czwartek, 30 lipca 2015

Lutowanie twarde i miękkie

      W technice łączenia metali wyróżniamy dwa rodzaje lutowania twarde i miękkie.
Lutowanie to innymi słowy sposób zespalania stopów z użyciem spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia niż elementy 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
Natomiast w lutowaniu twardym stosujemy spoiwa o temperaturze topnienia powyżej 650 stopni np.:
  • Lut miedziany LM-60
  • Lut srebrny LS45
  • Lut fosforowy LCuP6
      Urządzeniami do lutowania są lutownice transformatorowe, lutownice oporowe, palniki gazowe na propan butan, palniki cyklonowe na propan butan, palniki propan + tlen, palniki acetylen + tlen. więcej dowiesz się na

      Przed lutowaniem należy dokładnie wyczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów, tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to warunek konieczny do powstania poprawnego łączenia.
Powierzchnie czyścimy najpierw:http://wiertlogres.pl/
  • Mechaniczne- używając noża, włókniny szlifierskiej lub gąbki ściernej.
  • Chemicznie- używając do odtłuszczenia denaturatu lub benzyny ekstrakcyjnej.
  • Chemicznie- używając do usunięcia siarczków i tlenków oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, kalafonii i topników.
      Lutowanie miękkie polega na scalaniu elementów za pomocą łatwo topliwego lutu cynowego. Luty mają najczęściej postać pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest konieczny do prawidłowego połączenia, ochrania powierzchnie przed powstawaniem tlenkowo siarczkowych nalotów i powoduje, że spoiwo łatwo zwilża powierzchnię. Należy dbać, aby nie przegrzewać lutowanych powierzchni, przede wszystkim przy lutowaniu otwartym płomieniem.
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 jako topnik 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 wstrzymujemy nagrzewanie. Zanurzamy jeszcze ciepły grot z cyną w kalafonii. Druty do lutowania zwijamy i pobielamy (połączenia elektryczne), przykładamy do skręconego przewodu grot i włączamy lutownicę. zajrzyj również na http://sklepdremel.pl/
      Temperatura sprawi, 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 spłynie na przewód należy od razu przerwać nagrzewanie i odsunąć grot od przewodu. Unikniemy w ten sposób spalenia topnika i utlenienia lutu cynowego. 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 nadal ciekła i dopóki nie wystygnie nie można poruszać przewodami.
      W przypadku lutowania bardzo cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą operację wykonujemy w jednym podejściu. Najpierw skręcamy przewody następnie lutujemy.
      Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, w szczególności, jeżeli korzystamy z pasty lutowniczej.

      Lutowanie twarde na przykładzie pękniętej rurki mosiężnej, lutem srebrnym 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 stosujemy palniki propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, ogniwa indukcyjne. Wszystko zależy od wielkości lutowanych przedmiotów i użytego lutu. W opisywanym przykładzie lutujemy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubości ścianki około 1mm . Do takiej pracy wystarczy palnik cyklonowy na propan butan techniczny. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.
 Proces lutowania:
      Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie. Łączone elementy kładziemy na płycie szamotowej, która w śladowym stopniu zabiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i dodatkowo ogrzewa otoczenie. Dokładnie dopasowujemy łączone powierzchnie. Lut, nie powinien 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 powinien się zmienić po zwilżeniu topnikiem. Dalej kontynuujemy nagrzewanie do temperatury roboczej. W zależności od rodzaju lutu może to być 700-950 stopni. Temperaturę pokazuje 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 nagrzewanie.
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.
      Jeżeli stosujemy lut fosforowy do spajania miedzi, to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję)
Reszta to praktyka i jeszcze raz praktyka.
Pozdrawiam