Metallteile verbinden, unlösbare Verbindungen und Löten

Wichtiger Gesundheits- und Sicherheitshinweis: Dies ist ein archivierter Text von 2018. Jahr und keine modernen Anleitungen zum Schweißen, Löten, Vorbereiten von Chemikalien oder Arbeiten mit offener Flamme. Zu den beschriebenen Prozessen können starke Säuren, brennbare und giftige Lösungsmittel, ätzende Lösungsmittel, gefährliche Gase, Blei, Cadmium und andere Schwermetalle, heiße Oberflächen, Elektrizität, Druckzylinder und Brand- und Explosionsgefahren gehören. Bereiten Sie keine historischen Lösungen und Pasten nach Rezepten aus dem Text vor und erhitzen Sie keine unbekannten Beschichtungen oder Metalle. Die Bewertung der Materialien, die Auswahl bleifreier oder anderer geeigneter Systeme, die lokale Absaugung, der Schutz von Haut, Augen und Atmungsorganen, Brandschutzmaßnahmen, die Lagerung von Chemikalien und die Entsorgung von Rückständen sollten von qualifizierten Personen gemäß Sicherheitsdatenblättern, Herstellerdokumentation und geltenden Vorschriften festgelegt werden. Verbindungen für tragende, elektrische, Gas-, Sanitär-, Lebensmittel-, medizinische oder andere sicherheitskritische Anwendungen erfordern eine professionelle Spezifikation und Kontrolle.

Schweißen, Löten und der Verkauf von Chemikalien oder Metallbearbeitungszubehör gehören nicht zum neuen öffentlichen Angebot von Savo Kusić. Der aktuelle Schwerpunkt liegt auf Holzfenstern, Holz-Aluminium-Fenstern, kundenspezifischen Fenstern und Türen. Für ein Fenster- oder Türprojekt können Sie Angebotsanfrage senden.

Metallteile verbinden

Bisher haben wir Objekte geschnitten, gehackt, gefeilt und gebohrt. Ein weiterer Arbeitsgang ist das Fügen von Metallteilen.

Diese Gruppe von Arbeitsvorgängen wird in zwei Arten von Verknüpfungen unterteilt: trennbare und nicht trennbare Verknüpfungen. Darunter versteht man die Trennung miteinander verbundener Objekte ohne Zerstörung ihrer Verbindungen (z. B. durch Entfernen einer Schraube trennen wir die Teile) und die Trennung unter Zerstörung ihrer Verbindungen. Letzteres umfasst Schweißen und Löten. Zwischen der lösbaren und der nicht lösbaren Verbindung besteht eine Verbindung mittels einer Niete.

Die Trennung von Teilen, die durch Nieten verbunden sind, erfolgt durch Zerstörung der Nieten.

Untrennbare Bindungen

Sehen wir uns zunächst die Arbeitsvorgänge an, die zum Herstellen untrennbarer Verknüpfungen erforderlich sind. Zu diesen Arbeiten gehört das Schweißen. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine professionelle Prüfung erforderlich. Schweißgeräte sind meist in der Werkstattausrüstung zu finden, unter den Haushaltswerkzeugen sind sie kaum zu finden.

Das Wesentliche beim Schweißen ist, dass beim Schweißen nicht nur Elektroden, also Schweißstäbe mit Zusatzmaterial, sondern auch Teile des Werkstücks geschmolzen werden. Dies wird erreicht, wenn die Verbindungen mit einem autogenen Gerät erhitzt werden. Die Verbindung kann auch durch Elektroschweißen erfolgen.

Der Kern des Lötens besteht darin, dass zwei vorbereitete Objekte durch Löten mit einer geschmolzenen Legierung, dem Lot, verbunden werden. Der wichtigste Unterschied zwischen Schweißen und Löten besteht darin, dass die Verbindungsstellen von Gegenständen beim Löten nicht geschmolzen werden. Das Löten erfordert eine deutlich niedrigere Temperatur und nur wenige Werkzeuge, Zubehör und Materialien (Abbildung 1, oben).

Um zwei Objekte zusammenzuführen, ist es wichtig, dass wir den Zweck des neuen Objekts kennen. Die Festigkeit des gelöteten Materials wird bestimmt durch: die Art der Montage und die Abmessungen, den Spalt der zu lötenden Verbindung, die Eigenschaften, die Festigkeit der Legierungen und die Qualität der Lötleistung.

Bild 1 — Lötzubehör und historische Darstellungen von Verbindungsformen

Zusammensetzungen von Werkstücken, die zum Löten vorbereitet werden, können sein: stumpf, schräg, geläppt, schwalbenschwanzförmig und verstärkt. Die Breite der Überlappung sollte das Ein- bis Dreifache der Dicke des Werkstücks betragen. Zwischen den Werkstücken muss ein Spalt gelassen werden, damit das geschmolzene Lot diesen ausfüllen kann.

Die zu verbindenden Flächen müssen möglichst gut bearbeitet werden, damit das geschmolzene Lot die Lücken zwischen ihnen vollständig ausfüllt. Möglichkeiten zur richtigen Bemaßung von Werkstücken werden in der unteren Hälfte des Skizzenbildes 1 dargestellt. Diese wenigen Kupplungen entsprechen unseren Bedürfnissen im Haus.

Entfernung von Oxiden und Fett

Bei Kontakt mit Luftsauerstoff bildet sich auf der Oberfläche von Metallen, mit Ausnahme von Edelmetallen, eine Oxidschicht – Rost.

Vor dem Löten müssen wir diese Schicht mit einer Drahtbürste, einem Schaben mit einer Feile, Schmirgelleinen (Sandpapier) oder einem bekannten chemischen Mittel entfernen.

Der Einsatz chemischer Mittel, Urin auf Basis von Schwefel-, Salpeter- und Natriumsäure, wurde ausgeweitet. Diese Säuren und sauren Lösungen sind in der Lage, die Oxidschicht nicht nur vor dem Brechen zu entfernen, sondern auch die Schicht, die sich beim Löten bildet.

Wir wählen den Rostentferner entsprechend den Eigenschaften des Metalls aus. Für Stahl und seine Legierungen verwenden wir beispielsweise Schwefelsäure, Natriumsäure, Phosphorsäure und deren Lösungen. Zur Reinigung von Kupfer, Nickel und seinen Legierungen verwenden wir eine Schwefelsäurelösung. Am häufigsten wird Schallsäure verwendet. Wenn der Gegenstand stärker rostig ist, verwenden wir eine Salpetersäurelösung. Nachdem wir den Rost gereinigt haben, entfernen wir die Säure sofort, denn wenn wir sie nicht entfernen, bildet sich die Oxidschicht erneut. Die Oberfläche, die wir zum Löten vorbereiten, lässt sich am einfachsten von Fett reinigen, wenn wir sie mit reinem Benzin waschen.

Die bisherigen historischen Aussagen zum Umgang mit Schwefel-, Salpeter-, Natrium- und Phosphorsäure sowie zum Waschen mit reinem Benzin sollten nicht als Haushaltsanleitung gelten. Mischen Sie keine Säuren, verwenden Sie kein Benzin als Entfetter und betreiben Sie das Gerät nicht ohne ordnungsgemäße chemische Bewertung, Belüftung, Ausrüstung, Lagerung sowie Verfahren zum Verschütten und Abfallen.

Schmelzgeräte

Die beim Löten verwendeten Lösungsmittel werden in anorganische und organische Lösungsmittel unterteilt. Ein Lösungsmittel auf Basis anorganischer Stoffe ist unter dem Namen Nischador bekannt – ein wasserlösliches weißes Salz. Aus dieser Lösung gewonnene Schallsäure wandelt die gebildeten Oxide in Chloride um. Nishador reinigt auch die Oberflächen des Lötkolbens.

Zinkchlorid ist ein weißes Salz, das sich auch leicht in Wasser löst. Bei der Löttemperatur und der Luftfeuchtigkeit entsteht ein Natriumsäuregas, das die entstandenen Oxide in Chloride umwandelt. Zinkchlorid ist das wirksamste Flussmittel zum Weichlöten. Sein Nachteil besteht darin, dass es leicht Flüssigkeit aufnimmt und daher nur begrenzt einsetzbar ist. Es absorbiert restliches Lösungsmittelwasser von der Lötstelle und das erzeugte Natriumsäuregas verursacht nachfolgende Korrosion. Diese Phänomene treten hauptsächlich bei Eisen, Kupfer und Kupferlegierungen auf.

Wir verwenden selten ein Zinkchlorid- oder Ammoniakchlorid-Lösungsmittel. Am häufigsten wird eine Mischung beider Salze verwendet. Das Mengenverhältnis beider Salze bestimmt den Schmelzpunkt der Mischung, der ihre Verwendung bestimmt.

Lötflüssigkeit und Paste

Beim Löten mit Weichlot verwenden wir Lötflüssigkeit als Flussmittel. Zinnstücke in Schwefelsäure auflösen. Diese Lösung enthält etwa 50 % Zinkchlorid.

Die einfachste Lotpaste wird durch Mischen von Lötflüssigkeit mit Stärke gewonnen. Ein anderes Rezept erfordert eine Mischung, die durch Mischen von 10 g Ammoniumchlorid und 90 g säurefreiem Mineralöl erhalten wird. Lötpaste wird durch Mischen von 25 g Ammoniumchlorid mit 100 g Vaseline bei einer Temperatur von 75°C erhalten.

Lötöl wird durch Zugabe von etwa 40 % Glycerin zur Ammoniakchloridlösung gewonnen.

Eine Kolophoniumlotlösung aus Borharz und Ammoniumchlorid ist ein Übergangsmittel zu Flussmitteln auf organischer Basis. Dies ist beispielsweise eine Mischung aus 25 Teilen Ammoniakchlorid, 15 Teilen Rindertalg und 15 Teilen Öl.

Rezepte für Säuren, Zinkchlorid, Ammoniumchlorid, Pasten, Öle und Lösungsmittel auf dieser Seite werden nur als historischer Inhalt gespeichert. Bereiten Sie sie nicht vor und ändern Sie nicht ihre Beziehung zu diesem Text. Verwenden Sie nur eindeutig gekennzeichnete, kompatible Produkte für einen bestimmten Zweck, mit einem Sicherheitsdatenblatt und professionell festgelegten Schutzmaßnahmen.

Kolophonium wird seit jeher als Lösungsmittel auf Basis organischer Stoffe verwendet. Es verfügt über eine relativ schwache Oxidationskraft, die nur ein langsames Löten und eine gründliche mechanische Reinigung der Lötstelle ermöglicht. Der Vorteil von Kolophonium besteht darin, dass seine Rückstände auf dem Metall keine Korrosion verursachen.

Der Schmelzpunkt von Weichloten liegt unter 500°C. Sie enthalten Schwermetalle wie Zinn, Blei, Cadmium usw. Für den Heimwerker eignet sich am besten Klempnerzinn, das in verschiedenen Qualitäten erhältlich ist, je nachdem, ob es 25 %, 50 % und 75 % Zinn enthält. Mit zunehmender Zinnmenge sinkt dessen Schmelzpunkt. Blei- und Zinnlegierungen härten nach dem Löten langsam aus. Blei-Cadmium-Lot ersetzt in vielerlei Hinsicht Zinnlot.

Lötkolben

Eine gängige Lötmethode für den Heimwerker ist das Löten mit dem Lötkolben, weniger verbreitet ist das Weichlöten.

Der Kupferkopf des Lötkolbens kann auf verschiedene Arten erhitzt werden: über die Flamme im Ofen, mit Hilfe von Elektrizität und über die offene Flamme von Benzin und Gas.

Das Erhitzen des Lötkolbens mit Wärmeenergie von außen ist weniger sinnvoll, da der Lötkolben sehr schnell Wärme abgibt, in 1-1,5 Minuten, hat aber den Vorteil, dass er überall eingesetzt werden kann. Elektrische Lötkolben können an das Stromnetz angeschlossen werden. Mit ihnen können Sie kontinuierlich und wärmeregulierend löten. Der Lötkolben 200-500W wird am häufigsten verwendet. In letzter Zeit ist es möglich, Lötkolben mit sehr geringer Leistung, sogenannte „Bleistiftlötkolben“, mit geringer Stromstärke zu erhalten.

Die Größe des von uns verwendeten Lötkolbens hängt von der Größe der Lötfläche sowie der Dicke des Werkstücks ab.

Lötkolben eignen sich nicht zum Löten großer und dicker Objekte, da zum Erhitzen solcher Oberflächen eine Temperatur über 500°C erforderlich ist. In solchen Fällen wird meist eine Benzin-Lötlampe (Fliegenlampe) verwendet.

Beispiel eines tragbaren Gaslötkolbens

Lötfluss

Vor dem Löten müssen wir das Werkstück zum Löten vorbereiten und den Lötkolben reinigen. Unmittelbar vor dem Löten beschichten wir die Oberfläche mit Lötflüssigkeit, um die beim Löten entstehende Oxidschicht zu entfernen und ein leichtes Ablösen des Blechs zu ermöglichen. Erhitzen Sie den gereinigten Lötkolben auf eine bestimmte Temperatur und drücken Sie dann mit der Spitze auf das Lot. Das Lot schmilzt unter Hitzeeinwirkung und bleibt an der Lötkolbenspitze haften, sodass es auf die Lötstelle übertragen werden kann. An diesem Ort belassen wir es, bis die Werkstücke auf die erforderliche Temperatur erhitzt sind und das geschmolzene Lot die Naht zwischen ihnen ausfüllt. Ein stark überhitzter Lötkolben schmilzt eine größere Menge Lot, was ein gleichmäßiges Schmelzen erschwert. Ist die Temperatur des Lötkolbens hingegen niedrig, erwärmt er die Lötstelle nicht ausreichend und das Weißblech kühlt schnell ab.

Blech oxidiert bei hoher Temperatur. Oxide stören die Gleichmäßigkeit der Bindung und verringern so deren Festigkeit.

Wir müssen aufpassen. und auf eine gleichmäßige und eindimensionale Führung des Lötkolbens. Der letzte Schritt beim Löten ist das Reinigen der Lötflächen von den Resten der Lötflüssigkeit. Das Zurückhalten dieser Flüssigkeit führt zu einer späteren Korrosion des Metalls um das Lot herum.

In jüngster Zeit werden verschiedene Lote in Kombination in Form eines Leiters – Lötdraht – verkauft.

Das Löten mit Loten mit einem Schmelzpunkt über 500°C wird als Hartlöten bezeichnet und wird angewendet, wenn das Weichzinn-Zinn-Löten keine ausreichend starke Verbindung des Objekts gewährleistet, das bei höherer Temperatur und größerer mechanischer Belastung verwendet wird. Zum Löten ist Folgendes erforderlich:

• Eine Wärmequelle (Benzin-Lötlampe, Taschenlampe), die zum Schmelzen von Zinn und zum Erhitzen der zu verbindenden Werkstücke verwendet wird.

• Richtige Auswahl von Lot geeigneter Qualität.

• Mittel zum Entfernen von Oxiden und zum Schutz der Lötstelle und ihres Untergrundes vor Korrosion beim Löten.

Die Arbeitsanforderungen sind die gleichen wie beim Löten mit Weichlot. Sie müssen lediglich die Wärmequelle, die Lötflüssigkeit und das Lot je nach Stärke und höherer Temperatur auswählen.

Mittel und Methoden des Hartlötens

Das Löten mit einem Lötkolben ist beim Hartlöten nicht möglich, da die Kupferspitze des Lötkolbens oberhalb von 500°C erweichen würde und zudem die gespeicherte und abgegebene Wärme für diese Lötung nicht ausreicht. Anstelle eines Lötkolbens werden zum Löten eine Benzinlampe und verschiedene Brenner verwendet, in denen wir Gasgemische verbrennen. Damit ist bereits eine ausreichende Wärme- und Wärmeleistung gewährleistet.

Die am häufigsten verwendeten Gasgemische in Brennern sind Zündgas und Sauerstoff, Acetylen und Sauerstoff sowie Wasserstoff und Sauerstoff.

Das Mischen und Verwenden von Brenngasen mit Sauerstoff, Benzinlampen und anderen offenen Brennern birgt die Gefahr von Bränden, Explosionen, Flammenrückschlägen, Verbrennungen und schädlichen Verbrennungsprodukten. Diese historische Beschreibung reicht für die Auswahl, den Anschluss oder die Verwendung solcher Geräte nicht aus; Die Arbeiten sollten einer geschulten Person in einem entsprechend gesicherten Bereich überlassen werden.

In der Schmuckindustrie wird häufig eine Lötlampe in Form einer Röhre verwendet, mit der über der Flamme einer Alkohollampe auf das Werkstück geblasen wird.

Die Reißfestigkeit geeigneter Hartlote kann 50 kg/mm2 erreichen (bei Weichlot liegt sie bei 10 kg/mm2). Kupfer ist neben Zinn, Zinn, Phosphor, Silber, Gold, Platin und Cadmium das wichtigste Lotmetall, das häufig zum Legieren verwendet wird. Mit einer Vielzahl von Legierungen können Lote unterschiedlicher Qualität, Schmelzpunkt, Farbe, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit hergestellt werden. Unter den standardisierten Loten können wir ein Lot mit der gewünschten prozentualen Zusammensetzung, dem gewünschten Schmelzpunkt und der gewünschten Reinheit auswählen.

Heimwerker verwenden im Allgemeinen eine Legierung aus Kupfer und Zinklot (Messing), mit der sie Gegenstände aus Stahl, Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen und säurebeständigem Stahl löten. Beispielsweise enthält Messing mit der Nummer 1 fSr 42 41-43 % Kupfer und 56-58 % Zink und sein Schmelzpunkt beträgt 845°C. Das Lot fSr85 mit der Nummer 5 enthält 84-86 % Kupfer, 13-16 % Zink, 0,2-0,4 % Silizium und sein Schmelzpunkt beträgt 1020°C.

Von Silberzinn, einer Legierung aus Silber, Kupfer und Zink, können wir sagen, dass es zum Löten fast aller Gegenstände geeignet ist, außer Aluminium, Magnesium und Titan sowie Metallen mit einem Schmelzpunkt unter 720°C.

Flussmittel haben die Aufgabe, Metalloxide zu verdünnen und aufzulösen und die Lötstelle bei der Löttemperatur vor Oxidation zu schützen. Wichtig ist, dass sie das Lötmaterial nicht angreifen, auf der Oberfläche der Metalllösung verbleiben und sich leicht von der Lötstelle entfernen lassen.

Schmelzgeräte sind z.B. Borsäure, Borax, Hydrogenphosphat-Ammoniak, Natriumbicarbonat, Natriumsilikat, Natriumbromid und Kaliumbromid. Diese Materialien zeigen bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Aktivität.

Zu Hause können wir mit zufriedenstellenden Ergebnissen Borax mit unseren Loten verwenden, eine Chemikalie, die von Fotografen verwendet wird. Mit etwas Wasser vermischt wird es im matschigen Zustand verwendet.

Lassen Sie uns nun die Leistung des Hartlötens anhand eines praktischen Beispiels verfolgen. Wir haben die Aufgabe, aus Eisendraht das Skelett eines stehenden Lampenhutes zusammenzusetzen, den wir später mit Pergament oder Seide bedecken. Mit Hilfe einer Schablone, eines Rohrs oder eines Gefäßes formen wir aus dem abgeschnittenen Draht eine kreisförmige Form des unteren und oberen Rings mit einer Dicke von 1,5-2,5 mm. Danach schneiden wir eine Versteifung aus einem 3-4-Stück geraden Drahtes, um die Coupéschale zu formen.

Nach diesen Aktionen fahren wir mit dem Löten fort, wofür am besten eine Benzinlampe verwendet wird. Wir verwenden Messinglot und als Lötflüssigkeit Borax, gemischt mit einer kleinen Menge Wasser, um eine Paste herzustellen. Wir legen die gebogenen und miteinander verbundenen Drähte auf einen Ziegelstein, sodass die Lötstelle nicht auf dem Ziegelstein aufliegt, sondern frei hängt. Wir geben eine kleine Menge breiigen Borax auf die Enden des Drahtes. Nun erhitzen wir die zu lötende Stelle, bis sie dunkelrot glüht, wenn auch das Borax schmilzt. Bringt man nun das Messinglot in Stab- oder Plättchenform zur Lötstelle und taucht es in das geschmolzene Borax, ohne die Erhitzung zu unterbrechen, schmilzt ein Tropfen aus dem Hartlot. Ist die Temperatur des erhitzten Eisendrahtes höher als die Schmelztemperatur des Lotes, breitet sich der geschmolzene Tropfen glühend aus. Nach dem Ausschalten der Flamme härtet das Lot schnell aus.

Das bisherige Praxisbeispiel mit Benzinlampe, Ziegel, Borax und Erhitzen des Metalls bis zum Glühen sollte nach diesem Archivtext nicht durchgeführt werden. Erforderlich sind ein eigener Arbeitsplatz, eine kontrollierte Wärme-, Lüftungs- und Abluftquelle, Schutz vor Feuer und Verbrennungen, Kenntnisse über die genaue Zusammensetzung des Grund- und Zusatzmaterials sowie eine professionelle Verfahrensführung.

Auf ähnliche Weise sollten wir die vorübergehend angebrachten Versteifungen anlöten, wenn die Ringe zuvor hergestellt wurden. Nachdem das Löten abgeschlossen ist, können wir das abgekühlte glasige Borax mit feinen Hammerschlägen entfernen.