Lemljenje je znanost. Načelo zavarivanja električnim željezom je zagrijavanje i taljenje čvrste žice za lemljenje kroz zagrijano lemilo, a zatim korištenje djelovanja fluksa kako bi ona tekla između metala koje treba lemiti i formirala čvrst i pouzdan lemni spoj nakon hlađenja. .
Kada je lem legura kositra i olova, a površina za lemljenje je bakar, lem prvo navlaži površinu za lemljenje. S pojavom fenomena vlaženja, lem polako difundira na metalni bakar, stvarajući adhezijski sloj na kontaktnoj površini između lema i metalnog bakra. To dvoje je čvrsto spojeno. Dakle, lemljenje se postiže kroz tri fizikalna i kemijska procesa vlaženja, difuzije i metalurgije.
1. Vlaženje: Proces vlaženja odnosi se na činjenicu da rastaljeni lem teče oko površine osnovnog metala uz pomoć kapilarne sile duž suptilnih neravnina i kristalnih praznina na površini osnovnog metala, stvarajući pritom adhezijski sloj na površina osnovnog metala koji se zavariva. Atomi materijala i metala su blizu jedan drugome, dosežući udaljenost na kojoj djeluje atomska gravitacijska sila.
Uvjeti okoline koji uzrokuju vlaženje: Površina osnovnog metala za zavarivanje mora biti čista i bez oksida ili onečišćenja.
Metafora slike: kap vode na lotosovo lišće da se formiraju kapljice vode, to jest, voda ne može smočiti lotos. Kada se voda kapne na pamuk, voda prodire u pamuk, odnosno voda može smočiti pamuk.
2. Difuzija: S napredovanjem vlaženja, počinje se javljati međusobna difuzija između lema i metalnih atoma osnovnog metala. Obično su atomi u stanju toplinske vibracije u rešetkastoj rešetki, nakon što se temperatura povisi. Pojačana atomska aktivnost uzrokuje da atomi u rastaljenom lemu i osnovnom metalu prelaze kontaktnu površinu i ulaze u rešetkastu rešetku jedan drugoga. Brzina kretanja i broj atoma određeni su temperaturom i vremenom zagrijavanja.
3. Metalurško spajanje: Zbog međusobne difuzije lema i osnovnog metala, između dva metala nastaje međusloj---metalnog spoja. Za postizanje dobrog lemljenog spoja mora se formirati metalni spoj između osnovnog metala koji treba zavariti i lema. Time osnovni metal može postići čvrsto metalurško stanje vezivanja.
