Lödning är en permanent sammanfogningsteknik, utmärkt för alla typer av metaller, där svetsning inte är användbar på grund av den höga arbetstemperaturen och dess begränsning vid sammanfogning av olikartade metaller. Lödmetallen penetrerar fogen genom kapillärverkan och diffuserar basmetallen. Under lödning är basmetallen endast upphettad något över lodets smälttemperatur. Denna temperatur är alltid under smältpunkten för basmetallerna. I de flesta lödprocesser används flussmedel antingen separat eller integrerat för att avlägsna oxider från ytorna och hålla dessa borta under lödningen, för att göra det möjligt för lodet att väta fogytorna. Flussmedlet och lodet sugs in i och fyller hela fogen med kapillärverkan. Beroende på lödningsprocessens tid, grundmetaller och lodets smältintervall finns olika flussmedel tillgängliga. Lödning har en stor fördel när det gäller sammanfogning av dolda fogar, när det finns risk för deformation av basmetallen, temperaturkänsliga fogar och ur miljösynpunkt.

Det finns tre kategorier av lödning; mjuklödning, hårdlödning och högtemperaturlödning.

Mjuklödning

Används främst som tätning, förtenning av objekt eller permanent sammanfogning där det finns krav på konduktivitet. Mjuklödning innefattar all lödning upp till 450°C. Loden som används är oftast
av tenn(Sn) med legering av koppar, silver eller bly eller bägge delar och med eller utan flusskärna.
Typiska applikationer är elektriska komponenter, kablar, takläggeri eller elektroniska komponenter.

Hårdlödning

Innefattar all lödning med arbetstemperaturer mellan 450-1000°C. De vanligaste loden är silverlod, silverfosforkopparlod, aluminiumlod eller mässinglod. När spalten är optimalt designad blir
lödningen lika starkt som grundmaterialet och beständig mot väte och helium.
Typiska applikationer är värmeväxlare, automotive komponenter, kylsystem, AC-rör, karbidverktyg, cyklar och rörkonstruktioner, VVS-installationer, transformatorer mm.

Högtemperaturlödning

Innefattar all lödning över 1000°C. Högtemperaturlödning utförs oftast i kontrollerad atmosfär i stängda kammare där vacuum eller skyddsgas förhindrar delarna från oxidation. Normalt används inte flussmedel och därför krävs ingen efterbearbetning av flussrester. En lödfog av denna typ blir oftast starkare än grundmaterialet själv. Lodmaterialet består oftast av koppar och nickelbas men även speciella silverlod utan zink används. Med denna metod kan man sammanfoga material som normalt är svåra att sammanfoga såsom viss aluminium, titan, zirkonium, superalloys och keramer. Typiska applikation hittas inom Aerospace, automotive, turbiner, medicinsk utrustning etc.

Lödningens 7 grundsteg

1. VAL AV LOD OCH FLUSSMEDEL
Detta steg bestäms utifrån vilka grundmaterial som ska sammanfogas, processkrav och vilka media som den färdiga delen kommer utsättas för.

2. KONSTRUKTION AV LÖDFOGEN
Eftersom lodet kommer penetrera fogen genom kapillärverkan är det viktigt att ha rätt spalt och konstruktion av denna så att kapillärverkan kan kan fungera optimalt. Är spalten för tight så
kan inte lodet penetrera fogen och är det för stort så kommer lodet endaste att plättera fogytorna. Viktigt är också att designa fogen i lödtemperatur och inte i rumstemperatur. Olika material
har olika termiska expansions-koefficienter. Så om du ska sammanfoga olikartade metaller är det viktigt att ta med detta i beräkningen.

För längden/djupet av spalten ska man räkna med minst tre gånger tjockleken av det tunnaste materialet. Så om den tunnaste rördelen är 1 mm i godstjocklek så ska du räkna med 3 mm längd/djup på din spalt.
Om du använder ett lägre värde blir lödfogen försvagad och om du väljer ett för stort värde får du bortkastat lödmaterial utan att få en starkare fog. Vissa applikationer kräver 4-6 gånger tunnaste
materialet men aldrig över 6.

3. RENGÖRING AV GRUNDMATERIALET
För att få ett bra lödresultat måste fogytorna på grundmaterialet vara rena från smuts, olja, glödskal och andra rester. Dessa kan avlägsnas kemiskt eller mekaniskt. Olja och fett måste först avlägsnas
med ett lämpligt avfettningsmedel och om det finns rost och beläggning måste detta avlägsnas med slipande material. Här har vi har optimala rengöringsdukar för denna operation. Efter rengöringen bör du löda så
snart som möjligt för att inte tillåta nya oxider att bildas på basmetallens yta.

4. FLUSSNING
Oxider bildas vid uppvärmning av metaller i kombination med syre från luften. Dessa oxider hindrar oss från att väta och binda ytorna ordentligt och för att skydda ytan mot oxider behöver man applicera ett flussmedel.
Flussmedel används vid alla lödprocesser i öppen atmosfär. Förutom att skydda ytan är används också flussmedlet som temperaturindikator och för att hjälpa lodet att flyta ut.
Flussmedel finns i följande former: pulver och pasta, flussmedelsbeläggning på stavar/trådar och flussmedel inuti stavar/trådar. Det senare är den senaste utvecklingen inom hårdlödningsteknik. Om du använder för
mycket flussmedel har du en större risk för flussmedelsinneslutningar inuti fogen och om du använder för lite kan det leda till att det inte blir tillräckligt med lod inuti fogen. Det är därför den
flussintegrerade teknologin är utvecklad för att göra livet enklare för operatörerna.

5. FIXTURERING, MONTERING
Nästa steg är fixering av dina delar. Det är viktigt att de har en bra inriktning under lödcykeln så att fogens spel inte förskjuts och kapillärverkan kan fungera optimalt. Du måste också tänka på att inga
värmeabsorberande material ska ha kontakt med fogområdet. En bra lösning är att använda keramik eller andra lågvärmeabsorberande material som inconel eller icke magnetiskt stål för att undvika att värmen leds
bort från basmetallerna. Det enklaste sättet är att använda gravitationen för att hålla ihop dina delar eller lägga till ytterligare vikt för att hålla nere.

 

6. VÄRMEKÄLLA – LÖDTEKNIK
De vanligaste värmekällorna för lödda fogar är: induktion, flamlödning, skyddsgasugnar och vakuumugnar. De olika värmekällorna har olika fördelar beroende på fogens kvalitet. Men den vanligaste värmekällan är
flamlödning. Målet är att ha en enhetlig lödtemperatur på båda delarna av monteringen. Större delar kräver mer värme än tunnare, mindre material så om du har en stor och en liten komponent kan du lägga
värmen på den stora och den lilla kommer att absorbera denna värme. Överhettning av delen för länge kan orsaka sprickor och porer i fogen samt glödskal att ta bort efter lödningen.
När ditt material är tillräckligt uppvärmt lägger du till lodet och ser att den flyter in i fogen.

 

 

7. RENGÖRING AV FLUSSRESTER
Efter att lödningen är klar kan du kyla av delarna i vatten, detta kommer också att göra att flussresterna spricker och lätt tas bort. Du kan också använda en våt trasa.
Varför rengöring av lödfogen är viktig beror på följande orsaker:

1. Om du har en misslyckad lödning kan du ha för mycket flussrester i/på fogen och detta måste tas bort för att
för att inspektera resultatet.
2. Flussrester kommer att leda till korrosion om de inte tas bort och kommer i kontakt med vatten.
3. Om du har målning eller beläggning som nästa steg kommer resterna att förhindra att de fastnar.