Wärmepumpe, Klimaanlage, Kältetechnik - Löten von Wärmetauschern, Rohren usw.

Löten in Kühlanlagen und -einrichtungen - Grundlagen

Löten ist eine der notwendigen Fähigkeiten für jeden Spezialisten, der sich mit der Installation oder Wartung von Klimaanlagen oder Wärmepumpen beschäftigt - allgemein gesprochen Kühlaggregate, die Kühlmittel verwenden.

✅ Die Besonderheiten von Kühlmitteln oder ähnlichen Medien lassen keine andere Wahl, die Verbindung von Elementen durch Löten ist hier unerlässlich. Was bedeutet dieser Prozess jedoch genau, warum ist Löten notwendig, und welche Arten von Lötmitteln sind verfügbar? Weiterhin, welche Materialien sollten gewählt werden und worauf sollte man besonders bei ihrer Auswahl achten? In diesem Beitrag werden wir versuchen, kurz auf diese und andere Fragen zu antworten, indem wir das Wesen des Lötens und verwandte (wenn auch wichtige) Themen besprechen. Dies ist ein erläuternder Artikel für Laien oder Enthusiasten, die zum Beispiel eine Klimaanlage in eine Wärmepumpe umwandeln möchten oder selbst ähnliche Modifikationen vornehmen wollen.

Löten in der Kältetechnik und Heiztechnik

Die einzelnen Komponenten der Systeme müssen immer angemessen verbunden sein - entsprechend der Kunst und geeignet für die Medien, die im jeweiligen System verwendet werden. Die Verbindung von Elementen wie Rohren in Wasser-Wasser-Systemen erfolgt anders als in Systemen mit anderen Medien (auch auf der Ebene der Auswahl von Materialien - Verbindungsstücken für die Rohrverbindung, Gewinden usw.). Es ist offensichtlich, dass noch eine andere Art der Verbindung von Rohren, z. B. mit Elementen einer Wärmepumpe (wie Kondensator usw.), erforderlich ist - hier werden gasförmige Medien, d. h. Kühlmittel, benötigt.

✅ Und hier verwenden wir das Löten - es ist die Methode zum Verbinden einzelner Teile der Systeme von Klimaanlagen, Wärmepumpen und ähnlichen Geräten - wie Kälteaggregate.

Der Lötprozess aus physikalischer Sicht

Tatsächlich ist das Löten ein Phänomen - ein physikalischer Prozess. ☑️ Löten basiert auf Diffusion, also der spontanen Ausbreitung von Lötpartikeln, die in die Struktur der gelöteten Materialien eindringen. Auf diese Weise entsteht ein fest verankertes Bindemittel in beiden gelöteten Teilen, das Lötmittel, ein hartes Bindemittel.

Der Unterschied zwischen Schweißen und Löten

Aus der Perspektive eines Laien scheinen Schweißen und Löten ähnlich zu sein, zumindest was das Ergebnis betrifft – wir verbinden zwei Elemente dauerhaft miteinander. Aus physikalischer Sicht gibt es jedoch große Unterschiede – beim Schweißen kommt es zum teilweisen Schmelzen des ursprünglichen Materials, zu dem ein Element hinzugefügt wird. Dadurch entsteht eine dauerhafte Verbindung, wobei das ursprüngliche Material selbst als Bindemittel dient. Beim Löten hingegen ist das Lötmittel das Bindemittel; nur dieses wird geschmolzen, während die Struktur des ursprünglichen Materials unverändert bleibt. Deshalb wird in Klimaanlagen, Wärmepumpen und Wärmetauschern für Kältemittel nicht geschweißt, sondern gelötet.

✅Schweißen und Löten sind nicht dasselbe; es handelt sich um unterschiedliche physikalische Prozesse, die jedoch aus der Perspektive eines Laien zu denselben Ergebnissen führen.

Hartlöten und Weichlöten

Natürlich gibt es verschiedene Arten des Lötens - am häufigsten begegnen wir dem Hartlöten und dem Weichlöten. Der Unterschied liegt in der Schmelztemperatur des Lötmittels, denn natürlich wird das Lötmittel durch Anwendung hoher Temperaturen geschmolzen.

✅ Hartlöten ist das, was uns im Kontext unseres Artikels interessiert - da üblicherweise diese Art des Lötens in Klimaanlagensystemen, Kühlaggregaten und Wärmepumpen angewendet wird. Es ist ein Prozess, der eine Temperatur über 450 °C erfordert. Weichlöten - hingegen ist ein Prozess, der bei Temperaturen unter den erwähnten 450 Grad Celsius stattfindet. Es ist für uns weniger interessant, da es in der Kältetechnik eher seltener verwendet wird.

In vielen Fremdsprachen werden Hartlöten und Weichlöten sogar mit spezifischen Begriffen bezeichnet. Zum Beispiel wird im Englischen Weichlöten bis 450°C als soldering bezeichnet, während Hartlöten als brazing bekannt ist. Das deutet darauf hin, dass es sich technisch um völlig unterschiedliche Prozesse handelt - und die Arten der Verbindungen, die auf diese Weise entstehen, sind definitiv unterschiedlich. In der Praxis ist Hartlot viel haltbarer und wird oft einfach in anderen Bereichen oder Branchen verwendet. Im Kontext von Verbindungen für Kühlmittel wird hart gelötet, aber in der Elektronik wird eher weich gelötet.

Hochtemperaturlöten - was ist das?

Neben dem Hartlöten gibt es auch den Begriff des Hochtemperaturlötens - manche Leute verwechseln dies mit Hartlöten. Es ist jedoch nicht ganz dasselbe, denn es handelt sich um einen Prozess, bei dem das Lötmittel bei noch höheren Temperaturen aufgetragen wird - nämlich über 1000°C.

☑️Hartlöten und Hochtemperaturlöten sind nicht dasselbe - "hart" wird bei Temperaturen > 450°C gelötet, während "hochtemperatur" bei deutlich höheren Temperaturen, > 1000°C, erfolgt.

Kapillarität, Kapillareffekt - eine grundlegende Eigenschaft des flüssigen Lötmittels, die seine Nützlichkeit bestimmt

Kapillarität oder Kapillareffekt - ist ein charakteristisches Wort für den Lötprozess.

✅ Kapillarität ist einfach die Fähigkeit des flüssigen Lötmittels, in den Lötspalt einzudringen. Dies geschieht entgegen der Schwerkraft. Unter einem Lötspalt verstehen wir den Spalt zwischen den Elementen bei der Löttemperatur. Je kleiner dieser Spalt ist, desto einfacher wird es für uns sein, die Spalten mit Lötmittel zu füllen.

☑️ Im Kontext des Lötspalts - insbesondere seiner Größe und der damit verbundenen Kapillarität - ist es sehr wichtig, darauf zu achten, dass der Lötspalt, also tatsächlich der Raum zwischen den verschiedenen gelöteten Elementen, angemessen klein ist. Dann wird die Kapillarität ihre Arbeit tun und uns helfen, die Elemente effektiv miteinander zu verbinden. Daran sollte man bereits in der Planungsphase der Arbeiten denken, damit einzelne Elemente wie Rohre größenmäßig relativ kompatibel sind.

Benetzbarkeit des Lötmittels - was ist das und welche Bedeutung hat es in der Praxis?

Hier ist vor allem die praktische Fähigkeit, das Lötmittel aufzutragen, wichtig, obwohl die Verwendung von Fachbegriffen für Laien abschreckend erscheinen mag. Diese sind jedoch die absoluten Grundlagen, die dir helfen werden, die Phänomene besser zu verstehen, mit denen du in der Praxis konfrontiert wirst.

Das Lötmittel hat die Fähigkeit, sich relativ gleichmäßig auf der Oberfläche des zu lötenden Materials zu verteilen und dabei eine dünne, regelmäßige Schicht ohne Verdickungen und gewissermaßen „Klumpen“ zu bilden.

✅ Die Fähigkeit zu einer solchen gleichmäßigen Verteilung erleichtert die Arbeit erheblich - sie wird als Benetzbarkeit des Lötmittels bezeichnet. Um sie auf einem angemessenen Niveau zu erreichen, ist es notwendig, die Materialien, die zum Löten verwendet werden, sorgfältig auszuwählen, eventuell durch Hinzufügen von sogenanntem Flussmittel zu verbessern - aber auch auf die grundlegende Vorbereitung des zu lötenden Materials zu achten (es muss sauber sein).

Welche Art von Lötmittel für Klimaanlagen oder Wärmepumpen?

In Klimaanlagen- oder Wärmepumpensystemen kann es notwendig sein, verschiedene Materialien miteinander zu verbinden - oder auch gleiche Materialien wie Kupfer mit Kupfer.

☑️ Das Lötmittel sollte in Bezug auf die zu verbindenden Materialien ausgewählt werden, so dass man nach bewährten Mustern vorgeht und die Aufgabe möglichst erleichtert wird. Ein anderes Lötmittel wählt man für das Verbinden von Kupfer mit Kupfer - und wieder ein anderes für das Verbinden von Stahl mit Kupfer usw.

✅ Welches Lötmittel für die Verbindung von Kupfer mit Kupfer?

Für die Verbindung von Kupfer mit Kupfer reicht eines der leichter verfügbaren Lötmittel - Kupfer-Phosphor-Lot. Es genügt für das Verbinden von z. B. Kupferrohren in Klimaanlagen usw. Es ist in der Regel relativ einfach aufzutragen, dank seiner ziemlich guten Benetzbarkeit, und es erfordert keine spezielle Vorbereitung, z. B. das Hinzufügen von Flussmittel (eine Substanz, die die Benetzbarkeit des Lötmittels erhöht). Kupfer-Phosphor-Lot hat natürlich einige Nachteile, z. B. ist es nicht geeignet für das Löten von Eisen mit Nickel - aber das sind keine Nachteile in unserem thematischen Kontext.

Es ist erwähnenswert, dass es möglich ist, die Qualität des Phosphor-Kupfer-Lots (oder Hartlot) zu verbessern - durch das Hinzufügen von Silberlot (in minimalem Umfang). Dies erhöht die Festigkeit und Benetzbarkeit - und unterstützt uns bei der Arbeit.

Welches Lötmittel zur Verbindung von Kupfer und Messing?

Um eine Verbindung zwischen einem Kupfer- und einem Messingelement herzustellen, müssen wir ein Lot mit einem bestimmten Silbergehalt verwenden, der etwa 40% betragen sollte (je höher, desto einfacher wird es sein, es aufzutragen, und die Lötverbindung wird haltbarer sein). Aufgrund des Messings muss hier ein Flussmittel verwendet werden.

Welches Lötmittel für die Verbindung von Kupfer mit Aluminium oder Aluminium mit Aluminium?

Für Verbindungen von Kupfer mit Aluminium oder von Aluminiumelementen untereinander sollte ein Zink-Aluminium-Lot oder Aluminium-Zink-Lot verwendet werden - natürlich mit Flussmittel.

✅Welches Lötmittel sollte für einen Wärmetauscher aus Kupfer verwendet werden?

Die Frage des Lötens von Edelstahl (aus dem Platten-Wärmetauscher für Klimaanlagen und Wärmepumpen hergestellt werden) und Kupfer wirft einige Unklarheiten auf, da im Internet verschiedene Kommentare von Praktikern zu finden sind, die dies bereits selbst gemacht und verschiedene Methoden angewandt haben. Das Wichtigste ist, dass sie zum Ziel führen.

Wenn Sie einen Wärmetauscher als Kondensator montieren und Edelstahlrohre mit Kupfer verlöten möchten, empfehlen wir die Verwendung von Kupferlötmaterial mit einem hohen Silbergehalt, sogar 45%, unter Verwendung eines Flussmittels.

Eine korrekte Verbindung des Wärmetauschers, der mit Freon arbeiten soll, ist natürlich von entscheidender Bedeutung für das gesamte System, daher sollte nicht am Silbergehalt im Lötmittel gespart werden.

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Glossar der im Artikel verwendeten Begriffe

Benetzbarkeit des Lötmittels - seine Fähigkeit, sich auszubreiten und an der Oberfläche des zu lötenden Materials zu haften. Wenn sie nicht hoch ist, werden wir Probleme haben, effizient zu löten. Wir können sie beeinflussen, indem wir die Oberfläche reinigen oder sogenanntes Flussmittel hinzufügen. Es ist auch wichtig, die Art des Lötmittels richtig nach den zu lötenden Materialien auszuwählen.

Flussmittel - eine chemische Substanz, deren Ziel es ist, die Benetzbarkeit des Lötmittels zu verbessern und die Metalloberflächen während des Lötprozesses vor Oxidation zu schützen. Generell erleichtert es das Leben, oft ohne seinen Zusatz wird es uns nicht gelingen, die Materialien effektiv mit Lötmittel zu verbinden.

Hartlöten - ein Prozess des Auftragens von Lötmittel, bei dem Schmelztemperaturen über 450 °C verwendet werden. Das auf diese Weise entstandene Lötmittel hat natürlich andere Eigenschaften als beim Weichlöten.

Hochtemperaturlöten - ein Prozess des Auftragens von Lötmittel, der Temperaturen über 1000 °C erfordert.

Kapillarität des Lötmittels (Kapillareffekt) - Fähigkeit des Lötmittels, sich selbstständig in die Lötfuge zu drücken, man könnte sagen, es ,,klebt" sich gleichmäßig und problemlos hinein. Wenn ein Lötmittel eine gute Kapillarität aufweist, wird es leicht aufzutragen sein und die Lötfuge gleichmäßig füllen, sogar entgegen der Schwerkraft.

Kühlaggregat - Ein Gerät, das zur Erzeugung von Kälte und zur Aufrechterhaltung niedriger Temperaturen im Kühlmittel- / Kältemittelkreislauf verwendet wird (verfügt üblicherweise über einen geschlossenen Kreislauf). Das Gerät weist gewisse Ähnlichkeiten mit Klimaaggregaten auf.

Kupfer-Phosphor-Lot - verwendet zum Verbinden von Kupferelementen, auch in der Elektrik eingesetzt. Verhältnismäßig anspruchslos, leicht zu handhaben, oft ist nicht einmal die Zugabe von Flussmittel notwendig.

Löten - ein Prozess, der zur Verbindung von zwei Materialien durch das Schmelzen des Lötmittels führt, in diesem Fall ohne das Schmelzen des eigentlichen Materials (im Gegensatz zum Schweißen).

Lötspalt / Lötfuge - die Fuge, der leere Raum zwischen den Materialien, die wir verlöten planen. Je kleiner sie ist, desto einfacher wird es sein, den gesamten Lötprozess durchzuführen.

Plattenwärmetauscher für Freon - ein Typ des Wärmetauschers, der oft als Kondensator oder Verdampfer in Wärmepumpen, Klimaanlagen usw. verwendet wird. Oft verwendet bei der Modifikation von Klimaanlagen zu Wärmepumpen. Sein Anschluss erfordert natürlich das Verlöten seiner Anschlüsse.

Schweißen - ein physikalischer Prozess, der zur Verbindung von Materialien durch Schmelzen des Verbindungsmittels führt. Dies führt teilweise auch zum Überhitzen des ursprünglichen Materials (im Gegensatz zum Löten).

Wärmetauscher - ein Gerät zur Übertragung von Wärme von einem Medium auf ein anderes, in der Kältetechnik, in Klimaanlagen, in Wärmepumpen - es soll Wärme (oder Kälte) auf Wasser oder Luft übertragen. Darüber hinaus kommt das Gerät in vielen Formen vor, weit verbreitet in der Industrie.

Weichlöten - ein Prozess des Auftragens von Lötmittel, der bei relativ niedrigen Schmelztemperaturen des Lötmittels stattfindet (d. h. unter 450 °C).

Zink-Aluminium-Lot - wird verwendet, um Aluminium mit Aluminium oder Kupfer mit Aluminium zu verbinden. Es hat einen niedrigen Schmelzpunkt und ist daher für diese Materialien geeignet, ohne sie durch hohe Temperaturen zu verformen.