W technice łączenia metali mamy dwa rodzaje lutowania twarde i miękkie.
Lutowanie to innymi słowy sposób łączenia metali z wykorzystaniem spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia, niż elementy łączone. Czyli nie są topione jak to ma miejsce podczas spawania.
Z lutowaniem miękkim mamy do czynienia wtedy kiedy spoiwo ma temperaturę topnienia niższą niż 400 stopni np.
- Spoiwo cyno-ołowiowe LC60
- Spoiwo cynowo-miedziowe Sn97Cu3
W lutowaniu twardym stosujemy spoiwa o temperaturze topnienia powyżej 650 stopni np.:
Urządzeniami do lutowania są lutownice transformatorowe, lutownice oporowe, palniki gazowe na propan butan, palniki cyklonowe na propan butan, palniki propan + tlen, palniki acetylen + tlen.
Zanim przystąpimy do lutowania należy starannie wyczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów,Tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to przesłankakonieczna do powstania prawidłowego łączenia.
Powierzchnie czyścimy najpierw:
- Mechaniczne, korzystając z skrobaka, włókniny szlifierskiej lub gąbki ściernej.
- Chemicznie używając do odtłuszczenia rozpuszczalników acetonowych lub rbenzyny ekstrakcyjnej.
- Chemicznie używając do usunięcia siarczków i tlenkow oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, kalafoni i topników.
Lutowanie miękkie polega na łączeniu metalu za pomocą łatwo topliwego lutu cynowego. Luty mają z reguły postać pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest niezbędny do poprawnego połączenia, ochrania powierzchnie przed powstawaniem tlenków i powoduje, że spoiwo bez trudu zwilża powierzchnię. Należy dbać, aby nie przegrzewać lutowanych elementów, zwłaszcza przy lutowaniu palnikiem płomieniowym.
Tego typu połączenia są w niewielkim stopniu odporne mechanicznie, ale doskonale przewodzą prąd i dają gwarancję szczelności. Znajdują zastosowanie w elektryce i elektronice, w instalacjach wodnych i CO.
Jak w praktyce wygląda lutowanie miękkie np. przewodów elektrycznych:
- Przewody trzeba odizolować.
- Jeśli są to cienkie przewody to stosujemy jako topnik kalafonię, bo pasta lutownicza jest produkowana na bazie kwasu i może po pewnym czasie sprawić przerwanie styku.
- Grzejemy grot i nakładamy cynę tak, aby powstała kropelka i wstrzymujemy nagrzewanie.
- Zanurzamy grot w paście.
- Przewody do lutowania skręcamy i pobielamy (połączenia elektryczne), dotykamy do skręconego przewodu grot i włączamy lutownicę.
- Temperatura spowoduje, że nadwyżka topnika spłynie na przewód i odtłuści go i usunie tlenki, chwile po tym roztopiona cyna spłynie na przewód i pokryje go w całości.
- Jak tylko cyna spłynie na przewód należy od razu przerwać nagrzewanie i odsunąć grot od przewodu. Unikniemy w ten sposób spalenia topnika i utlenienia cyny.
- Pobielone przewody przytykamy jeden do drugiego, na grot nabieramy odrobinę cyny z topnikiem (patrz wyżej).
- Grzejemy połączone przewody, jak tylko cyna spłynie z grotu na przewody natychmiast przerywamy nagrzewanie. Uwaga pamiętajmy, że przez chwilę cyna jest jeszcze ciekła i tak długo jak nie wystygnie nie można poruszać przewodami.
- W przypadku lutowania nadzwyczaj cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą operację robimy w jednym podejściu. Najpierw skręcamy kabelki następnie lutujemy.
- Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, przede wszystkim, jeżeli korzystamy z pasty lutowniczej.
Lutowanie twarde na przykładzie pękniętej rurki mosiężnej, lut srebrny otulonym.
Lutowanie powinno się wykonywać w dobrze wentylowanych pomieszczeniach. Pomieszczenie nie powinno być za mocno oświetlone, nie widać wówczas koloru nagrzanego metalu.
Do lutowania twardego stosujemy palniki propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, nagrzewanie indukcyjne. Zależy to od rozmiaru lutowanych detali i użytego lutu. W naszym przykładzie lutujemy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubość ścianki około 1mm . Do takiej pracy wystarczy palnik cyklonowy na propan butan techniczny. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.
Lutowanie twarde - przykład:
- Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie.
- Łączone fragmenty umieszczamy na płycie szamotowej, która w śladowym stopniu odbiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i poza tym ogrzewa otoczenie.
- Starannie dopasowujemy łączone powierzchnie.
- Przygotowujemy lut, nie może być za gruby, w naszym przykładzie może mieć średnicę 1,5mm - 2mm.
- Grzejemy palnikiem elementy do temperatury topnienia topnika.
- Zwilżamy topnikiem elementy lutowane. Kolor metali zmienia się po zwilżeniu topnikiem.
- Kontynuować grzanie do temperatury roboczej. Zależnie od rodzaju lutu może to być 650-950 stopni.
- O temperaturze najlepiej mówi kolor metalu.
- Po osiągnięciu temperatury roboczej przykładamy lut twardy na styku łączenia i czekamy aż się stopi i przeniknie kapilarnie między łączone elementy.
- Natychmiast przerywamy nagrzewanie.
- Resztki topnika zmywamy gorącą wodą.
- Jeżeli stosujemy lut mosiężny LM-60 do lutowania stali to dodatkowo miejsce lutowania posypujemy boraksem.
- Jeśli stosujemy lut fosforowy do łączenia miedzi to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję)
Reszta to praktyka i jeszcze raz praktyka.
Pozdrawiam