Material i en Stiron lödspets

John Eriksson
Inlägg: 664
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Material i en Stiron lödspets

Inlägg av John Eriksson »

Hej.
Jag har en Stiron lödkolv 220V 90 W enligt märkning på kolven. Skall löda några EC5 kontakter. Tror att jag behöver en kraftigare lödspets till denna lödning. Har sökt lite grand men inte hittat någon som jag tror passar. Funderar då på att göra en spets som är grövre för bättre värmeöverföring. Kanske med en radie för att kunna värma runt hylsan till EC5 kontakten. Spetsen som sitter är låst med en 3 mm skruv. Den är dessutom lite svagt magnetisk, förhållande vis tung tycker jag. Jag har putsat lite med smärgelduk på spetsen och får en blank metallisk yta, som inte är mässing eller koppar/mässing.

Så till frågan vilket material är det i sådana spetsar. Skulle jag kunna ersätta med en hemgjord spets i mässing, eller i det stål jag har liggande som passar.
Stiron Lödkolv.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17943
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av grym »

koppar

kommer ätas upp efterhand så ha lite extra i längd
John Eriksson
Inlägg: 664
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av John Eriksson »

Tror inte jag har någon koppar som har rätt diameter eller kan svarvas till rätt diameter. Ätas upp gör inte så mycket då det är ett fåtal hylsor som skall lödas. Men mässing har jag mycket av och det innehåller en del koppar så jag får prova med detta.
hawkan
Inlägg: 3954
Blev medlem: 14 augusti 2011, 10:27:40

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av hawkan »

90W ska räcka. Har lödat en del EC5. Ha spetsen i smält tenn eller i flussmedel för bra värmeöverföring.
1. Förtenna ändan på kabeln och nån mm upp.
2. Spetsen i koppen och smält tenn så koppen fylls till typ 70%
3. I med kabeln och fortsätt värma tills kabel suger tenn och allt har flutit ihop.
Med den tekniken borde nuvarande spets fungera.
E Kafeman
Inlägg: 3910
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av E Kafeman »

Jag förmodar att din lödpenna är ett lite grövre verktyg som kanske inte är så precist temperaturreglerat och det är ingen spets som är avsedd för SMD lödning med krävande temperaturkontroll.
Det bör gå bra att löda ändå så som ovan beskrivet.

Många som läser här sysslar med mer krävande lödning. Många har ingen kunskap om varför en lödprocedur fungerar och känner att de vet det de behöver. Det är som vid el-svetsning. Vem som helst kan börja svetsa helt utan kunskaper och det kan bli en svetssträng som de är nöjda med. Det är så även vid mjuklödning.
Lite händighet och vem som helst lär sej så mycket de någonsin vill veta om sin fortsatta lödning och svetsning på fem minuter.
Att kunna teori är inte heller en garanti för rätt händighet men det är inte i vägen att kunna vad som händer när man löder och vad som ger bra förutsättningar för gott resultat.

Nackdelen med grövre verktyg utan bra temperaturkontroll är att det blir svårare att optimera diffunderingen och man får kanske lite osäkrare total förbindelse och åldringsegenskaper. Djup och långlivad diffundering är när två olika metaller förenar sej över brett område utan tydliga övergångar från den ena metallen till den andra och för bästa livslängd ska inga föroreningar ingå i diffunderingen, skräp, syre eller väte.

Även om det här gäller en lite grövre lödning kan det ju ändå vara bra att veta hur och varför moderna lödspetsar för precisionsverktyg byggs upp på ett visst sätt för bra lödegenskaper och vilka egenskaperna är som betraktas som bra och som man vill uppnå vid mjuklödning.
Så till frågan vilket material är det i sådana spetsar.
Materialet i en lödspets kan variera från grova lödspetsar där man inte är utefter någon exakt temperaturkontroll för god diffundering eller precis lödning. Sådana lödspetsar består av ren koppar.
Oxiderar kraftigt vid uppvärmning och svart värmeisolerande glödskal skapas vid uppvärmning som får filas av för att kunna överföra värme något bättre vid varje lödning. Det är så grov lödning kan bli. Sällan särskilt bra lödningar varken mekaniskt eller elektriskt även om utflytning sker.
Om utflytning inte sker är kallas det murning, inte lödning.
Vid murning är elektrisk förbindelse mer en händelse av tillfällig sort och med tiden så kan delarna helt separera.
Inte heller bra med för varm lödning då lödningen blir spröd och kan smula och falla samman efter ett par år och det finns säkert större mängder föroreningar i diffunderingen som snabbar på nedbrytningsprocessen.

Mer avancerade lödspetsar består oftast av en kopparkärna med ett flertal lager av eloxering utanpå kopparkärnan. Dessa lager av eloxering har specifika funktioner för att förbättra lödningsfunktionen.
Exakta materialet i dessa lager är lite tillverkarhemlighet men grovt finns två lager.

Lager 1 täcker första delen av lödspetsen. Dess funktion är att blockera så att luft inte kan komma åt att oxidera kopparkärnan under denna ytan. Den eloxeringen har oftast hög halt av nickel. Den går inte löda med då den stöter ifrån sej lödtenn. Tenn värms dåligt på sådan yta och pärlar sej och rinner av ytan.
Eloxeringen skyddar kopparkärnan men oxiderar själv och får en mörk yta redan efter första lödningen.
Denna eloxeringen är ofta mekaniskt rätt hård och långlivad.

Lager 2 täcker den aktiva lödytan, yttersta änden på lödspetsen. Det är en eloxerad yta som mest består av järn. Järn är dålig värmeledare mellan kopparkärnan och lödstället så därför görs eloxeringen väldigt tunn för att försämra värmeöverföringen så lite som möjligt. Det kan verka tokigt med järn som dålig värmeledare men det har andra egenskaper som är viktiga för värmeöverföringen till lödstället.

Järnet är oftast legerat för att vara mer motståndskraftig mot oxidering varför denna yta ser blankare ut än resten av lödspetsen. Även tenn kan ingå som del av legeringen.
Man ska aldrig fila eller ens skrapa mot hårda ytor med denna del av eloxeringen då den är tunn och lätt fördärvas.
Järneloxeringen leder värme dåligt men har en överlägsen funktion att inte stöta ifrån sej flytande tenn. Man kallar egenskapen för att tennet väter och täcker självmant järnytan vilket ger stor kontaktyta att överföra värme till tennet jämfört med om tennet pärlat sej. Tennet är som vatten på en disktrasa och sprider sej på ett vätande sätt.
Det är en avvägningsfråga hur tjock eloxering som ska läggas på den aktiva lödytan. Tjock eloxering håller längre men är sämre värmeledare inifrån kopparkärnan, liksom att den isolerar och ger sämre återkoppling till termostaten, när lödstället tar värme, vilket leder till instabil lödtemperatur.

Allt för tunn eloxering och ytan skadas lätt. När väl ytan skadats förstoras skadan med tiden och allt mindre del av spetsen blir vätande.

Det finns två saker som skadar denna ytan.
1. Man ska aldrig använda spetsen som mekaniskt verktyg att skapa kontakt med det man avser löda. Den kontakt-delen ska lödtennet stå för. Skrapar man är lödspetsens yta snabbt förbrukad.

2. Den andra skadefunktionen sker inte utifrån utan inifrån. Vid uppvärmning sker jonvandring av kopparjoner inifrån kopparkärnan och "förgiftar" eloxeringen och tränger igenom eloxeringen. Ytan blir då mörk och tenn väter inte längre. Tennet pärlar sej istället och det blir svårt att få upp rätt temperatur på lödstället då tennet får liten anliggningsyta mot metall i lödspetsen varför värmeöverföringen blir dålig även vid lödstället.
Ett bra sätt att fördärva lödspets genom kopparjons-vandring är att för en kort stund en enda gång dra upp spetstemperaturen till 450 grader. Spetsen mörknar på kort tid av kopparen som nu är permanent koppar-förgiftad.

Spetsen ska man aldrig försöka rengöra genom mekanisk slipning men man kan tillfälligt förbättra vät-egenskaperna genom att rengöra ytan från genomträngande kopparjonerna genom att använda särskild pasta med ammoniak som fräter av koppar men lämnar järnet kvar så att vätning förbättras, åtminstone för en tid.
Sådan pasta kallas ibland för lödspetsförnyare men förnyelsen är ofta kortvarig och ger allt sämre resultat för varje "förnyelse".

Vandringen av kopparjoner genom eloxeringen upp till ytan går fortare med ökane temperatur.
Vandringen står i stort still vid 200 grader och går mycket snabbt vid 400 grader. Då det är en tidsfaktor ska man helst inte låta lödspetsar stå med full värme när de inte används.

Hög temperatur är ibland ett måste även om det kortar livslängden på lödspetsen.
När man löder med blyfritt tenn måste man upp i 360-380 grader på lödspetsen för att få bra diffundering.
Det finns särskilda lödspetsar för blyfri lödning som har tjockare eloxering och kanske flera mellanlager av olika typer av eloxering men det ger samtidigt sämre temperaturkontroll av lödstället då lödpenne-termostat reagerar långsammare via tjockare eloxerings-lager för faktiskt värmebehov vid lödpunkten. Det är högst märkbar skillnad i lödresultat för marginellt tjockare eloxering. Sådan spetsar kallas ibland "long-life". Även om de ger sämre värmeåterkoppling är det kanske bättre med en spets som väter än en som är förgiftad och svart av koppar.

Det finns andra typer av eloxeringar av lödspetsar eller mixar av olika eloxeringsbad.
Några exempel:
Krom -eloxering används för att klara höga temperaturer.
Silver-eloxering för bättre termiskt mellanlager från kopparkärnan.
Även guld förekommer som eloxeringsmaterial. Det läggs på som ett tunt yttre skikt, knappast synbar. Spetsen får en aning gulskimmer. Guld-hinnan skyddar resten av spetsen i de fall där kraftigare flussmedlet annars angriper lödspetsen och spetsens vätegenskaper ökar något jämfört med järn/tenn. Säjs vara lättare att hålla ren.
Det finns även lödspetsar som är helt guldplätterade. Nyttan och guldhalt något tveksam. Inget som etablerade spetstillverkare ägnar sej åt vad jag vet.

Större lödspetstillverkare är oftast hemlighetsfulla om sin sin elexerings-komposition och vad som gör den bättre än andras alternativ.
Köper man billiga JBC-spetsar från Kina är de ofta så billiga att man har råd att köpa från flera olika leverantörer då plätteringsegenskaperna varierar.

Verifiera lödspetsens termometer: https://www.aliexpress.com/item/1005010677845282.html
Det är billig termometer på alla sätt men ger värdefull insikt i lödpennans funktion.

Nu är detta mest en grej när man verkligen vill få bra lödning elektriskt, låga resistiva förluster och lång livslängd utan fortsatta kemiska nedbrytningsprocesser, tennviskas osv.
Kanske ska lödningen fungera felfritt i många år på kritiskt och utsatt ställe och då kan det vara värt merkostnaden att lödningen är så bra som möjligt,
Man vill då ha så solid och djup diffundering som möjligt. Det styrs av att ha lagom temperatur på lödstället under kritiska tidsperiod när man ser att diffunderingen äger rum. Det ser man som att tennet verkar sugas upp och flyta ut på ytan man avser löda. Beroende på typ av tenn och flussmedel är den optimala temperaturen inom ett rätt smalt band. Temperaturbandet och tidsfaktorn är smalare ju djupare diffundering man vill göra. För både kretskort och komponenter finns ofta rekommenderade tid/temperatur-kurvor som färmst är av nytta när det gäller maskinlödning där man kan precist kan rampa upp och ned temperaturer i idealt tempo.

Ideala temperarturen styrs av lödtenns-legeringen men även flussmedlets temperaturegenskaper och det finns även en tidsfaktor. Vid lödningen vid rätt temperatur ska flussmedlet inte förbrännas. Stark lukt av bränt flussmedel antyder att man värmer flussmedlet mer än vad det tål.
Flussmedlet har funktionen att kemiskt lösa oxid på den yta man vill löda och sedan fungera som skydd så att ny oxid inte uppstår under de sekunder lödprocessen varar genom att skydda ytan från luft.

Vad gäller lödning på PCB och komponenters anslutningar kan oxidlager uppstå på minuter men kan även efter månader var svår att se med blotta ögat. Ren koppar ser man iofs ofta snabbt när den förlorar spegel-glansen och mörknar.

Flussmedlets funktions att skydda mot oxidation under pågående lödning är samma funktion som skyddsgas har vid el-svetsning.

Bästa lödtemperatur, när bäst elektrisk och mekanisk förbindelse kan skapas står ofta på tennrullen eller dess dokumentation. Det är inte den temperatur som tennet smälter vid.
För tenn med mycket bly är det ett rätt brett intervall som fungerar att löda vid även om ideala temperaturen för optimalt resultat kan vara smalare.
I lödtennets data kan man typiskt se att tennets smälttemperatur anges till 183C och helt flytande vid 190 grader. Det gäller de flesta tenn om de är i huvudsak är blybaserade.
Men bara för att tennet är flytande så blir det inte nödvändigtvis bra lödningar. Temperaturen måste upp till temperatur så att tennet kan kemiskt och mekaniskt förena sej med andra metallytor på effektivt sätt.
Det är på motsvarande sätt som när man el-svetsar. Fel värme och svetssträngen kan se snygg ut men är ingen bra mekaniskt hållbar förbindelse. Både för hög och för låg temperatur försämrar. Samma med flussmedlet,fel temperatur och det avoxiderar sämre och skyddar dåligt mot nyoxidering på samma sätt som vid brist på skyddsgas vid el-svetsning.

De flesta lödtenn har flussmedel vars så kallade aktiverade temperatur ligger börjar vid ca 150C då de flesta fasta flussmedel smälter. Flussmedel har ofta kort tid med god funktion, Alkoholbaserade flussmedel torkar på sekunder. Innan det torkar ska det lösa oxid på lödytorna och det ska ske innan tennet appliceras.
Missar man på något sätt, eller värmer för länge utan att snygg utflytning sker kan man får rengöra och börja om. Ju högre temperatur innan flussmedlet börjar förbrännas, ju bättre skyddar det ytorna. Många flussmedel klarar 400 grader utan att börja förbrännas.
Flussmedel finns i en mängd olika kemier no clean, rosin aktiverad, med och utan alkohol.
Just vad gäller förbränning kan somliga kemier sprida mindre nyttig rök. Känns ofta på lukten. Skruva då ner temperaturen, om möjligt.
Flussmedel består ofta av rosin som är ett frätande lösningsmedel när det är upphettat och ges konsistens genom att blandas med alkohol.
Alkoholbaserade flussmedel sprider en typisk kåda-lukt när det smälter och avges med dunstande alkoholångorna. Det är lukt som många upplever som rent av behaglig fast det är säkert inte bra att sniffa lösningsmedel heller.

De flesta lödtenn innehåller redan strängar av flussmedel men ofta kommer då flussmedlet fram försent, när tennet redan smälter. Man vill att flusset ska nå lödytan före tennet . Ytorna ska var avoxiderade mha flussmedlet när tennet når lödpunkten. Många som handlöder på lätt oxiderade PCB märker att tennet flyter ut mycket bättre om man lägger på separat flussmedel innan lödning av just det skälet.
Flussmedlet skyddande effekt från luftens oxiderande, att breda ut sej som en hinna vid lödningen gör att i synnerhet på PCB kan man efteråt se att flussmedel finns kvar kanske 5 mm runt om lödstället och som kletar fast bra när det svalnat.
Då somliga flussmedel fortsätter att även efter uppvärmningen vara korrosiva ska man tvätta bort resterna.
Somliga flussmedel ska vara icke-korrosiva när de en gång varit aktiverade och sedan torkar och är då märkta med no-clean.
Synliga rester tvättar jag alltid oavsett om det står no-clean och alkoholbaserade flussmedel tvättas ofta rätt lätt med IPA.

Själva förbindelsen/diffusionen innebär att tenn förenar sej genom att gradvis smälta in i den andra ytan. Det är inte två ytor som bara ligger nära varandra utan de bokstavligen mixas med varandra. Det är det som ger mekaniska och elektriskt goda förbindelsen, diffundering.

Mycket av ovan är säkert helt oväsentligt för de egenskaperna man har nytta för att löda samman kablar.
De olika lagerna av en lödspets och varför de finns är mest kunskap om man vill tillverka sin egna lödspets.
Kanske viktigt dock att skapa förståelse för att lödspetsen ska man aldrig använda som mekaniskt redskap eller fila på.
Bra mjuklödning har mycket gemensamma egenskaper med el-svets och hårdlödning där man vill skapa en djup diffundering utan inträngande oxid eller väteinträngning.

Typiskt datablsd för lödtenn: https://www.tme.eu/Document/a866f6276de ... W26_EN.pdf
Datablad flussmedel: https://www.chipquik.com/datasheets/SMD4300TF10.pdf
Bra förklaring av material och temperaturprofiler (vid maskinlödning): https://www.allpcb.com/blog/pcb-assembl ... guide.html
Användarvisningsbild
SeniorLemuren
Inlägg: 8922
Blev medlem: 26 maj 2009, 12:20:37
Ort: Kristinehamn

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av SeniorLemuren »

Många som inte vill fila sönder sin kopparlödspets använder med fördel en Salmiaksten eller ibland kallat Lödsten. Jag har en kilformad bautalödspets av koppar på min 500 W kolv, som jag använde till att löda ihop plattjärnsramar av mässing runt mina inspektionsluckor på båten. Den gnider jag mot en salmiaksten som effektivt avoxiderar den.
E Kafeman
Inlägg: 3910
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av E Kafeman »

Ja salmiak är just baserat på ammoniak på samma sätt som jag nämnde ovan om "lödspetsförnyare" som försöker återge spetsen vätning när den fått genomträngning av kopparjoioner. Lukten av ammoniak är tydlig när pastastenen värms av lödspetsen.
Namnet salmiak kommer av "sal ammoniak" , salt av ammoniak.
Ammoniaken reagerar med oxiderad metall och omvandlar den till en metall-klorid på ytan där man vill ta bort oxid som förhindrar metallförening och försvårar uppvärmning då oxid leder värme dåligt.
Då saltet är i fast form kallas det även lödsten i detta sammanhang.

Metall-kloriden som bildas i kontakt med ammoniak-saltet är flyktig och lämnar då en nyligt avoxiderad yta efter sej som är lättare lödbar.
Det är dock en rätt kortvarig funktion. I synnerhet för lödspetsar av koppar är avoxideringen kortvarig då upphettade koppar snabbt åter skapar en oxiderande hinna som försvårar värmeöverföring.

Processen är nära släkt med det som brukar kallas lödvatten.
Det var förr en vanlig typ av flussmedel och som bestod av saltsyra som släckts med zink. Man får då zinkklorid istället för ammoniakklorid och grundfunktionen är samma.
Det är starkt korrosiva kemikalier som kan kräva lite extra omsorg för att tvätta bort från känsliga metall-ytor efter avslutad lödning.

Ett sätt att ofta lättare få dessa flussmedel på rätt plats utan att korrodera andra ytor är att blanda salmiak eller zink-kloriden med vaselin. Kallas då lödfett. Lödfett säljs även under namnet lödspets-aktivator.
Förr var lödfett ett måste vid kopparrörs-installationer som flussmedel då det kunde appliceras som en hinna hela varvet runt där man tänkt skarva kopparrör även om man kanske inte kunde se runt hela rörskarven pga väggmontering. Vaselinet ger bra förvaringsskydd vid lagring, skyddar flusskemin från oxiderande luft.
När vaselinet smälter vid uppvärmningen aktiverades kloriden att reagera med metalloxiden.
John Eriksson
Inlägg: 664
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av John Eriksson »

Hej.
Tack för de utförliga "svaren" på min fråga. Har lött en hel del i elektronik genom min anställning på Eriksson i Söderhamn under många år. Under den först tiden dom anställd så skulle alla nyanställda i produktionen genomgå en lödutbildning först. Såvitt jag kan minnas så var det ingick inget om hur flussmedel och dess innehåll och olika lödspetsars uppbyggnad, inte heller detta om jonvandring med mera. Intressant att få reda på tycker jag.

Kolven jag har tänkt använda matas direkt med 220 V så det är nog minimalt med temperatur styrning i den. Vill dock ha en så stor spets som möjligt för att kunna överföra värme på effektivaste väg. Har inget flussmedel att tillsätta annars skulle jag använda det. Det är viktigt att inget lod kommer på "utsidan" av mässingshylsan då den skall pressas in i ett plast hus.

Som en information till alla som tänker på att löda kablage med EC5, kanske även övriga varianter av EC serien, är att hylsan kan se annorlunda ut beroende på tillverkare/leverantör. Det finns en fasad kant på hylsan för att underlätta inpressning, den fasningen är vänd åt olika håll. Så med en hylsa så skall man trä på huset på kabeln först och sedan löda hylsan. Den andra varianten löder man hylsan först och sedan pressar på huset.
John Eriksson
Inlägg: 664
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Material i en Stiron lödspets

Inlägg av John Eriksson »

skulle vilja löda som denna video visar är dock kontakter i XT serien.



Hittade även EC serien



Hittade även en IC5 kontakt som verkar bättre än EC5, då IC5 hus verkar vara av temperatur säker plast då den levereras ihopgjuten med hylsan. Skall även vara mekaniskt identisk med EC% enda skillnaden är att det skall finnas ett tredje srift/hylsa som skall sköta något annat kanske en temperaturmätning. För övrigt skall den fungera bra ihop med EC5. Det brukar vara lite svårt att pressa på plasthylsan på EC5 samt att hane och hona ihopsatt är svåra att dra isär tycker jag. IC5 har en del som träs på kablaget först och sedan löds kablaget i kontakten och den lösa hylsan trycks fast i kontakten. Detta borde göra att IC% är lite längre än EC5 och det borde göra det lättare att greppa och dra isär.

Skriv svar