
Lutowanie twarde i miękkie jest wykorzystywane nie tylko w przemyśle, ale i w wielu prostych, domowych usterkach. Ze względu na specyfikę lutowanych elementów możemy wyróżnić dwa rodzaje lutowania. Na czym one polegają, gdzie się je stosuje i jak wykonać lutowanie? Odpowiadamy w naszym artykule.
Czym jest lutowanie?
Proces lutowania polega na łączeniu elementów metalowych z użyciem spoiw lutowniczych, zwanych także lutem lub lutowiem. Lutowanie opiera się na zasadzie adhezji i dyfuzji, co oznacza, że rozgrzany lut przywiera do powierzchni metalu i tworzy trwałe połączenie, wnikając w mikroskopijne nierówności powierzchni. Do tego procesu potrzebna jest lutownica, która nagrzewa lut do temperatury, w której ulega on stopieniu, umożliwiając jego rozprowadzenie na metalowych częściach.
Lutowanie odbywa się zazwyczaj w stosunkowo niskiej temperaturze w porównaniu do spawania, co pozwala na łączenie delikatniejszych elementów bez ryzyka ich deformacji. Dodatkowo, do procesu często stosuje się topnik, który oczyszcza powierzchnię metalu, usuwając tlenki i poprawiając przyczepność lutu, co wpływa na jakość i wytrzymałość połączenia.
Łączenie metali metodą lutowania i spawania
Obydwie metody mają na celu solidne połączenie metali. Jednak różnią się od siebie techniką, używanym sprzętem i metodą.
Spawanie narusza strukturę metalu. Do tej metody używa się spawarki, która działając wysoką temperaturą, stapia metale ze sobą. Podczas spawania nie używa się żadnego spoiwa. Natomiast lutowanie łączy metale ze sobą za pomocą lutu, który nie narusza struktury elementów. Warto również wspomnieć o lutowaniu twardym, które wykorzystuje luty twarde topniejące w temperaturze powyżej 450 °C, aż do 2000 °C. Lutowania twardego używa się do bardziej wymagających zastosowań, gdzie konieczne jest użycie lutów twardych o wysokiej temperaturze topnienia oraz odpowiednich topników dla zapewnienia jakości połączeń lutowniczych.
Zobacz jakie istnieją rodzaje spawania, które mogą pomóc Ci osiągnąć oczekiwany rezultat. Pamiętaj, że do takich działań konieczne jest zabezpieczenie się. Musisz posiadać odpowiednie maski spawalnicze.
- Zaufaj profesjonalistom
Interesują Cię elektronarzędzia z naszej oferty?Lutowanie miękkie i twarde - jakie są między nimi różnice?
Ze względu na różną temperaturę topnienia lutu wyróżniamy dwa rodzaje lutowania.
Lutowanie miękkie
Do prawidłowego przeprowadzenia lutowania miękkiego konieczne jest nieużywanie temperatury wyższej niż 450 stopni Celsjusza. Jest to odpowiednia temperatura do lutowania obrabianego metalu, ponieważ musi być ona wyższa o 30-50°C od temperatury topnienia lutu (np. 400°C). Lutowanie miękkie używa się do procesu lutowania stali, mosiądzu, miedzi, cynku i ich stopów.
Doświadczeni majsterkowicze używają tej metody lutowania do łączenia elektroniki, ponieważ lutowanie miękkie odbywa się w obecności lutu miedziano-cynowego lub cynowo-ołowianego, który jest podawany w postaci drutu, proszku, bądź pałeczek. Spoiwa te bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny. Każdy skład jest oznaczany normą DIN EN 29453. Powszechnie używa się spoiwa, które w swoim składzie posiadają bizmut, kadm, antymon, cynę czy mniejsze ilości np. rtęci czy ołowiu. Wszystkie z nich to metale o podobnej temperaturze topnienia. Poza tym lutowanie miękkie jest wykorzystywane przy pracy z instalacjami wodnymi itp., gdzie nie praca nie przebiega w temperaturze wyższej niż 110°C.
[product category_id="221" limit="10" slider="true" onlyAvailable="true"]
Lutowanie twarde
Proces lutowania przebiega, gdy temperatura topnienia spoiwa wynosi więcej niż 450°C. Do niego używa się luty twarde, do których należą luty miedziane, mieszanki srebra czy różne rodzaje stopów mosiądzu lub spoiwo niklowe. Posiadają one bardzo wysoką odporność na uszkodzenia mechaniczne, rozciąganie i temperaturę wyższą niż 100 stopni. Dlatego nie ma obaw, że nagrzane części mogą się rozerwać. Głównie do lutowania trzeba używać lutownicy, jednak lutowanie indukcyjne jest także używane.
Poza tym do lutowania twardego możemy prowadzić za pomocą palników propan-butan, acetylenowo-tlenowych oraz lamp lutowniczych. Tymi metodami możemy wykonać trwałe połączenie wytrzymałych części lub elementów wykonanych z płytek węglików spiekanych, stali węglowych, złota, srebra, miedzi, mosiądzu, stali chromowej czy niklowej. Lutowanie twarde jest głównie wykorzystywane do łączenia dwóch elementów metalowych instalacji chłodniczych czy klimatyzacyjnych. Jest także używane w lutowaniu przemysłowym na dużą skalę, gdzie odpowiednie topniki są w lutowaniu twardym niezbędne do rozpuszczania tlenków oraz poprawy wydajności lutowania, zabezpieczając jednocześnie miejsce lutowane przed utlenieniem.
Lutowanie rur miedzianych
Lutowanie rur miedzianych to proces, który wymaga specjalistycznych narzędzi i wiedzy. Rurki miedziane są często używane w instalacjach wodnych i gazowych, gdzie trwałość i wytrzymałość połączeń są kluczowe. Lutowanie twarde jest preferowaną metodą łączenia rur miedzianych, ponieważ zapewnia solidne i niezawodne połączenia, które są odporne na wysokie temperatury i ciśnienie. Dzięki temu lutowanie rur miedzianych jest nie tylko skuteczne, ale także bezpieczne.
Gdzie wykorzystuje się lutowanie rur miedzianych?
Lutowanie wykorzystuje się w różnych gałęziach przemysłu lub obróbki blacharskiej do:
-
naprawy rurociągów,
-
łączenia przewodów elektrycznych lub większych układów elektronicznych,
-
naprawiania systemów grzewczych,
-
mniejszych prac domowych.
Jak lutować rury miedziane?
Aby lutować rury miedziane, należy wykonać następujące kroki:
-
Przygotowanie rurek miedzianych do lutowania - upewnij się, że rurki są czyste i wolne od zanieczyszczeń. Użyj włóknin szlifierskich, aby usunąć wszelkie resztki kleju, smarów czy zabrudzeń.
-
Wybór odpowiedniego topika i spoiwa - wybierz topik i spoiwo odpowiednie do lutowania twardego miedzi. Topiki zwiększają zdolność lutu do tworzenia mocnych połączeń.
-
Rozgrzanie rurek miedzianych do temperatury powyżej 400°C - użyj palnika do lutowania, aby równomiernie rozgrzać rurki miedziane. Uważaj, aby nie przegrzać materiału.
-
Zastosowanie topika i spoiwa - nałóż topik na miejsce łączenia, a następnie wprowadź spoiwo, które wypełni szczelinę lutowniczą.
-
Połączenie rurek miedzianych - połącz rurki, upewniając się, że spoiwo równomiernie wypełnia szczelinę i tworzy mocne połączenie.
Narzędzia i materiały do lutowania
Lutowanie wymaga odpowiednich narzędzi i materiałów, które różnią się w zależności od rodzaju lutowania: twardego lub miękkiego. Do lutowania miękkiego, które odbywa się w niższych temperaturach, potrzebne są lutownica lub palnik o mniejszej mocy, cyna lub spoiwo bezołowiowe oraz topnik (najczęściej w postaci kalafonii, które ułatwia rozprowadzenie lutu i zapobiega utlenianiu powierzchni).
W przypadku lutowania twardego, w którym temperatura topnienia spoiwa wynosi ponad 450°C, stosuje się palniki gazowe o większej mocy, często tlenowo-acetylenowe, a jako spoiwa wykorzystuje się luty miedziane, mosiężne lub srebrne. Topnik w lutowaniu twardym powinien mieć wysoką odporność na temperaturę – popularne są topniki boraksowe, które skutecznie chronią powierzchnie łączonych elementów. Obie metody wymagają też odpowiedniego przygotowania powierzchni, czyli jej oczyszczenia i odtłuszczenia, aby uzyskać trwałe, estetyczne połączenie.
Lutowanie miękkie i twarde - podsumowanie
Ze względu na różny proces lutowania i rodzaj używanego spoiwa wyróżniamy lutowanie twarde i lutowanie miękkie. Lutowanie miękkie używa się głównie do elektronicznych układów i przewodów. Lutowanie twarde wykorzystuje się natomiast do naprawy rur, systemów grzewczych czy przy obróbce blacharskiej. Metalowe elementy są łączone za pomocą spoiwa. Jest to proces polegający na powstaniu wiązania chemicznego. Do tego procesu należy użyć lutownicy lub innych narzędzi w zależności od wybranej metody.