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Montag, 03 Oktober 2016 13:58

Ratgeber: Löten und Entlöten wie die Profis

Ratgeber: Löten und Entlöten wie die Profis
Obwohl die heutige Welt hauptsächlich aus fertig produzierten Produkten besteht, eröffnet einem das Beherrschen von grundlegenden Lötfähigkeiten erstaunlich viele Möglichkeiten. In diesem Lötratgeber zeigen wir, was man fürs Löten und Entlöten benötigt und wie man die Geräte richtig einsetzt.
 
Wenn man sich zum ersten Mal mit dem Thema Löten beschäftigt, stellt man schnell fest, dass unzählige Lösungen in nahezu jeder Preisklasse angeboten werden. Wir haben für diesen Ratgeber zwei Komplettlösungen ausgewählt, welche bereits ab Werk sowohl das Löten als auch das Entlöten erlauben, sich aber trotzdem nicht nur preislich voneinander unterscheiden. Wo genau die die Unterschiede liegen und für was sich die Lösungen eignen, erklären wir in diesem Praxisratgeber. Außerdem geben wir Tipps für nützliches Zubehör und zeigen an Praxisbeispielen, wie die Geräte und Werkzeuge richtig eingesetzt werden.
 

Wichtige Sicherheitshinweise

In diesem Ratgeber beschreiben wir, wie Bauteile oder auch Kabel richtig verlötet werden. Beim Löten wird jedoch mit Temperaturen von mehr als 400°C gearbeitet. Eine geeignete Arbeitsoberfläche sollte also zwingend vorhanden sein und brennbare Substanzen aus dem Arbeitsbereich entfernt werden. Außerdem besteht Verbrennungsgefahr! Auch für eine gute Be- und Entlüftung muss gesorgt werden, da beim Löten ungesunde Dämpfe entstehen. Darüber hinaus dürfen Lötarbeiten niemals an unter Spannung stehenden Komponenten durchgeführt werden! Um Schäden zu vermeiden, sollte dies unbedingt berücksichtigt werden! In jedem Fall sind die folgenden fünf Sicherheitsregeln einzuhalten:
 
  • Freischalten (Leitungen stromlos schalten)
  • gegen Wiedereinschalten sichern
  • Spannungsfreiheit feststellen
  • Erden und Kurzschließen
  • benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken (absperren)
 
Außerdem muss passendes Werkzeug, wie beispielsweise das von uns getestete TOOLCRAFT Elektriker-Werkzeugset (Link), verwendet werden. Mithilfe von passendem Messwerkzeug sollte zudem geprüft werden, dass die Leitungen wirklich stromlos sind. Eine Liste mit bereits getesteten Messwerkzeugen gibt es hier (Link).
 

Das Toolcraft Lötpistolen-Einsteigerset

Das Toolcraft Lötpistolen-Einsteigerset (Link) bringt einige praktische Werkzeuge mit, welche gleichermaßen für Fortgeschrittene als auch für Einsteiger geeignet sind. Aus unserer Sicht eignet sich das Set vor allem zum Verlöten von Kabeln und für „gröbere“ Lötarbeiten an Platinen mit massiven Lötstellen. Für feine Arbeiten an kleinen Platinen mit winzigen Bauteilen fehlt eine passende Lötspitze. 

Lötpistolen-Einsteigerset Lieferumfang

Neben der 100 Watt Lötpistole liegen dem Set auch ein 30-Watt-Lötkolben, ein Ablageständer für dessen Aufbewahrung, eine dritte Hand mit massivem Standfuß und eine manuelle Entlötpumpe bei. Darüber hinaus findet sich ein Platinen-Reinigungsbesteck, jeweils eine Ersatzlötspitze für die Lötpistole und den Lötkolben sowie etwas Lötzinn bei. Alles zusammen befindet sich in einem stabilen Kunststoffkoffer. Eine Lötkolbenablage mit Lötspitzenreinigung fehlt leider und sollte in jedem Fall dazubestellt werden, da nur bei regelmäßiger Reinigung die volle Lötleistung erreicht werden kann. Passende Halter mit Lötschwamm gibt es bereits für wenige Euro (Link). Wer die Ausgabe nicht scheut, sollte jedoch zu einem Halter mit passendem Trockenreiniger (Link) aus Metall greifen.
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Toolcraft Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme erklärt sich beim Toolcraft Lötpistolen-Einsteigerset grundsätzlich von selbst. Trotzdem erklären wir nachfolgend die wichtigsten Eckpunkte, welche zu beachten sind. 

Die Toolcraft Lötpistole

Ist die Lötpistole an eine Steckdose angeschlossen, reicht das Betätigen des Auslösetasters, um das Aufheizen zu starten. Nach wenigen Sekunden ist die Löttemperatur erreicht und der Lötvorgang kann starten. Während des Lötens muss der Taster dauerhaft gedrückt bleiben.
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Der Toolcraft 30W Lötkolben

Für den Betrieb des Lötkolbens ist der ausklappbare Lötkolbenhalter unabdingbar, da sich der Lötkolben nicht abschalten lässt. Sobald der Stecker in der Steckdose steckt, heizt das Gerät auf und hält dann dauerhaft die Temperatur. Daher muss der Lötkolben auf dem feuerfesten Halter gelagert werden.
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Die dritte Hand

Dieser kleine Helfer ist besonders praktisch und extrem hilfreich. Die Position des Greifarms kann relativ frei eingestellt und mithilfe der Flügelschrauben fixiert werden. Hierdurch können auch fummelige Lötaufgaben ohne fremde Hilfe gemeistert werden.
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Der Toolcraft Lötzinn Absauger

Wer einmal versucht hat ein Bauteil aus einer Platine auszulöten, der wird den manuellen Lötzinnabsauger lieben lernen. Ist der Umgang mit dem Absauggerät erst einmal in Fleisch und Blut übergegangen, lassen sich damit so gut wie alle Auslötarbeiten meistern. Da der kleine Absauger rein mechanisch per Federkraft funktioniert, muss dieser jedoch nach jedem Absaugvorgang neu gespannt werden.
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Nach einigen Entlötvorgängen sollte der Toolcraft Absauger gereinigt werden.
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Die ELV Profi-Löt-/Entlötstation LF-8800

Während sich das Toolcraft Lötpistolen-Einsteigerset vor allem für rudimentäre Aufgaben und den gelegentlichen Einsatz eignet, kann mit der ELV-LF-8800 Löt- und Entlötstation so gut wie jede Lötarbeit komfortabel gemeistert werden. Neben dem Verlöten von Kabeln und größeren Bauteilen, kann mit diesem Set auch an kleinen Platinen mit winzigen Bauteilen gearbeitet werden. Bei Bedarf kann sogar ein 80-W-Heißluft-Lötkolben (Link) dazugekauft werden, mit dem auch kleinste SMD-Bauteile mit Heißluft verlötet werden können.
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LF-8800 Lieferumfang

Im erstaunlich umfangreichen LF-8800-Set sind neben der massiven Versorgungseinheit LF-8800, auch ein 100-Watt-Lötkolben mit Bleistiftspitze, ein 100-Watt-Entlötkolben mit 1,2mm Entlötspitze, die zugehörigen Halter mit integriertem Metalltrockenschwamm, ein Lötdampf-Absauggerät und ein Pinzettenset enthalten. Außerdem findet sich ein praktischer Seitenschneider, drei Aktivkohlefilter für die Absaugeinrichtung sowie ein Reinigungs- und Filterset für die Entlötspitze im Lieferumfang.
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LF-8800 Inbetriebnahme

Auch die Inbetriebnahme der Lötstation geht schnell von der Hand, erfordert jedoch einen Tick mehr Aufmerksamkeit. Nachdem die Löt- und Entlötkolbenhalter mit dem Trockenschwamm versehen wurden, kann die LF8800-Lötstation am Wunschort platziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass das Gerät ausreichend Platz an den Seiten und auf der Rückseite hat, damit es nicht zum Hitzestau kommt.
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Ist das Gerät platziert, kann der Löt- und der Entlötkolben angeschlossen werden.
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Nun können die jeweiligen Kolben in ihre Halterungen gesteckt und das Gerät zum ersten Mal eingeschaltet werden.
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Bei Bedarf kann die Löt- oder auch die Entlötseite einzeln genutzt werden. Hierfür muss nach dem Starten die jeweilige Geräteseite abgeschaltet werden. Da das Gerät in Windeseile aufheizt, kann diese Funktion bedenkenlos genutzt werden.
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Abssaugeinrichtung einrichten

Neben der Lötstation wird auch eine Luftreinigungsanlage mitgeliefert, welche die Lötdämpfe absaugen und filtern kann. Vor der ersten Inbetriebnahme muss die Absaugung mit dem Stromnetz verbunden und der Filter eingesetzt werden.
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Nach der Inbetriebnahme kann die Absaugung über den Schalter bedient werden. Bei Bedarf kann der Absaugwinkel durch kurzzeitiges Lockern der seitlichen Halteschrauben verändert werden.
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LF-8800 Geräte reinigen

Damit der Betrieb der Geräte jederzeit Spaß macht, muss sowohl der Lötkolben als auch das Entlötgerät regelmäßig gereinigt werden. Vor allem beim Entlötkolben raten wir dazu vor jedem Abschalten den Reinigungsstab in den noch heißen Absaugkanal einzuführen, um eventuell zurückgebliebene Lötreste zu entfernen. 

Lötkolben reinigen

Entlötkolben reinigen

Wie bereits beschrieben, sollte der Absaugkanal des Entlötkolbens, vor jedem Abkühlen, kurz mit dem beiliegenden Reinigungsstab von groben Absaugresten befreit werden. Hierfür reicht das kurze Einführen in den Absaugkanal, bei gleichzeitigem Betätigen der Absaugtaste. Von Zeit zu Zeit muss jedoch auch der Filter gereinigt und der Zustand des Absaugkanals geprüft werden. Wie dies funktioniert, zeigen wir in der folgenden Übersicht.
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Wichtiges Zubehör

Neben gutem Lötwerkzeug, gibt es auch noch einige andere wichtige Dinge, welche beim Löten nicht fehlen sollten. Was genau noch benötigt wird und wozu die einzelnen Gegenstände gut sind, erläutern wir im folgenden Abschnitt.

Besonders wichtig: Das richtige Lötzinn

Die richtige Wahl des Lötzinns ist für frustfreies Löten besonders wichtig. Stimmen die Flusseigenschaften des Lötzinns nicht, oder ist dieses nicht rein genug, werden nicht selten, neben den eigenen Nerven, auch umliegende Bauteile in Mitleidenschaft gezogen. Für unsere Lötarbeiten nutzen wir das Silverline AS15 Lötzinn (Link), welches sich bei unzähligen Lötvorgängen beweisen durfte und uns vollends überzeugte. Da das Lötzinn zu 60% aus Zinn und zu 40 % aus Blei besteht, sollte jedoch immer gut gelüftet, die Hände stehts gewaschen und niemals nebenbei gegessen werden. Neben der Zinn-Blei Mischung ist das Lötzinn, praktischerweise, gleich mit Flussmittel beschichtet. Extra Flussmittel muss also nicht gekauft werden, wodurch ein Arbeitsschritt eingespart wird.
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Grundlagenwissen: Flussmittel

Das sogenannte Flussmittel (Link) macht Löten erst möglich.  Ohne dieses könnte das Lötzinn keine Verbindung mit dem zu lötenden Material herstellen, da es einfach von der Oxidschicht abperlen würde. Die im Flussmittel enthaltene Säure ätzt die zu lötenden Materialien an und zerstört dabei die Oxidschicht. Da Flussmittel sowohl Oberflächen angreifen, als auch beim Verdampfen gesundheitsschädlich wirken kann, muss bei deren Verwendung besondere Obacht gegeben und stets gut gelüftet werden.  Obwohl im heutigen Lötzinn das Flussmittel bereits integriert ist, kann besonders bei dicken Kabeln oder älteren Lötstellen, der zusätzliche Einsatz von Flussmittel hilfreich sein.

Ein Pinzettenset

Soll viel an Platinen gearbeitet werden, sollten auch passende Pinzetten zum Festhalten der winzigen Bauteile vorhanden sein. Spitzzangen und ähnliche Werkzeuge eigen sich für Arbeiten wie diese leider nur bedingt, da diese, durch den eingebauten Hebel, zu hohe Kräfte auf die Bauteile auswirken. Ein Pinzettenset, wie es bereits bei der ELV LF8800 Lötstation mitgeliefert wird, kann auch nachgekauft werden (Link).

Ein Abisolierwerkzeug

Auch ein Abisolierwerkzeug sollte nicht fehlen. Hierfür werden Zangen (Link) oder auch Entmantler (Link) angeboten.
 

Der Praxisteil – Richtig löten lernen

Im folgenden Abschnitt zeigen wir mithilfe einiger Praxisbeispiele, wie die vorgestellten Geräte und Materialien richtig eingesetzt werden.

Praxisbeispiel 1: Kabelenden verlöten

Das Verlöten von Kupfer-Litzenkabelenden wird immer dann nötig, wenn Litzenkabel in Steckkabelschuhe eingeschoben oder in Schraubverbindungen befestigt werden soll. Durch die Verlötung der einzelnen Litzen zu einem starren Endstück, wird das Abquetschen der einzelnen kleinen Drähte verhindert und die Festigkeit massiv erhöht. Damit das Verlöten ohne Probleme vonstattengeht, muss das vorher abisolierte Kabelende zuerst durch Verdrehen verdrillt werden.
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Je nach Kabeldurchmesser, gibt es nun zwei Herangehensweisen, welche wir in den folgenden zwei Abschnitten genauer beschreiben werden.
 

Dünne Kabel verlöten

Bei dünnen Kabeln bis 1,5qmm Durchmesser geht das Verlöten der verdrillten Litze sehr schnell und unkompliziert von der Hand. Hierfür wird der vorgewärmte Lötkolben zusammen mit dem Lötzinn an das Kabelende gehalten. Das nun aufschmelzende Flussmittel ätzt die Oberfläche an und ermöglicht damit, dass sich das Lötzinn zwischen den einzelnen Litzen verteilt. Durch den auftretenden Kapillareffekt, wird nun das heiße Lötzinn-Flussmittelgemisch zwischen die einzelnen Litzen gesogen. Das Verlöten eines rund 10mm langen und 1,5qmm starken Kabelendes dauert so nur wenige Sekunden.
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Dies funktioniert natürlich auch per Lötistole.
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Dicke Kabel verlöten

In der Theorie können massive Kabel genauso verlötet werden, wie eben beschrieben. In der Praxis sorgt jedoch die deutlich größere Menge an Kupfer, für einen massiven Wärmeabtransport, was zum nahezu sofortigen Auskühlen der Lötstelle führt. Hält man nun wiederum den Lötkolben zum Aufwärmen etwas länger an das Kabelende, sorgt die gute Leitfähigkeit des Kupfers dafür, dass die Kunststoffisolierung des Kabels verbrennt. Ein anderer Nebeneffekt ist, dass die Lötkolbenoberfläche oxidiert und damit weniger leitfähig wird.
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An dieser Stelle könnte nun ein extrem leistungsfähiger Lötkolben, mit sehr großer Lötspitze zum Einsatz kommen, auf der bereits vorab eine ausreichend große Menge Lötzinn aufgeschmolzen und im direkten Anschluss an das mit Flussmittel getränkte Kabel gehalten würde. Diese Lösung ist teuer und zum Glück auch gar nicht nötig.
 
Der Trick liegt darin, bereits vor dem Ansetzen des normalen, kleinen Lötkolbens, eine möglichst große Menge Lötzinn an dessen Lötspitze aufzuschmelzen und den nun entstandenen Tropfen, zusammen mit der Lötspitze, an das Kabelende zu halten. Das bereits aufgeschmolzene Material sorgt nun dafür, dass die Wärmeübertragung vom Lötkolben zum Kabel deutlich rasanter vonstattengeht. Anstatt zu warten, muss nun kontinuierlich weiteres Lötzinn und damit auch weiteres Flussmittel der Lötstelle zugegeben werden. Nach wenigen Sekunden verläuft das Lötzinn und verteilt sich, dank des Kapillareffekts, in der näheren Umgebung der Wärmequelle. Damit dies auch auf der gesamten Lötfläche fortgesetzt wird, belassen wir den Lötkolben am Kabel, fügen weiter Lötzinn hinzu und bewegen die Lötspitze zeitgleich, Millimeter für Millimeter, weiter an der Lötstelle entlang. Nach wenigen Sekunden sollte die Arbeit erledigt sein.
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Bauteile in Platine einlöten

Zugegeben, als Privatmensch kommt man nur selten in den Genuss, nagelneue Platinen mit Bauteilen bestücken zu dürfen. Grundsätzlich macht es jedoch keinen Unterschied, ob man ein Bauteil in eine neue, oder eine gebrauchte Platine einlöten muss. Abgesehen von SMD-Bauteilen, welche durch ihre geringe Größe nur mittels Pinzette und einer ruhigen Hand aufgelötet werden können, lassen sich klassische Bauteile ruckzuck und ohne großen Aufwand einlöten. Hierfür muss das Bauteil einzig in die Platine eingesteckt und durch Ansetzen des Lötkolbens, an der Lötstelle auf der anderen Platinenseite, bei gleichzeitiger Zugabe von etwas Lötzinn, eingelötet werden.
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Massive Platine bestücken

Der Umgang mit Platinen für klassische Mikroelektronik kann manchmal fummelig sein, stellt aber in der Regel kein großes Problem dar. Anders sieht es bei Platinen aus, welche beispielsweise hohe Leistungen aushalten und daher über massive Kupferelementen verfügen müssen. Bei diesen Platinen muss man ganz ähnlich vorgehen wie bei Kabeln mit großem Durchmesser, da die Kupferelemente in den Platinen die Wärme regelrecht wegsaugen. Der Einlötprozess beginnt also wieder damit, soviel Lötzinn wie möglich am Lötkolben aufschmelzen und den entstandenen Tropfen, zusammen mit dem Lötkolben, an die Lötstelle anzusetzen. Nun muss sofort weiter Lötzinn zugeben werden, bis dieses komplett aufgeschmolzen und flächendeckend verlaufen ist.
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Bauteile aus Platine auslöten

Bauteile aus Platinen auslöten zu können, erfordert zugegebenermaßen etwas Übung. Beherrscht man dies jedoch, lassen sich defekte Geräte nicht selten, einzig durch den Austausch eines winzigen Bauteils, wieder zum Leben erwecken. Besitzt das Bauteil dabei frei bewegliche Pins, reicht es manchmal aus, den zugehörigen Lötpin mit dem Lötkolben zu erhitzen und das Bauteil dann mit einer Pinzette aus der Platine zu ziehen. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass das zugehörige Loch in der Platine mit Lötzinn ausgefüllt wird, was wiederum das einstecken des neuen Bauteils verhindert. Auch für Bauteile mit mehreren, nah beieinanderliegenden Pins, eignet sich diese Methode nicht. Besser ist es, das Lötzinn vor dem Entfernen des Bauteils, vollständig abzusaugen. Dies kann entweder mit einer manuellen, per Federkraft betriebenen Entlötpumpe, unter Zuhilfenahme eines Lötkolbens oder ganz komfortabel mit einer Entlötstation bewerkstelligt werden.
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Besonders bei kleinen, feinen und bei ganz großen Lötstellen ist eine automatische Entlötpumpe Gold wert. Diese besitzt eine eigene, elektrische Absaugpumpe und einen vorgewärmten Absaugkanal. Kombiniert man diese Entlötpistole mit einem Lötkolben, wird der Entlötvorgang nahezu kinderleicht.
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Tipp: Lässt sich eine Lötstelle nicht Aufschmelzen, da die Kontaktfläche zwischen Lötspitze und Lötpunkt zu klein ist, sollte der Lötstelle etwas Lötzinn hinzugefügt werden. Hierdurch wird die Kontaktfläche erhöht, was das Aufschmelzen massiv beschleunigt. Das zusätzliche Lötzinn kann in der Regel problemlos mit abgesaugt werden.
 

Fazit: Was bleibt zu sagen?

Sowohl handwerklich Interessierte als auch fortgeschrittene Elektronikbegeisterte benötigen grundlegende Lötfähigkeiten, um Ideen umsetzen und Reparaturen vornehmen zu können. Aus unserer Sicht können Lötanfänger bedenkenlos mit einem Set wie dem Lötpistolen-Einsteigerset von Toolcraft (Link) starten, da die darin enthaltenen Geräte auch dann noch nützlich sind, wenn man sich eine zusätzliche Profilösung wie die LF-8800 (Link) von ELV anschafft. Die LF8800-Station legen wir all denen ans Herz, welche regelmäßig Löten und mit Leichtigkeit perfekte Löt-und Entlötergebnisse erzielen möchten. Alleine die rasante Aufheizzeit, die frei wählbare Temperatur und die Qualität der Lötspitze, konnten uns vollends überzeugen. Da man mit einer solchen Station jedoch nur lokal am Arbeitsplatz löten kann, lohnt die zusätzliche Anschaffung eines guten Lötsets, welches auch mal an ungewöhnlichen Orten eingesetzt werden kann. Neben den richtigen Lötwerkzeugen, sollte auch beim Lötzinn nicht gespart werden. Uns konnte das AS15-Lötzinn von Silverline (Link) vollends überzeugen.
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