Liquidus vs. Solidus
Liquidus er den laveste temperatur, ved hvilken en legering er helt flydende; solidus er den højeste temperatur, ved hvilken en legering er helt fast.

Rene metaller er flydende, og de smelter ved en enkelt temperatur. F.eks. smelter sølv ved 961 °C (1761 °F), og kobber smelter ved 1083 °C (1981 °F). Legeringer, der indeholder varierende procentdele af sølv og kobber, har imidlertid ikke en enkelt smeltetemperatur, men snarere et smeltetemperaturinterval. Da de fleste loddefyldningsmetaller er legeringer, vil du have at gøre med smeltetemperaturintervaller, når du vælger materialer.

Udtagelsen er en klasse af legeringer kaldet eutektikker. Selv om disse ikke er rene metaller, har de et enkelt smeltepunkt, fordi smeltepunktet, eller solidus, og flydepunktet, eller liquidus, er identiske. For eksempel smelter og flyder Lucas-Milhaupt Silvaloy 720/721 ved 780°C (1435°F).

Blødningsovervejelser
Figur 1 er et fasediagram for det binære system sølv-kobber. Bemærk, at ved sammensætningen 72% sølv, 28% kobber er liquidus- og solidus-temperaturerne de samme. Legeringerne til venstre eller højre for denne eutektiske sammensætning skifter ikke direkte fra fast til flydende, men passerer gennem et “svampet” område, hvor legeringen er en kombination af fast og flydende.

Figur 1: Sølv-kobber Ækvillibriumdiagram

Temperaturen mellem solidus og liquidus er smelteområdet. Efterhånden som temperaturen stiger fra solidustilstanden og bevæger sig mod liquidustilstanden, øges smeltning og strømning. Den resulterende langsomme strømning kan give udfordringer med hensyn til kapillaritet ved loddeforbindelser.

Fyldmetaller, der har brede smelteområder, kan der forekomme en vis adskillelse af den faste og flydende fase. Dette betegnes som liquation: en delvis smeltning af de lavere bestanddele i fyldmetallet, som til gengæld efterlader en skal af det højere smeltende materiale, kaldet en kranie. Se figur 2.

Figur 2: Liquatering af AWS BAg-1- og AWS BAg-2-fyldmetaller. (A) Som følge af langsom opvarmning af AWS BAg-1 i en ovn sker der ingen flydendegørelse med fyldmetaller, der har et snævert smelteområde på 11 °C (20 °F). (B) Som følge af langsom opvarmning af AWS BAg-2 i en ovn forbliver der et stort kranium på grund af væskning forårsaget af det brede smelteområde på 39 °C (70 °F). (C) Som følge af hurtig opvarmning af AWS BAg-2 er der et lille kranie tilbage.

Liquation opstår normalt under langsom opvarmning gennem en legerings smelteområde. Liquation kan påvirke integriteten af en loddeforbindelse ved potentielt at forårsage hulrum eller manglende vedhæftning til grundmaterialer. Se figur 3.

Figur 3: AWS BCuP-5 anvendt til lodning af dele i en to timers opvarmningscyklus i en ovn. Lodningsforbindelsen viser tegn på et område med Cu-rigt (højere smeltende bestanddel) øverst til venstre, samt et hulrum nederst til højre – sandsynligvis en konsekvens af væskning.

Ved lodning bør grundmetallet på en komponent aldrig være smeltet. Derfor er det vigtigt at vælge et fyldstofmetal, hvis liquidustemperatur er lavere end solidustemperaturen for begge de grundmetaller, der sammenføjes. Flere andre faktorer bør tages i betragtning før lodning – eksempler er anført nedenfor.

Eksempler
1. Lodning af en samling med en snæver afstand: Lucas-Milhaupt Silvaloy 560 er en cadmiumfri legering, der begynder at smelte ved 620°C (1145°F) og flyder frit ved 650°C (1205°F). Dens smelteområde er 15°C (60°F).

2. Lodning af en samling med en stor afstand (større end 0,005″ / 0,127 mm): Lucas-Milhaupt Silvaloy 380 begynder at smelte ved 1200°F (648°C) og er ikke helt smeltet før 1330°F (720°C). Legeringer med et bredt smelte-/flydeområde betragtes som plast og er nyttige til dårlige pasningsforhold.

3. “Trinlodning” af en samling: Når der loddes i nærheden af en tidligere loddet samling, må den anden lodning ikke forstyrre den første samling. Løsningen er at anvende mere end én type fyldmetal – et fyldmetal med lavere liquidustemperatur til den anden samling end det, der er anvendt til den første samling. For eksempel kunne man i en samling af rustfrit stål, som er trinloddet, anvende Silvaloy 630, som smelter og flyder mellem 690°C-801°C (1275°F-1475°F), til den første samling og derefter Silvaloy 560 (1143°F-1205°F/618°C-651°C) til den anden samling.

4. Sammensætninger, der skal varmebehandles: (Mulighed 1) varmebehandles og derefter loddes – vælg et fyldstofmetal, hvis liquidustemperatur er lavere end varmebehandlingstemperaturen, så hårdheden ikke påvirkes negativt af lodning, eller (Mulighed 2) varmebehandles og loddes samtidigt – brug af et fyldstofmetal med en liquidustemperatur, der nøje svarer til varmebehandlingstemperaturerne. På grund af den komplekse karakter af varmebehandlingsbetingelserne for forskellige grundmaterialer kontakt Lucas Milhaupt Technical Services for detaljerede oplysninger om din specifikke anvendelse.

KONKLUSION:
Liquidus er den laveste temperatur, ved hvilken en legering er helt flydende; solidus er den højeste temperatur, ved hvilken en legering er helt fast. Når man vælger et fyldstofmetal til loddeapplikationer, er det vigtigt at overveje smelteadfærd – specielt liquidustemperaturen.