Czym jest lutowanie – podstawowe zasady lutowania

Często zastanawiając się nad tym jaką metodę połączenia wybrać wiele osób decyduje się na spawanie. Głównym argumentem popierającym tę decyzję są względy ekonomiczne. Spawanie jest procesem z reguły tańszym, lecz nie w każdym przypadku możliwym do wykonania.

Alternatywą dla procesu spawania jest lutowanie.

Czym jest lutowanie?

Lutowanie jest to metoda łączenia materiałów zapewniająca połączenie o fizycznej ciągłości, wykonane spoiwem o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia materiałów łączonych. Podczas tego procesu możemy połączyć te same materiały np: miedź z miedzią, stal ze stalą (jak w przypadku spawania), ale także materiały różnoimienne np: miedź z aluminium, stal nierdzewną z mosiądzem, itd.

Do każdego typu połączeń wykorzystuje się odpowiednie spoiwo w zależności od rodzaju materiałów łączonych, szczeliny połączenia i wytrzymałości. Na dobór odpowiedniego materiału mogą mieć wpływ także inne czynniki.

W przeciwieństwie do spawania, lutując możemy osiągnąć inny wygląd spoiny. Zwykle taka spoina jest bardziej estetyczna. Możemy też połączyć małe lub cienkie elementy, których w przypadku spawania nie będziemy w stanie połączyć.

Same luty dzielą się na luty miękkie, o temperaturze topnienia nie przekraczającej 450^OC oraz na luty twarde, o temperaturze topnienia powyżej 450^OC.

Aby proces lutowania przebiegał prawidłowo na powierzchni materiału jaki lutujemy musi zajść proces zwilżania. Warunkiem utworzenia lutowiny jest odpowiednia zwilżalność i rozpływność lutu, czyli zdolność roztopionego lutu do zwilżania materiału lutowanego oraz rozpływania się po tym materiale. Zasadniczą rolę w tym procesie spełnia topnik lutowniczy. Topnik to substancja niemetaliczna, która w procesie lutowania zapewnia wymaganą zwilżalność i rozpływność lutu na materiale lutowanym, przez redukcję tlenków występujących na powierzchniach materiału lutowanego i lutu oraz zapobieganie ponownemu ich utlenianiu się. W niektórych procesach lutowania rolę topnika spełniają odpowiednie atmosfery gazowe lub próżnia, a niekiedy bardzo aktywne odtleniacze zawarte w lucie.

Rys 1. Kropla lutowiny nie zwilża powierzchni – połączenie niemożliwe (kąt przyłożenia θ>90^O)

Rys 2. Kropla lutowiny zwilża powierzchnie – możliwe połączenie (kąt przyłożenia θ<90^O)

Przygotowanie elementów do lutowania powinno uwzględniać:

• zapewnienie czystości metalicznej powierzchni stykowych złącza,

• odpowiedni montaż elementów, połączony niekiedy z naniesieniem lutu i topnika.

Elementy łączone należy bezpośrednio przed lutowaniem dokładnie oczyścić z warstwy tlenków, niemetalicznych powłok ochronnych, tłuszczu i brudu. Przeprowadza się to metodami mechanicznymi (szczotkowanie, piaskowanie, obróbka ścierna) lub chemicznymi (trawienie i odtłuszczanie). Na oczyszczone elementy nakłada się lut i topnik. Lut układany jest przeważnie w postaci odpowiedniej kształtki bezpośrednio w szczelinie lutowniczej lub u jej wylotu. Topnik natomiast w postaci płynu lub pasty rozprowadza się po powierzchniach stykowych złącza oraz bezpośrednio przyległych do nich powierzchniach elementów, a także nakłada się na kształtkę spoiwa.

CZY WIESZ, ŻE?

W przypadku połączeń miedzi z miedzią lutem miedziano-fosforowym nie stosuje się dodatkowo topnika?

Zawarty w spoiwie fosfor działa na miedź jak topnik i bez problemu zwilża powierzchnię i ją odtlenia.

Autor: Rafał Lewandowski, RYWAL-RHC