer niedrigeren Temperatur und verursacht nur minimale thermische Einflüsse auf das Grundmaterial.
Hochtemperaturlot: Bezieht sich typischerweise auf Lötmittel mit einem relativ hohen Schmelzpunkt (in der Regel über 450°C). Die Löttemperatur liegt nahe am Schmelzpunkt des Grundmaterials, unterschreitet diesen jedoch noch. Verbindungen, die mit Hochtemperaturlot hergestellt werden, weisen eine hohe Festigkeit auf und können auch unter hochtemperatur- und hochbelasteten Betriebsbedingungen eingesetzt werden. Allerdings verursachen sie größere thermische Einflüsse auf das Grundmaterial und stellen höhere Anforderungen an den Lötprozess.
II. Normen zur Festlegung von Löttemperaturbereichen
Der international am weitesten anerkannte und maßgebliche Klassifizierungsstandard ist «450 °C».
Niedrigtemperaturlot (Weichlot): Löttemperatur < 450°C
Zu den gängigen Typen gehören Zinn-basierte Lötmittel (wie Sn-Pb und bleifreie Sn-Ag-Cu-Lötmittel), bleibasierte Lötmittel, Wismut-basierte Lötmittel, Cadmium-basierte Lötmittel und andere.
Typische Anwendungen: Löten von elektronischen Leiterplatten (Reflow-Löten, Wellenlöten), Kühlkörper, Lebensmittelutensilien, Kupferrohre für Niedertemperaturanwendungen, Schmuck und Ornamente usw.
Hochtemperaturlot (hartes Lot): Löttemperatur > 450°C
Zu den gängigen Typen gehören: auf Aluminium basierende Lötlegierungen (~500–600°C), auf Silber basierende Lötlegierungen (~600–800°C), auf Kupfer basierende Lötlegierungen (~700–900°C), auf Nickel basierende Lötlegierungen (~1000–1200°C), auf Gold basierende Lötlegierungen sowie weitere.
Typische Anwendungen: Klimaanlagen-Kälteleitungen (Kupferrohre), Hartmetallwerkzeuge, Edelstahlbauteile, Luft- und Raumfahrttriebwerkteile, Hochtemperatur-Wärmetauscher und mehr.
Warum 450 °C?
Dieser Temperaturpunkt wurde nicht willkürlich gewählt; er beruht auf zwei wichtigen ingenieurtechnischen und materialwissenschaftlichen Überlegungen:
1. Eutektischer Punkt von Blei-Zinn: Historisch gesehen war die am häufigsten verwendete Lotlegierung die Zinn-Blei-Legierung, deren eutektische Temperatur bei 183°C liegt. Allerdings wird aufgrund eines weiteren kritischen Punktes die Temperatur von 450°C als Trennlinie verwendet.
2. Rekristallisationstemperatur von Metallen: Bei vielen häufig verwendeten Metallen (wie Stahl, Aluminium und Kupfer) beginnt die Rekristallisation bei Temperaturen zwischen 450°C und 500°C. Die Rekristallisation verändert die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften des Grundmaterials (z. B. Härte und Festigkeit). Daher werden Lötvorgänge, die bei Temperaturen oberhalb dieses Bereichs durchgeführt werden, als «hartes Löten» klassifiziert; dies impliziert, dass der Lötvorgang selbst bereits zu einer Glühbehandlung des Grundmaterials geführt haben oder dessen Wärmebehandlungszustand verändert haben könnte.
III. Weitere Klassifizierung: Weichlöten und Hartlöten
Entsprechend der Klassifizierung der Löttemperaturen werden auch die Lötvorgänge in zwei Hauptkategorien unterteilt:
Vergleich der Lötvorgänge
Ein detaillierter Vergleich von Weichlot- und Hartlotverbindungen hinsichtlich Lotart, Temperatur, Festigkeit, Anwendungen und weiterer Faktoren – damit Sie den für Ihre spezifischen Bedürfnisse am besten geeigneten Lötprozess auswählen können.
| Feature | Weichlöten | Hartlöten |
|---|---|---|
| Lötart | Niedrigtemperaturlötwerkzeug (zum Beispiel Zinn-Blei-Legierungen, bleifreies Lötzinn) | Hochtemperaturlötwerkzeug (wie z. B. silberbasierte, kupferbasierte und aluminiumbasierte Lötlegierungen) |
| Löttemperatur | < 450 °C Typischerweise im Bereich von 180°C bis 400°C. | > 450 °C Typischerweise im Bereich von 600°C bis 1200°C. |
| Gelenkstärke | Niedriger (Scherfestigkeit typischerweise < 70 MPa) |
Höher (die Scherfestigkeit kann über 500 MPa erreichen) |
| Basismetalleinfluss | Minimale thermische Einwirkung – praktisch keine Veränderung der Eigenschaften des Grundmaterials. | Die wärmegeschädigte Zone ist groß und kann die Eigenschaften des Grundmaterials verändern. |
| Betriebstemperatur | Kann normalerweise nur bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden. | Kann über längere Zeiträume zuverlässig unter Hochtemperatur- und Hochbelastungsbedingungen arbeiten. |
| Typischer Fluss | Rosin, organische Säuren und andere schwach aktive Flussmittel | Aktivere Flussmittel wie Borax, Borsäure und Fluoride |
| Häufige Wärmequellen | Lötkolben, Heißluft, Infrarot, Wellenlötofen |
Flamme, Induktion, Ofen (Vakuum/schützende Atmosphäre), Widerstand |
1. Relativität: «Hoch» und «niedrig» sind relativ zum Grundmaterial. Selbst wenn ein für das Schweißen von Titanlegierungen verwendeter Lot eine Temperatur von 900°C erreicht, handelt es sich dennoch um einen «Niedertemperaturprozess», wenn man ihn mit dem Schmelzpunkt von Titan von 1668°C vergleicht.
2. «Hochtemperaturanwendungen» und «Hochtemperaturlötung»: Wenn eine Verbindung in einer Hochtemperaturumgebung betrieben werden muss (z. B. bei Motorkomponenten), muss sie mit einer Hochtemperaturlötung hergestellt werden. Allerdings wird auch der «Lötprozess» selbst, der zur Herstellung dieser Verbindung verwendet wird, bei hohen Temperaturen durchgeführt.
3. Temperaturbereich beim Löten: Die Lotlegierung weist in der Regel einen Temperaturbereich auf – von der Solidus- bis zur Liquidustemperatur. Bei tatsächlichen Lötvorgängen sollte der Prozess bei einer Temperatur durchgeführt werden, die 30–50 °C über der Liquidustemperatur liegt.
V. Zusammenfassung
Kernklassifizierung: 450 °C ist die allgemein anerkannte Temperaturschwelle, die zwischen Hochtemperatur-Lötlegierungen (harte Lote) und Niedertemperatur-Lötlegierungen (weiche Lote) unterscheidet.
Unter 450 °C: Niedertemperatur- bzw. Weichlot, verwendet in Anwendungen wie Elektronik und kryogener Dichtung – Umgebungen, die thermisch empfindlich sind und keine extrem hohe Festigkeit erfordern.
Über 450°C: Hochtemperatur- bzw. Hartlot, das zur Herstellung von metallischen Bauteilen mit hoher Festigkeit, hoher Zuverlässigkeit und der Fähigkeit verwendet wird, rauen Umgebungen (hohe Temperaturen, Korrosion und starke Belastungen) standzuhalten.
Die Wahl der Lötlegierung hängt von der Art des Grundmaterials, den Leistungsanforderungen an die Verbindung (Festigkeit, Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Betriebstemperatur) sowie den Bedingungen des Herstellungsprozesses ab.
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2026-04-21
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