Co to jest lutowanie twarde i miękkie?

Spread the love

W metodzie łączenia metali wyróżniamy dwa rodzaje lutowania twarde i miękkie.
Lutowanie to innymi słowy sposób spajania stopów z wykorzystaniem 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 niższą niż 400 stopni np.
Spoiwo cyno-ołowiowe LC60 –
Spoiwo cynowo-miedziowe Sn97Cu3

Luty miękkie i pasty

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

Luty twarde srebrne i fosforowe.

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 troskliwie oczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów,Tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to warunek konieczny do powstania prawidłowego łączenia.
Elementy czyścimy najpierw:
Mechaniczne, używając noża, włókniny szlifierskiej lub gąbki ściernej.
Chemicznie używając do odtłuszczenia rozpuszczalników acetonowych lub benzyny ekstrakcyjnej.
Chemicznie używając do usunięcia siarczków i tlenkow oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, pasty lutowniczej i topników.


Lutowanie miękkie polega na scalaniu metalu za pomocą łatwo topliwego lutu na bazie niskotopliwej cyny. Luty mają z reguły kształt pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest niezbędny do prawidłowego połączenia, chroni powierzchnie przed powstawaniem tlenkowo siarczkowych nalotów i powoduje, że spoiwo bez trudu zwilża powierzchnię. Trzeba dbać, aby nie nagrzewać zbytnio lutowanych powierzchni, zwłaszcza 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.
Jeśli są to cienkie przewody to stosujemy tylko kalafonię, bo pasta lutownicza zawiera w swoim składzie kwas i może po pewnym czasie doprowadzić do korozji przewodów.
Nagrzewamy grot i nakładamy cynę tak, aby powstała kropelka i przerywamy nagrzewanie.
Zanurzamy grot w paście.
Druty do lutowania skręcamy i pobielamy (połączenia elektryczne), przykładamy do skręconego przewodu grot i włączamy lutownicę.
Temperatura spowoduje, że nadmiar topnika spłynie na przewód i odtłuści go i usunie tlenki, następnie 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 spalenia topnika i utlenienia lutu cynowego.
Pobielone przewody stykamy jeden z drugim, na grot nabieramy odrobinę cyny z topnikiem (patrz wyżej).
Nagrzewamy 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 wypadku lutowania nadzwyczaj cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą procedurę wykonujemy w jednym podejściu. Najpierw skręcamy kabelki następnie lutujemy.
Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, w szczególności, 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 wówczas koloru nagrzanego metalu.
Do lutowania twardego używamy palników propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, ogniwa indukcyjne. Wszystko zależy od wielkości lutowanych detali i użytego lutu. W opisywanym przykładzie lutujemy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubość ścianki około 1mm . Do takiej pracy starczy palnik cyklonowy na propan butan techniczny. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.
Proces lutowania:


Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie.
Łączone fragmenty umieszczamy na płycie szamotowej, która w minimalnym stopniu odbiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i dodatkowo ogrzewa otoczenie.
Dokładnie dopasowujemy łączone powierzchnie.
Przygotowujemy lut, nie powinien być za gruby, w naszym przykładzie może mieć średnicę 1,5mm – 2mm.
Grzejemy 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.
O temperaturze najlepiej mówi kolor metalu.
Po osiągnięciu temperatury roboczej przykładamy lut twardy na styku łączenia i czekamy aż się stopi i wniknie kapilarnie między łączone elementy.
Natychmiast przerywamy grzanie.
Pozostałości topnika zmywamy gorącą wodą.
Jeżeli stosujemy lut mosiężny LM-60 do lutowania stali to oprócz topnika na drucie można nasypać w miejsce lutowania boraksu.

A tak się prezentuje moja ostatnia praca, Okucie do pochwy XV –


Jeśli stosujemy lut fosforowy do spajania miedzi to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję )
Dalej to praktyka i jeszcze raz praktyka.


Pozdrawiam