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Löten

Als Löten bezeichnet man ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von meist metallischen Werkstoffen mithilfe eines geschmolzenen Zusatzwerkstoffes, den man Lot nennt. Anders als beim Schweißen wird dabei die Schmelztemperatur der gefügten Werkstoffe nicht erreicht, sondern nur die des Lotes. Daher ist es unbedingt notwendig, dass beim Erkalten keine Erschütterungen auf die Lötstelle einwirken, da es sonst zu nur wenig belastbaren, mangelhaften Lötstellen kommt. Gut ausgeführte Lötarbeiten liefern stoffschlüssige, unlösbare Verbindungen, die dicht, fest und leitfähig für elektrischen Strom und Wärme sind. Die zu fügenden Teile können von sehr unterschiedlicher Beschaffenheit sein, solange das Lot in der Lage ist, beide Werkstoffe zu benetzen und sich so damit zu verbinden. So werden beispielsweise auch Hartmetall-Schneidplatten mit ihren Trägern verlötet. Abhängig von den Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der Lötverbindung und die eingesetzten Grundwerkstoffe wird mit sehr unterschiedlichen Lotzusammensetzungen und unterschiedlichen Flussmitteln gearbeitet, welche die Qualität der Lötverbindung verbessern. Auch die Arbeitstemperatur unterscheidet sich dabei stark, daher unterscheidet man nach dem jeweiligen Temperaturbereich zwischen Weichlöten bis 450 °C, Hartlöten bei höheren Temperaturen bis etwa 900 °C und dem Hochtemperaturlöten bei Temperaturen über 900 °C, welches nur unter Schutzgas oder im Vakuum durchgeführt wird.

Lötarbeit, Beispiel

Lötarbeiten erfordern sorgfältige Planung und gewissenhafte Auswahl der Werkstoffe und Methoden. Dies soll exemplarisch an der folgenden einfachen Aufgabe dargestellt werden: Ein Stahlrohr für eine Hochdruck-Gasleitung soll mit einer Kugelbuchse verbunden werden. Das Rohr ist ein herkömmliches dünnwandiges, blankgezogenes Stahlrohr, die Buchse besteht aus Messing (Kupfer-Zink-Legierung G-CuZn 15). Erste Abwägung: Das Lötverfahren. Aufgrund der hohen mechanischen Belastung der Rohrenden und aus sicherheitstechnischen Erwägungen ist eine Hartlötung erforderlich. Zweite Abwägung: Wahl eines geeigneten Lotes und Flussmittels. Das dünnwandige Stahlrohr darf nicht zu sehr erwärmt werden, da es sonst seine Festigkeit einbüßt. Es ist daher ein Lot mit geringer Arbeitstemperatur zu wählen. In der Tabelle verfügbarer Lote findet sich das Lot AG106. Anhand des Lotes lässt sich auch das passende Flussmittel auswählen, in diesem Falle F-SH1 in pastöser Konsistenz. Dritte Abwägung: Planung des Arbeitsvorgangs. Um dafür zu sorgen, dass das Lot eine möglichst flächige Verbindung erzeugt, muss es möglichst optimal zwischen Rohr und Buchse verbracht werden. Die Lösung hierfür ist, aus dem Lot einen Ring zu formen, der den gleichen Durchmesser wie das Stahlrohr aufweist. Nach dem Auftragen einer ausreichenden Menge Flussmittel wird dieser Ring wie eine Dichtung in die Buchse eingelegt. Auf das zu bearbeitende Ende des Stahlrohres wird ebenfalls ausreichend Flussmittel aufgetragen, dann wird die Buchse aufgesteckt. Für einen optimalen Lötvorgang wird das Rohr nun senkrecht aufgestellt und mit der Flamme des Lötbrenners möglichst gleichmäßig erwärmt, sodass Buchse und Rohr zur gleichen Zeit die Arbeitstemperatur von in diesem Falle etwa 710 °C erreichen. Nun schmilzt das Lot und verteilt sich durch die Kapillarwirkung im gesamten Spalt zwischen Buchse und Rohr. Nun darf das Rohr bis zum vollständigen Erkalten keinerlei Erschütterungen mehr ausgesetzt werden, da sonst die Festigkeit der Lötverbindung gefährdet ist (auch „kalte Lötstelle“ genannt). Abschlussarbeiten: Um Flussmittelreste und beim Lötvorgang entstandene Oxide zu entfernen, wird eine heiße, 10%ige Schwefelsäurelösung verwendet. Anschließend wird es zur Neutralisierung mehrfach mit kaltem Wasser gespült, schließlich abgetrocknet und zum Korrosionsschutz bis zur letztlichen Verwendung leicht eingeölt.

Losdrehsicherungen

Losdrehsicherungen unterbinden das Losdrehen einer Schraubverbindung. Man erreicht dies entweder durch den Einsatz von Sperrzahnschrauben, Sperrzahnmuttern oder Klebstoffe. Sperrzahnschrauben und -muttern besitzen an der dem Werkstück zugewandten Seite, radial verlaufende Zähne, die sich beim Festziehen in das Werkstück eindrücken und so einen Formschluss erreichen, der ein selbstständiges Losdrehen verhindert und gute Sicherungseigenschaften aufweist, solange die Sperrzähne härter als das Werkstück sind. Klebstoffe als Losdrehsicherung werden meist auf das Gewinde aufgetragen. Es gibt sie in flüssiger Form, die unter Luftabschluss aushärtet und als Zweikomponentenkleber, bei dem der Härter, in kleinen Kapseln im Binder eingebettet sind. Beim Verschrauben sorgen die einwirkenden Kräfte dafür, dass die Kapseln zerbrechen und sich Binder und Härter vermischen. So wird die Schraube nach Aushärten des Klebstoffes in der Verschraubung fixiert. Alternative Bezeichnungen für diese Klebstoffe sind „Schraubensiegel“, „Schraubenkleber“, „Schraubenlack“ und Ähnliches. Sie sind in unterschiedlicher Festigkeit verfügbar und müssen auf die verwendeten Werkstoffe und Schraubendurchmesser hin korrekt ausgewählt werden. Eine zu feste Verklebung kann sonst nicht mehr zerstörungsfrei gelöst werden.

Logikplan

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schaltlogik einer Steuerung abzubilden. Eine Möglichkeit dafür ist der sogenannte Logikplan. Er stellt mittels genormter Symbole die Eingangs- und Ausgangssignale und deren Verknüpfungen miteinander dar. Er wird von links nach rechts aufgebaut und gelesen. Er wird auch Funktionsplan genannt (siehe dort).