Lodning af hårdmetalplatte til rustfrit stål

Under en produktion er det relevant at kunne gribe om de produkter der produceres på en sådan måde, at de ikke bliver beskadiget, og er fastlåste på den helt rigtige måde, og uden at slide på gribefladen. I dette tilfælde var sliddet for stort på rustfrit stål og valget faldt på wolframcarbid hårdt stål som griber. Dette der skulle fastgøres på en rustfrit stålarm, der tilsammen ville danne en griber. Det var ikke muligt at bolte dem sammen, og lim var ikke en holdbar løsning i længden, derfor blev det besluttet at koldlodning ville være den bedste løsning for en stærk kobling.

Under koldlodning bliver en kobberpasta smurt mellem de to materialer og opvarmet til omkring 750 °C som er smeltetemperaturen på pastaen. Kobberet flyder ned mellem kaviteterne på hårdstålet og det rustfrie stål. Når pastaen køler vil det danne et meget tyndt kobber baseret kobling mellem de to materialer.

På grund af forskellen på den termiske udvidelse på hårdstålet og rustfrit stål kombineret med den meget tynde kobbersamling, opstod der spændinger i de to materialer under afkølingen. På trods af at have stor styrke var spændingerne mellem materialerne store nok til at man kunne observere regnedannelse og i nogle tilfælde, ville en flig af hårdstålet delaminere.

Griberen havde en størrelse på 20 mm x 12 mm og selve lodningen, en tykkelse på 0,1 mm. Den termiske udvidelse koefficient på det rustfri stål og hårdstålet var henholdsvist på 17,3 og 5,9 µm/m K, hvilket giver en sammentrækning på 250 og 85 µm. Forskellen på omkring 165 µm, svarende til en forskel i sammentrækning på omkring 0,8%, mellem de to materialer. Denne sammentrækning var nok til at overstige brudstyrken i metallet.

For at skabe mere fleksibilitet i lodningen blev der tilført en filer i kobberpastaen, i form a små jern kugler med diameter på 200 µm. Dette betød at lodningen blev en smule tykkere, op til 1 mm og gav derved større fleksibilitet. Den ekstra fleksibilitet gjorde det muligt at reducere stress i hårdstålet, og derved forhindre brud og beholde den gode binding mellem materialerne. Dette resulterede i en god og stabilt brug af griberen, uden nogen fare for delaminering.