Wieviel Watt braucht der Lötkolben oder die Lötstation?

Immer wieder werde ich gefragt, wie viel Watt denn ein Lötkolben oder eine Lötstation haben muss. Leider besteht hier ein Irrglaube, dass Geräte mit viel Leistung nicht dazu geeignet sind, feine Bauteile zu löten.

In diesem Artikel möchte ich mit dem Mythos aufräumen und euch erklären, wieso die Leistung des Lötkolbens bzw. der Lötstation zweitrangig ist.

Zunächst einmal aber etwas Theorie zum Löten.

Beim Löten stellt man eine Verbindung zwischen Metallen her, in dem das Lot eine Legierung mit der Oberfläche der Metalle eingeht. Dazu müssen die Metalle auf die Schmelztemperatur des Lotes erwärmt werden. Beim Löten macht man das, in dem man den heißen Lötkolben auf die kalten Metalle auflegt.

Nun kommt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ins Spiel, der besagt, dass Wärme solange von einem Objekt mit einer höheren Temperatur – in diesem Fall die heiße Lötspitze – zu einem Objekt mit niedriger Temperatur – Platine und / oder Bauteil – fließt, bis beide Objekte die gleiche Temperatur haben. Wenn wir also mit dem Lötkolben ein Bauteil berühren, dann fließt Wärme. Die Lötspitze bzw. der Lötkolben wird kälter, und die Platine erwärmt sich. Außerdem geht ein Teil der Wärme von der Lötspitze und Lötstelle an die Umgebungsluft über.

Diesen Wärmeverlust muss nun der Lötkolben bzw. die Lötstation merken und kompensieren in dem das Heizelement wieder Wärme zuführt. Und zwar genau die Wärme, die dem Lötkolben entzogen wurde. Je mehr Leistung der Lötkolben bzw. die Lötstation hat, desto schneller kann sie nachheizen.

Damit der Lötkolben aber nicht die ganze Zeit heizen muss, hat sie selbst einen Wärmevorrat. Dieser steckt in der Lötspitze bzw. dem Heizelement. Je größer also die Wärmekapazität ist, desto mehr Wärme kann fließen, bevor das Heizelement anspringt. Der Nachteil einer großen Wärmekapazität ist allerdings das Gewicht. Dadurch wird der Lötkolben unhandlich und schwer.

Eine pauschale Aussage, dass zum Löten von feiner Elektronik ein 15W Lötkolben erforderlich ist und man mit mehr Leistung die Bauteile beschädigen würde, ist deshalb einfach falsch.

Worauf kommt es noch an?

Beim Löten entstehen also an der Lötspitze die ganze Zeit Temperaturschwankungen. Wärme wird abgegeben, neue Wärme wird zugeführt. Je geringer die Amplitude der Schwankungen um die Soll-Temperatur ist, desto leichter und komfortabler ist das Löten. Das liegt daran, dass verschiedene Stellen eines Bauteils oder einer Leiterplatte unterschiedliche Wärmekapazitäten haben.

Signalleitungen haben in der Regel eine kleine Wärmekapazität, während stromführende Leitungen bzw. direkte Verbindungen zum Ground Plane große Wärmekapazitäten haben. Wenn Sie es z.B. gewohnt sind, dass es eine Sekunde dauert, den Anschluss einer Signalleitung zu löten, dann möchten Sie sicherlich auch bei einer Masseleitung haben. Neben der Leistung des Heizelementes kommt es nun auf zwei Faktoren an:

• Wo sitzt der Temperaturfühler?
• Wo sitzt das Heizelement?

Temperaturfühler

Es gibt mehrere Positionen, wo der Temperaturfühler sitzen kann. Er kann (im schlechtesten Fall) im Heizelement eingebaut sein. Den Wärmeabfluss merkt der Temperaturfühler also sehr spät, wenn bereits die Wärme der Lötspitze abgeflossen ist

Der Temperaturfühler kann auch an der Spitze des Heizelementes sitzen und somit den Wärmeabfluss schneller merken.

Bei teuren und professionellen Geräten, wie z.B. bei JBC ist der Temperaturfühler direkt in der Lötspitze verbaut. Damit merkt die Lötstation direkt einen Wärmeabfluss und reagiert direkt darauf.

Heizelement

Auch die Position des Heizelementes ist entscheidend für die Stabilität der Temperatur an der Lötspitze. Bei billigen Lötkolben wird die Lötspitze in den Kolben eingesetzt. Die Lötspitze wird also von Außen nach Innen aufgeheizt. Dementsprechend dauert es immer sehr lange, bis die Wärme durch die Lötspitze geflossen ist.

Bei guten Geräten wird die Lötspitze auf das Heizelement aufgespießt. Dadurch ist der Abstand zum eigentlichen Werkstück viel geringer und die Wärme fließt sehr viel schneller.

Bei teuren Geräten, wie von JBC werden Kartuschen-Lötspitzen verwendet, wo das Heizelement in der Lötspitze verbaut ist. Damit ist das Heizelement noch näher am Werkstück, außerdem findet ein optimierter Wärmeübergang zwischen dem Heizelement und der Lötspitze statt, da hier Lötspitze und Heizelement eine Komponente ist.

Durch Hitze gehen Bauteile kaputt

Als ich vor rund 20 Jahren mit dem Löten begonnen habe, hatte ich Angst davor, Bauteile kaputt zu machen. In den Anleitungen vieler Löt-Sets wurde davor gewarnt, Mikrochips oder sogar Transistoren längere Zeit zu erhitzen, da man die so leicht beschädigen kann. Und so habe ich eher schneller gelötet, als ich es tatsächlich hätte tun sollen. Resultat waren kalte Lötstellen und schlechte Verbindungen.

Glücklicherweise ist die Realität, dass die meisten Bauteile Hitze tatsächlich viel besser aushalten, als man es glaubt. Wenn man also gerade mit dem Löten beginnt, sollte man sich eher Zeit lassen und sich nicht durch die Angst ein Bauteil zu beschädigen, die Lust rauben lassen. Übrigens reagieren Kondensatoren mit Elektrolyt empfindlicher auf hohe Temperaturen, als Halbleiter-Bauteile.

Fazit zum Thema Leistung (Watt):

Die Behauptung, dass man für eine bestimmte Aufgabe einen Lötkolben mit einer maximalen Leistung von n-Watt braucht, ist falsch, da die Leistung nur die Fähigkeit beschreibt, wie schnell das Heizelement Wärme liefern kann. Auch die umgekehrte Behauptung, dass mehr Leistung gleichzeitig besser ist, ist ebenso falsch.

Viel wichtiger ist, wie stabil der Lötkolben bzw. die Lötstation die Temperatur halten kann. Wir selbst verwenden eine 75W Lötstation von JBC, die durch intelligente Regelungstechnik und Lötspitzen mit eingebautem Temperaturfühler und Heizelement die Löttemperatur extrem stabil halten kann. Wer schon ein Mal mit so einer Lötstation gearbeitet hat, wird nie wieder etwas anderes nutzen wollen.

Einsteigern in die Welt des Lötens empfehlen wir allerdings ein Produkt eines Markenherstellers im Preisbereich zwischen 100 und 150€.