Lutowanie twarde i miekkie poradnik

W technologii łączenia metali mamy dwa rodzaje lutowania twarde i miękkie.
Lutowanie to inaczej sposób spajania stopów z użyciem spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia, niż podzespoły łączone. Czyli nie są nadtapiane jak to ma miejsce podczas spawania.
Z lutowaniem miękkim mamy do czynienia wtedy kiedy spoiwo ma temperaturę topnienia poniżej 400st np.
Spoiwo cyno-ołowiowe LC60
Spoiwo cynowo-miedziowe Sn97Cu3

W lutowaniu twardym stosujemy spoiwa o temperaturze topnienia powyżej 650 stopni np.:
Lut miedziany LM-60
Lut srebrny LS45
Lut fosforowy LCuP6

Narzędziem do lutowania są lutownice transformatorowe, lutownice oporowe, palniki gazowe na propan butan, palniki cyklonowe na propan butan, palniki propan + tlen, palniki acetylen + tlen.

Przed lutowaniem należy dokładnie wyczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów,Tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to warunek konieczny do powstania prawidłowego łączenia.
Elementy czyścimy najpierw:
Mechaniczne, korzystając z skrobaka, włókniny szlifierskiej lub papieru ściernego.
Chemicznie używając do odtłuszczenia denaturatu lub rbenzyny ekstrakcyjnej.
Chemicznie używając do usunięcia tlenków oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, pasty lutowniczej i topników.

 Lutowanie miękkie polega na łączeniu elementów za pomocą łatwo topliwego lutu na bazie niskotopliwej cyny. Luty mają zazwyczaj postać pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest niezbędny do poprawnego połączenia, chroni powierzchnie przed powstawaniem tlenków i powoduje, że spoiwo bez trudu zwilża powierzchnię. Należy dbać, aby nie nagrzewać zbytnio lutowanych powierzchni, przede wszystkim przy lutowaniu palnikiem płomieniowym.

Tego typu połączenia są {w niewielkim stopniu odporne mechanicznie, ale świetnie 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.
  • Jeżeli są to cienkie przewody to stosujemy tylko kalafonię, bo pasta lutownicza zawiera w swoim składzie kwas i może po jakimś czasie doprowadzić do korozji przewodów.
  • Nagrzewamy grot i nakładamy cynę tak, aby powstała kropelka i wstrzymujemy nagrzewanie.
  • Zanurzamy grot w paście.
  • Przewody do lutowania zwijamy 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 wniknie w przewód należy natychmiast przerwać nagrzewanie i odsunąć grot od przewodu. Unikniemy w ten sposób przegrzania topnika i utlenienia cyny.
  • Pobielone przewody stykamy jeden z drugim, 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 dopóki nie wystygnie nie można poruszać przewodami.
  • W przypadku lutowania bardzo cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą operację robimy w jednym podejściu. W pierwszej kolejności skręcamy przewody następnie lutujemy.
  • Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, szczególnie, jeżeli korzystamy z pasty lutowniczej.

Lutowanie twarde na przykładzie pękniętej rurki mosiężnej, lut srebrny otulonym.
Lutowanie powinno się przeprowadzać w odpowiednio wentylowanych pomieszczeniach. Pomieszczenie nie powinno być za mocno oświetlone, nie widać w takim przypadku koloru nagrzanego metalu.
Do lutowania twardego używamy palników propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, ogniwa indukcyjne. Wszystko zależy od rozmiaru lutowanych elementów i użytego lutu. W opisywanym przykładzie lutujemy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubość ścianki około 1mm . Do takiej pracy wystarczy palnik propanbutan cyklonowy. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.

Proces lutowania:

  • Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie.
  • Łączone fragmenty stawiamy na płycie szamotowej, która w minimalnym stopniu zabiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i dodatkowo ogrzewa otoczenie.
  • Dokładnie dopasowujemy łączone powierzchnie.
  • Przygotowujemy lut, nie może być za gruby, w naszym przykładzie może mieć średnicę 1,5mm - 2mm.
  • Nagrzewamy palnikiem elementy do temperatury topnienia topnika.
  • Zwilżamy topnikiem powierzchnie lutowane. Kolor metali zmienia się po zwilżeniu topnikiem.
  • Kontynuować nagrzewanie do temperatury roboczej. Zależnie od rodzaju lutu może to być 650-950 stopni.
  • Temperaturę pokazuje kolor metalu.
  • Po osiągnięciu temperatury roboczej dotykamy 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.
  • Jeżeli stosujemy lut fosforowy do spajania miedzi to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję)

Dalej to praktyka i jeszcze raz praktyka.
Pozdrawiam

   
© ALLROUNDER