Lutowanie – metoda trwałego łączenia elementów metalowych za pomocą metalowego spoiwa zwanego lutem o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych elementów. W naszym przypadku bedziemy lutować materiały wykonane z mosiądzu lub z stali za pomocą lutowia miękkiego.
Lutowia
Na początku może omówimy o spoinach czyli lutach. Zasadniczo będziemy korzystać z cyny lutowniczej używanej do lutowania elementów elektronicznych. Skład lutowia to jest cyna, bizmut, antymon, kadm. Stop cyny zawiera również śladowe ilości ołowiu. Temperatura topnienia tego lutowia to ok 260 stopni. W tej temperaturze lutowie jest w stanie płynnym. Lutowie występuje w postaci drutu od 0,25 mm do 4 mm średnicy. W zależności od potrzeb będziemy korzystać z średnic 0,5 mm oraz 1 mm. Większość spoiwa lutowniczego posiada rdzeń z kalafonii, który ma umożliwić przyczepność spoiwy do elementów lutowanych.
Narzędzia
Lutownica elektryczna – jest to narzędzie służące do lutowania, za jej pomocą będziemy rozgrzewać elementy lutowane jak i spoiwo. Lutownica sklada się z kolby służącej jako uchwyt oraz z grota czyli części mającej styczność z spoiwem. Osobiście korzystam z lutownicy polskiej produkcji ELWIK.
Ważną cechą tej lutownicy jest płynna regulacja temperatury oraz fakt że groty są wymienne o różnych kształtach końcówek..
Drugą lutownicą z jakiej będziemy korzystać bedzie lutownica gazowa W nie których szczególnych przypadkach gdy lutujemy dużą powierzchnie nie sposób jest nagrzać równomiernie za pomocą lutownicy elektrycznej. Wtedy korzystam z lutownicy gazowej czyli lutownicy której źródłem ciepła jest gaz spalany. Osobiście mam jakiś wynalazek chiński ale będę chciał w miarę możliwości kupić sobie lutownice firmy DREMEL lub Proxona
Posiada wymienne groty i dysze i dlatego staje się narzędziem uniwersalnym. Jest jeszcze odmiana lutownicy pistoletowej ale w naszym przypadku lepiej sprawdzi się lutownica kolbowa lub gazowa.
Topnik
Topnik (odtleniacz) – substancja ułatwiająca lutowanie (miękkie) poprzez chemiczne oczyszczanie łączonych metali. Powszechnie stosowane topniki:
- chlorek amonu w postaci past lutowniczych
- kalafonia do lutowania lutem cynowo-ołowiowym,
- kwas solny lub chlorek cynku do lutowania powłok ocynkowanych.
Topnik spełnia trzy funkcje:
- usuwa tlenki i inne zanieczyszczenia z lutowanych powierzchni
- zapobiega powstawaniu nowych tlenków podczas lutowania poprzez odcięcie kontaktu z powietrzem
- ułatwia topnienie i zwiększa płynność lutu
Osad i resztki topnika pozostałe po lutowaniu należy usunąć, ponieważ mogą powodować korozję. Wyjątkiem od tej reguły jest bardzo dobrze znany topnik – kalafonia. Do lutowania elementów z mosiądzu wystarcza pasta lutownicza lub kalafonia. Ważne jest aby ilość topnika nie była zbyt mała ani zbyt duża. W pierwszym przypadku topnik nie spełni swojej funkcji a w drugim nadmiar topnika po lutowaniu trzeba będzie usuwać przed malowaniem. Należy pamiętać o konieczności oczyszczania elementów z topnika gdyż pozostałości po topniku będą korodować i niszczyć naszą pracę. Osobiście używam w większości kalafonii z dobrym skutkiem a w sytuacjach większych powierzchni lutowanych używam pasty lutowniczej. Na rynku jest ogromny wybór wszelkich past lutowniczych każdy ma swoje sprawdzone topniki i ciężko jest komuś doradzić jakąś konkretnie. Technologia lutowania tak szybko się zmienia że nie sposób wszystkiego wypróbować. Topniki dzisiaj to wszelkiego rodzaju pasty które nie wymagają już dokładnego oczyszczania jak również w płynie wykorzystywane gównie do elektroniki precyzyjnej BGA czy SMD.
Praktyka
Każde lutowanie zaczynamy od przygotowania elementów które mają być łączone. Powierzchnie należy odtłuścić a najlepiej przemyć acetonem. Następnie przygotujemy sobie stanowisko gdzie bedziemy lutować. W moim przypadku jest to kawałek klocka z drewna oraz imadło modelarskie. W tym przypadku przydaje się tzw. “trzecia ręka”.
Gdy już mamy przygotowane elementy i ustawione tak żeby można było lutować przystępujemy do zasadniczej pracy.W zależności od użytego topnika w przypadku metali kolorowych ja używam kalafonii, należy rozgrzać lutownice i następnie zanurzyć w kalafonii aby się rozpuściła i pokryła cześć grotu. (mokry grot) ( W przypadku użycia pasty za pomocą sztywnego małego pędzelka pokrywam elementy pastą, w miejscach gdzie ma być lutowane.) Następnie mokry grot zbliżamy do elementu i przykładając go rozgrzewamy element i część kalafonii z grota przeniesie się na element lutowany ( ja osobiście kilkukrotnie zanurzam grot lutownicy w kalafonii aby w ten sposób przenieść część kalafonii naa elementy.) w momencie gdy już element się rozgrzeje pobielamy cyną przykładając drut cynowy do elementu i rozgrzewając nadal lutownicą. Gdy kalafonia zacznie parować zobaczymy że nasza powierzchnia pokrywa się srebrzyście czyli że cyna zaczyna przylegać do metalu. Należy zabielić obie części lutowane. Następnie niewielką ilością cyny przykładamy z grotem do elementów aby płynna cyna połączyła oba elementy. Gdy już osiągniemy zamierzony efekt odsuwamy lutownice i chwilę czekamy aby ostygło wszystko. Jeżeli stwierdzimy że spoina łącząca oba detale jest poprawna to możemy już wyłączyć lutownicę. Teraz przystąpimy do oczyszczania naszej spoiny z nadmiaru cyny oraz z kalafonii lub resztek pasty. Osobiście używam pilników iglaków oraz szczoteczki mosiężnej zakładanej do szlifierki Dremel. Z usuwaniem nadmiaru cyny należy ostrożnie podchodzić aby nie osłabić spoiny. Po opiłowaniu, acetonem za pomocą pędzelka wymywam resztki kalafonii. Tak naprawdę są różne techniki lutowania, każdy ma swoje własne metody i sposoby. Trzeba troszkę po praktykować. To najlepsza metoda wypracowania własnej metody lutowania. W niedługim czasie postaram się o jakiś filmik z mojej praktyki lutowania.
Poniżej zamieszczam poradnik jak lutować cyną za pomocą lutownicy gazowej. Mam nadzieje że filmik jest w miarę czytelny
cdn.
