6 steg för framgångsrik lödning

En lödad skarv kan i princip ”göra sig själv” – kapillär verkan, mer än operatörens skicklighet, säkerställer att fyllnadsmetallen fördelas i skarven.

Den verkliga skickligheten ligger i utformningen och konstruktionen av skarven, men även en korrekt utformad skarv kan bli dålig om du inte följer rätt lödningsprocedurer. Dessa förfaranden kan reduceras till sex grundläggande steg. Även om de i allmänhet är enkla att utföra bör inget av dem utelämnas.

Steg 1: Säkerställ god passform och rätt avstånd.

Lödning använder sig av kapillär verkan för att fördela den smälta fyllnadsmetallen mellan basmetallernas ytor. Så när du lödar ska du upprätthålla ett avstånd mellan basmetallerna så att kapillärverkan kan fungera mest effektivt. I nästan alla fall innebär detta ett nära avstånd. Optimalt avstånd eller fogavstånd för de flesta tillsatsmetaller är 0,0015 tum, men typiska avstånd varierar från 0,001 till 0,005 tum.

I vardaglig lödning behöver avstånden inte vara överdrivet exakta för att få en tillräckligt stark fog. Kapillärverkan fungerar över ett antal olika avstånd, så du har ett visst spelrum. I vardaglig verkstadspraxis ger en lätt glidpassning vanligtvis en tillräcklig lödning mellan två rörformiga delar. Tänk på att i allmänhet minskar ledens hållfasthet när spelrummet ökar. Kapillärverkan upphör runt 0,012 tum. Om du sammanfogar två platta delar kan du vila den ena på den andra. Kontakten mellan metall och metall är allt spelrum som du vanligtvis behöver, eftersom den genomsnittliga fräsningen av metaller ger tillräcklig ytjämnhet för att skapa kapillärvägar för flödet av smält fyllnadsmetall. Högpolerade ytor tenderar däremot att begränsa flödet av tillsatsmetall.

När du planerar dina skarvavstånd ska du komma ihåg att lödda skarvar tillverkas vid lödningstemperaturer, inte vid rumstemperatur. Ta hänsyn till värmeutvidgningskoefficienten för de metaller som ska sammanfogas, särskilt vid rörformiga sammansättningar där olika metaller sammanfogas.

Hur mycket utrymme du bör ge för expansion och kontraktion beror på arten och storleken på de metaller som ska sammanfogas och på fogens utformning. Även om många variabler är inblandade när det gäller att fastställa exakta toleranser för varje situation, bör du komma ihåg denna princip: Olika metaller expanderar olika snabbt när de värms upp.

För mer information om montering, besök www.lucasmilhaupt.com.

Steg 2: Rengör metallerna.

Kapillär verkan fungerar korrekt endast med rena metallytor. Om de är belagda med olja, fett, rost, kalkavlagringar eller smuts måste du ta bort dessa föroreningar, annars bildar de en barriär mellan basmetallytorna och lödmaterialen.

Rengöring av metalldelar är sällan komplicerat, men du måste göra det i rätt ordning. Olja och fett bör avlägsnas först, eftersom en sur beteslösning som syftar till att avlägsna rost och kalkavlagringar inte fungerar på en fet yta. Börja med att ta bort olja och fett. I de flesta fall kan du göra detta antingen genom att doppa delarna i ett lämpligt avfettningslösningsmedel, genom ångavfettning eller genom alkalisk eller vattenbaserad rengöring. Om metallytorna är belagda med oxid eller kalkavlagringar kan du avlägsna dessa föroreningar kemiskt eller mekaniskt. För kemisk avlägsnande, använd en syrabehandlare. Se till att kemikalierna är kompatibla med de oädla metaller som rengörs och att inga syraspår finns kvar i sprickor eller blindhål. Mekanisk borttagning kräver slipande rengöring.

Särskilt vid reparationslödning, där delarna kan vara mycket smutsiga eller kraftigt rostade, kan du påskynda rengöringsprocessen genom att använda en emeryduk, en slipskiva, en fil eller en grusstråle, följt av en sköljning. När delarna är helt rena, flussa och loda dem så snart som möjligt för att minska risken för återkontaminering av ytorna med fabriksdamm eller kroppsoljor som avlagrats vid hanteringen.

Observera att vissa rengöringsmedel lämnar rester och bäddar in sig i ytan, vilket gör den obearbetningsbar.

Steg 3: Flussa delarna.

Flussa är en kemisk förening som appliceras på skarvytorna före lödning. Dess användning är, med några få undantag, väsentlig i den atmosfäriska lödningsprocessen. Detta beror på att uppvärmning av en metallyta påskyndar oxidbildningen, som är resultatet av en kemisk reaktion mellan den heta metallen och luftens syre. Om du inte förhindrar att dessa oxider bildas kommer de att hindra lödningsmetallen från att fukta och binda till ytorna.

En beläggning av flussmedel på skarvområdet skyddar ytorna från luften, vilket förhindrar oxidbildning. Det löser också upp och absorberar eventuella oxider som bildas under upphettning eller som inte avlägsnades helt och hållet i rengöringsprocessen.

Du kan applicera flussmedel på vilket sätt som helst på skarven så länge du täcker skarvytorna helt och hållet. Flussmedel tillverkas konventionellt i en pasta, så det är oftast smidigast att pensla på det. Men när produktionskvantiteterna ökar kan det vara effektivare att applicera flussmedlet genom doppning: att fördela en förmätt deposition av flussmedel med hög viskositet från en applikatorpistol.

Typiskt applicerar du flussmedlet strax före lödning om det är möjligt, så att det har minst tid på sig att torka ut och flagna av eller slås av från delarna under hanteringen. Välj ett flussmedel som är formulerat för de specifika metaller, temperaturer och förhållanden som gäller för din lödningsapplikation.

Steg 4: Montera för lödning.

När delarna är rengjorda och flussmedelbehandlade håller du dem på plats för lödning. Se till att de förblir i rätt riktning under uppvärmnings- och avkylningscyklerna så att kapillärverkan kan göra sitt jobb. Om delarnas form och vikt tillåter det, är det enklaste sättet att hålla ihop dem gravitationen.

Du kan också hjälpa gravitationen genom att lägga till extra vikt, så länge du inte lägger till för mycket. Om du lägger till för mycket vikt kan det hända att dina avstånd inte upprätthålls, och lödningsmetallen kan tvingas ut ur fogområdet. Kom också ihåg att om du lägger till vikt till delarna ökar deras massa, vilket ökar den tid som krävs för att höja delarna till lödningstemperaturen.

Steg 5: Loda enheten.

Den egentliga lödningen innebär att enheten värms upp till lödningstemperatur och att fyllnadsmaterialet flödar genom skarven. Var noga när du värmer en montering till lödningstemperatur att du inte värmer den till grundmaterialens smältpunkt.

Först värmer du upp monteringsprocessen: Vid lödning applicerar du värmen brett på basmetallerna. Om du lödar en liten enhet kan du värma upp hela enheten till flödespunkten för lödningsmetallen. Om du lödar en stor enhet värmer du upp ett stort område kring skarven. En handbrännare används oftast för att löda en enskild enhet. En mängd olika bränslen – naturgas, acetylen, propan, propylen – kan förbrännas med antingen syre eller luft. Tänk på att båda metallerna i enheten ska upphettas så jämnt som möjligt så att de når lödningstemperatur samtidigt. Håll brännaren i rörelse hela tiden och värm inte lödområdet direkt.

För att förhindra ojämn uppvärmning ska du titta på flödet. Om dess utseende förändras jämnt, värms delarna upp jämnt.

När du har värmt enheten till lödningstemperatur är du redo att deponera fyllnadsmetallen. Vid manuell lödning håller du försiktigt stången eller tråden mot fogområdet. Den uppvärmda enheten kommer att smälta bort en del av fyllnadsmetallen, som omedelbart dras in genom kapillärverkan i hela fogområdet. Du kanske vill lägga till lite flussmedel i slutet av fyllnadsmetallstången – ungefär 2 till 3 tum – för att förbättra flödet. Du kan tillsätta flussmedel antingen genom att pensla på det eller genom att doppa stången i flussmedel. På större delar som kräver längre uppvärmningstid, eller om flussmedlet har blivit mättat med oxid, kan du genom att tillsätta nytt flussmedel på fyllnadsmetallen förbättra flödet och penetreringen av fyllnadsmetallen i fogområdet.

Var försiktig: Smält fyllnadsmetall för lödning tenderar att flyta mot områden med högre temperatur. I den uppvärmda enheten kan de yttre basmetallytorna vara något varmare än de inre fogytorna. Var noga med att deponera fyllnadsmetallen i omedelbar anslutning till skarven. Om du lägger ut den bort från skarven kommer den att ha en tendens att plana över de heta ytorna snarare än att rinna in i skarven. Det är också bäst att värma upp den sida av monteringen som är motsatt den punkt där du matar in fyllnadsmetallen. Plåtslagningsmetallen kommer att ha en tendens att följa där värmen är som mest intensiv.

Steg 6: Rengör den hårdlödda skarven.

När du har hårdlödat förbandet ska du rengöra det. Eftersom de flesta lödningsflussmedel är korrosiva är det viktigt att rengöra. Rengöringen sker vanligtvis i två steg:

1. För att avlägsna flussmedelsrester.
2. För att avlägsna eventuell oxidskala som bildats under lödningen genom betning.

Då de flesta lödningsflussmedel är vattenlösliga kan du avlägsna rester genom att släcka enheten i hett vatten (120 grader F eller varmare). Sänk ner enheten medan den fortfarande är varm, men se till att tillsatsmetallen har stelnat helt innan du släcker den. De glasliknande flussmedelsresterna brukar vanligtvis spricka och flagna av. Om de är lite envisa kan du borsta dem lätt med en stålborste medan enheten fortfarande är i det varma vattnet.

Du kan ha problem med att avlägsna flussmedel om du inte har använt tillräckligt med flussmedel till att börja med, eller om du överhettade delarna under lödningen. Då blir flussmedlet helt mättat med oxider och blir vanligtvis grönt eller svart. I det här fallet måste flussmedlet avlägsnas med en mild syralösning.

När du blivit av med flussmedlet kan du använda en betningslösning för att avlägsna eventuella oxider som finns kvar på områden som inte skyddades av flussmedlet under lödningen. I allmänhet rekommenderas den bästa betningslösningen av tillverkaren av det lödmaterial du använder.

Gary DeVries är marknadsanalytiker och Creed Darling är lödningsapplikationsingenjör på Lucas-Milhaupt Inc., 5656 S. Pennsylvania Ave., Cudahy, WI 53110, 414-769-6000, fax 414-769-1093, www.lucasmilhaupt.com.