Przejdź do następnych akapitów:

Co to jest lutowanie?
Lutowanie – rodzaje
Lutowanie miękkie – gdzie się sprawdzi?
Lutowanie twarde – gdzie się je stosuje?
Lutowanie – podsumowanie informacji

Co to jest lutowanie?
Lutowanie to jeden z najpopularniejszych sposobów na połączenie dwóch elementów metalowych. Prawidłowo przeprowadzony proces gwarantuje stabilność, trwałość i estetykę. Jednocześnie wykonanie lutowania jest stosunkowo proste – wystarczy do tego niewielkie i łatwe w obsłudze urządzenie zwane lutownicą oraz garść informacji na temat spektrum jej zastosowania i podstawowych zasad związanych z obróbką metali.

Na czym właściwie polega lutowanie? To proces, w wyniku którego dwie metalowe części zostają połączone spoiwem, które nazywamy lutem albo lutowiem. Materiał spajający również ma fizykochemiczne właściwości pierwiastków z grupy metali. Dzięki temu po zakończeniu pracy spoina wygląda jednorodnie, choć jest oczywiście widoczna gołym okiem – przypomina bliznowate zgrubienie w miejscu, gdzie złączyły się krawędzie elementów.

W odróżnieniu od spawania, które jest równie popularną techniką obróbki metali, lutowanie nie narusza struktury elementów przeznaczonych do połączenia za pomocą lutu. Proces odbywa się w takiej temperaturze, która nie grozi nadtopieniem lub uszkodzeniem tych części. Jednocześnie temperatura wytwarzana przez lutownicę musi być na tyle duża, by w pełni uplastycznić spoiwo. W kluczowym momencie procesu wszystkie elementy (zarówno lutowie, jak i łączone części) powinny osiągnąć tak zwaną temperaturę lutowania – czyli nieco więcej, niż potrzeba do stopienia lutu, a zarazem wciąż za mało, by naruszyć elementy przeznaczone do połączenia.

Od strony fizykochemicznej proces lutowania opiera się na zjawiskach dyfuzji oraz adhezji. Stopione lutowie wnika w szczelinę pomiędzy łączonymi częściami, a niewielkie cząsteczki dostają się do niewidocznych gołym okiem porów na ich powierzchni. Pomiędzy spoiwem a elementami musi powstać wiązanie metaliczne, dlatego tak ważne jest odpowiednie oczyszczenie części z powierzchniowej warstwy tlenków przed przystąpieniem do lutowania. W tym celu dodatkowo stosuje się specjalny topnik lutowniczy, który powinien być nałożony razem z lutowiem lub bezpośrednio przed nim.

Jak już wspomnieliśmy, podstawowym urządzeniem służącym do przeprowadzenia tego procesu jest lutownica, jednak zdarza się również, że doświadczeni majsterkowicze stosują w tym celu palnik. Lutownica zdaje się jednak znacznie bardziej precyzyjna i bezpieczna w użytkowaniu. Niezależnie od tego, na który sprzęt się zdecydujesz, najważniejszą rolę gra możliwość ustawienia optymalnej temperatury – to kluczowy warunek, który pozwoli na osiągnięcie zaplanowanego efektu. O czym jeszcze warto pamiętać? Przeczytaj więcej o zasadach skutecznego lutowania.

Podsumowując, oto uschematyzowany przebieg procesu lutowania:

oczyszczenie powierzchni elementów przeznaczonych do połączenia,
nagrzewanie elementów do temperatury przekraczającej temperaturę topnienia lutu o 30-50 °C i jednoczesne nałożenie topnika oraz lutu na krawędzie, które mają być połączone,
odczekanie, aż zadziała dyfuzja i wzajemna adhezja,
ochłodzenie spoiwa do momentu skrzepnięcia.
Lutowanie – rodzaje
Powyższe informacje z pewnością pomogły Ci zrozumieć, co to jest lutowanie i na czym polega ogólny przebieg tego procesu. Pora wniknąć głębiej w meandry specjalistycznej wiedzy na ten temat! W tej części skoncentrujemy się na tym, jakie są rodzaje lutowania. Wyjaśnimy sobie również to, z czego wynika taki, a nie inny podział.

Na jakie sposoby może przebiegać lutowanie? Rodzaje i warianty tego procesu są liczne, my jednak skupimy się na tych, które są dla nas dostępne i funkcjonalne. Odrzucamy zatem skomplikowane metody lutowania przemysłowego po to, by poświęcić całą uwagę praktycznym sposobom, które można wykorzystać we własnym domu.

Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje lutowania:

lutowanie miękkie – przy temperaturze poniżej 450 °C,
lutowanie twarde – w temperaturze wyższej niż 450 °C.
Tak zwane miękkie i twarde metody lutowania nie różnią się zasadniczo pod względem ogólnego przebiegu całego procesu. Różnica opiera się głównie na temperaturze, w której przeprowadzane są prace. Jednak z tym łączy się zagadnienie doboru lutowia.

Jak już wcześniej wspominaliśmy, dobór temperatury lutowania jest ściśle uzależniony od temperatury topnienia spoiwa – dodatkowym warunkiem jest brak zagrożenia dla łączonych części. Optymalna temperatura, która pozwala na prawidłowe przeprowadzenie lutowania, jest o 30-50 °C wyższa od temperatury topnienia lutu.

W ten sposób widoczny jest związek pomiędzy rodzajem lutowania a topliwością lutowia – lutowanie miękkie odbywa się przy zastosowaniu spoiwa o maksymalnej temperaturze topnienia około 400 °C, natomiast do lutowania twardego używa się metali średniotopliwych. Istotna jest także wrażliwość termiczna materiałów przeznaczonych do połączenia – lutowanie miękkie można zastosować do delikatniejszych metali, z kolei lutowanie twarde to dobra opcja dla wytrzymałych części.

Lutowanie miękkie – gdzie się sprawdzi?
Miękka metoda lutowania należy do często wykonywanych prac w gospodarstwie domowym. Prosty przebieg procesu w stosunkowo niskiej temperaturze nie sprawia trudności – to zadanie łatwo wykonasz samodzielnie przy pomocy najprostszej lutownicy.

Z jakich metali składa się lut miękki? Zazwyczaj spoiwo to stop, którego topliwość mieści się w zakresie 183-280 °C. Szczegółowy skład lutowia miękkiego jest ściśle określony przez normę DIN EN 29453. Najczęściej spotykanym podstawowym komponentem stopu jest cyna – wraz z nią występują inne metale o podobnej temperaturze topnienia, na przykład kadm, antymon lub bizmut. W mieszance mogą znajdować się śladowe ilości trujących pierwiastków, takich jak ołów i rtęć, jednak producenci lutów coraz częściej rezygnują z ich dodawania i decydują się na wydawanie produktów przyjaznych dla zdrowia i otoczenia. Gotowe luty miękkie występują w różnych formach, na przykład jako druciki, pałeczki, płytki lub nawet w proszku.

Lut miękki to dobry sposób na połączenie elementów wykonanych ze stali, miedzi, cynku i mosiądzu. Poradzi sobie również z częściami wykonanymi ze stopów wymienionych metali, zapewniając dokładne i jednorodne spojenie.

Do jakich prac posłuży Ci lutowanie miękkie?

łączenie układów elektronicznych,
łączenie przewodów elektrycznych,
obróbka blacharska i uszczelnianie dachu oraz rynien,
naprawa rurociągów.
Lutowanie twarde – gdzie się je stosuje?
W odróżnieniu od miękkiego lutowania metoda twarda może wymagać profesjonalnych narzędzi i doświadczenia w fachu. Praca w bardzo wysokiej temperaturze bywa niebezpieczna. O ile luty nieznacznie przekraczające 450 °C wykonasz samodzielnie, niektóre metale wymagają nawet cztero- lub pięciokrotnie większej temperatury do prawidłowego przeprowadzenia lutowania. W tych skrajnych przypadkach mówimy już o lutowaniu przemysłowym, do którego nie wystarczy zwykła domowa lutownica – zamiast niej specjaliści stosują palnik acetylenowo-tlenowy, lampę lutowniczą lub ognisko kowalskie. Alternatywną możliwością jest lutowanie indukcyjne z wykorzystaniem prądu elektrycznego.

Do najpopularniejszych lutów twardych należą mieszanki srebra, przy pomocy których można połączyć większość metali (oprócz magnezu i aluminium). Z kolei luty miedziano-fosforowe sprawdzają się do łączenia elementów z miedzi, mosiądzu lub brązu. Do lutowania stali nierdzewnej wykorzystasz spoiwo niklowe, natomiast przy pomocy miedzianego połączysz części z różnego rodzaju stali, niklu i stopów mosiądzu z cyną.

Lutowanie twarde znajduje zastosowanie przede wszystkim w łączeniu miedzianych rur, ale również w wielu gałęziach przemysłu – na przykład w chłodnictwie i motoryzacji.

Lutowanie – podsumowanie informacji
Lutowanie jest niezwykle popularną metodą obróbki metali ze względu na swoje liczne zalety. Proces można przeprowadzić w takiej temperaturze, by nie naruszyć zespajanych elementów. Miejsce łączenia jest jednorodne i wygląda estetycznie. Do wyboru masz liczne luty miękkie i twarde o różnych właściwościach – odpowiednio dobrane do obrabianego metalu spoiwo zagwarantuje prawidłowe oraz skuteczne lutowanie. Nowoczesna technologia lutowania jest w stanie obsłużyć niemal wszystkie rodzaje metali czystych i stopów. Wytrzymałość połączenia lutowiem jest bardzo wysoka, zwłaszcza w przypadku metody twardej.

Do czego lutownica może przydać się akurat w Twoim domu? Do najczęstszych zastosowań należy między innymi spajanie rur. Lutowanie pozwoli Ci uzyskać trwałą instalację, która nie przecieka. W razie awarii wodociągu i ryzyka zalania od razu przystąpisz do wymiany pękniętego lub wadliwego elementu. Lutownica posłuży Ci także do blaszanej obróbki dachu oraz rynien – w ten sposób zadbasz o szczelność pokrycia i wzmocnisz je przed nadejściem letnich ulew i burz. Jeżeli podczas silnej wichury lub gradu rynna doznała uszkodzenia – samodzielnie wymienisz uszkodzoną część w ciągu zaledwie kilku chwil, nie czekając na usługodawcę, który w przypadku szkód masowych może nie mieć czasu na kolejne zlecenie.

Choć przebieg lutowania jest w gruncie rzeczy prosty, wymaga odpowiedniego przygotowania merytorycznego i technicznego. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, byś zdobył tę wiedzę i samodzielnie wykonywał wiele prac naprawczych w swoim domu. Zakup lutownicy to jednorazowa i nieduża inwestycja, dzięki której zabłyśniesz zaradnością, a Twoi domownicy z pewnością docenią oferowaną przez Ciebie pomoc. Zamiast przy każdej drobnej usterce wzywać fachowca, większość drobnych napraw i ulepszeń wykonasz własnoręcznie, a zaoszczędzone pieniądze przeznaczysz na coś, co sprawi radość Tobie i Twojej rodzinie.

Data publikacji: 08.07.2019