Lut: łatwe i ogniotrwałe produkty do lutowania, ich charakterystyka i temperatury topnienia

Lutowanie jest często używane do łączenia części metalowych. Ten rodzaj przełączania znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach życia codziennego i produkcji. Często prace wykonują rzemieślnicy domowi lub radioamatorzy. Metoda ma znaczenie przy naprawie komputerów, telewizorów, a nawet lodówek. Aby uzyskać wysokiej jakości i szczelne połączenie, wymagane są umiejętności pracy, łatwe i ogniotrwałe luty oraz topniki. Ich wybór zależy od materiału obrabianych elementów.

Podstawowe właściwości

Jako materiały lutownicze stosuje się różne stopy metali. Istnieją jednak związki całkowicie metalowe. Aby złącza były dobrej jakości, lut musi mieć pewne właściwości.

Wszelkie materiały muszą mieć wysoką zwilżalność - zjawisko, w którym siła wiązania między substancjami stałymi i ciekłymi jest wyższa niż w przypadku cieczy. Przy wysokich wartościach płyn rozchodzi się po powierzchni, wypełniając najmniejsze ubytki. Jeśli lut nie zwilża dostatecznie metalu, nie można go używać do lutowania. Na przykład ołów nie jest używany do pracy z miedzią, w przeciwnym razie połączenie będzie niskiej jakości.

Niezależnie od użytego lutu, jego temperatura topnienia powinna być niższa niż łączonych elementów, ale wyższa niż temperatury pracy metalu. Jest to konieczne, aby ten ostatni nie stopił się podczas lutowania.

Istnieją dwa ograniczenia temperatury. Pierwszy to taki, w którym najbardziej niskotopliwe elementy zaczynają się topić podczas procesu lutowania, drugi - gdy cały lut staje się płynny. Przedział między tymi wskaźnikami jest naukowo nazywany przedziałem krystalizacji.

Jeśli punkt połączenia znajduje się w takim zakresie temperatur, lutowanie może szybko zapaść się nawet przy minimalnym obciążeniu. Wynika to z faktu, że połączenie ma dużą wytrzymałość i kruchość. Należy zauważyć, że dopóki lut nie zostanie całkowicie zestalony, nie należy wywierać na niego żadnego wpływu.

Użyte materiały

Często do lutowania używa się cyny z dodatkiem innych składników. Lut może zawierać różne materiały. Na przykład:

• Cyna. Jest to miękki materiał, który topi się w temperaturze +231,9°C. Metal rozpuszcza się w kwasie solnym i siarkowym. Większość kwasów organicznych nie ma na to wpływu. Nie utlenia się w temperaturze pokojowej, ale przy szybkościach poniżej + 18 ° C (szczególnie poniżej -50 ° C) sieć krystaliczna ulega zniszczeniu, w wyniku czego kolor zmienia się na szary.
• Ołów. Jest bardzo często stosowany w lutowiach ze względu na niską temperaturę topnienia. Czysty metal bez zanieczyszczeń jest miękki i łatwy w obróbce. Utlenianie zachodzi tylko na zewnętrznej części, która oddziałuje z powietrzem. Łatwo rozpuszczalny w mediach kwaśnych i zasadowych zawierających materię organiczną i azot.
• Kadm. Popularny w produkcji lutów niskotopliwych w niewielkich ilościach wraz z ołowiem lub bizmutem. Czysty metal jest toksyczny i topi się w temperaturze + 321 ° C. Jest często używany do zapobiegania korozji.
• Bizmut. Jeden z najbardziej niskotopliwych materiałów, topi się w temperaturze +271 ° C, rozpuszcza się w kwasie azotowym i podgrzanym kwasie siarkowym.
• Antymon. Materiał ogniotrwały, topnienie zaczyna się przy +630,5 stopnia. Nie utlenia się tlenem. Bardzo toksyczny, nadaje lutowi połysk.
• Cynk. Kruchy szaro-niebieski metal, topnienie osiąga się w temperaturze +419 ° C. Utlenianie następuje w kontakcie z tlenem. Stosuje się go do lutów, które stosowane są w warunkach dużej wilgotności, zabezpiecza miejsce lutowania filmem tlenkowym, łatwo rozpuszcza się w kwasach.
• Miedź. Jego najwyższa temperatura topnienia to +1083 stopnie. Nie wchodzi w interakcje z powietrzem, ale jego wierzchnia warstwa jest utleniana w wilgotnym środowisku. Często stosowany w produkcji lutów ogniotrwałych.

Odmiany lutowane

Wszystkie rodzaje lutów dzielą się na stopy wysokotopliwe i niskotopliwe. Te ostatnie są poszukiwane w produkcji sprzętu radiowego, lutowaniu elementów elektronicznych, a także przy cynowaniu obwodów radiowych. Topienie odbywa się w temperaturach nie wyższych niż +450 stopni. Materiały te są oparte na cynku, ołowiu, cynie itp.

W elektronice radiowej popularność zyskały produkty, które topią się w tempie poniżej +145 stopni. Stop Wood's lub Rose's jest często używany do ocynowania desek. Praca z nimi odbywa się w temperaturze 70-95 stopni, równomiernie rozprowadzają się na desce zanurzonej we wrzącej wodzie.

Na skalę przemysłową POS jest poszukiwany - lut cynowo-ołowiowy. Jeśli kompozycja zawiera bizmut lub kadm, nazwa zawiera litery B lub K. Cyfra na końcu oznaczenia wskazuje stosunek cyny do ołowiu – im niższa wartość, tym mocniejszy lut. Oznaczenie literą F wskazuje na obecność topnika w kompozycji. W ostatnich latach, ze względu na normy środowiskowe w Europie, coraz częściej stosuje się materiały bezołowiowe.

Najpopularniejsze produkty krajowe i obszar ich zastosowania:

• POS-18 - często używany do cynowania.
• POS-30 - lutowanie stali oraz miedzi i jej stopów.
• POS-50 - produkcja wysokiej jakości lutowania w elektronice.
• POS-90 - cynowanie detali przed zbliżającym się złoceniem lub srebrzeniem. Nie stosuje się do oczyszczania instalacji pracujących w podwyższonych temperaturach.
• POS-40 i POS-60 są najbardziej poszukiwane w elektronice radiowej. Do łączenia mosiądzu i płyt ekranujących używany jest materiał oznaczony 30. Produkty z zawartością topnika służą do montażu elementów radiowych i są produkowane w postaci drutu o grubości 1-3 mm.

Luty ogniotrwałe są stosowane głównie na skalę przemysłową do łączenia metali twardych. Temperatura topnienia - od +450 do +800 stopni. Kompozycja zawiera magnez, miedź, srebro i nikiel. Luty te wyróżniają się dużą wytrzymałością, jednak ze względu na ich wysoką wydajność nie są stosowane w warunkach domowych. Forma uwalniania - wlewki o różnych kształtach.

W produkcji stopów lutowniczych szczególne znaczenie mają wyroby ogniotrwałe zawierające miedź i srebro. Oznakowanie fabryczne - PSR.

Topniki i ich zastosowanie

Jakość i wytrzymałość lutowania, dokładność i równość spoiny zależą bezpośrednio od odpowiednio dobranego topnika. Po podgrzaniu między materiałami a lutem powinna powstać cienka warstwa, która poprawia przyczepność tego ostatniego do metalu. Im niższa szybkość topnienia topnika, tym wyższa jakość pracy. Dodatkowo wartości te powinny być niższe niż wartości lutowia. Obecnie produkowane są dwa rodzaje materiałów:

• Aktywny. Często zawierają kwasy (chlorowodorowy, ortofosforowy). Działają dobrze na tłustych osadach, ale słabe płukanie miejsca połączenia prowadzi z czasem do korozji. Rzadko próbują zażywać narkotyki w życiu codziennym, zwłaszcza w elektronice. Wynika to z faktu, że niszczą tekstolit, a także powodują oparzenia w kontakcie ze skórą. Ponadto opary uwalniane podczas pracy mają toksyczny wpływ na ludzi. Najpopularniejsze topniki to amoniak, kwas fosforowy i boraks.
• Topniki pasywne pomagają usunąć złogi tłuszczu. Wosk i kalafonia są wybitnymi przedstawicielami. Są to organiczne, niekorozyjne substancje potrzebne do lutowania elementów radiowych. Ostatnio wzrosło zapotrzebowanie na stosowanie materiałów oznaczonych jako LTI do przełączania z lutami o niskiej temperaturze topnienia. Ponadto można lutować ołów, żelazo, stal nierdzewną i metale ocynkowane. Kompozycja zawiera alkohol, kalafonię itp. Minus: opary pod wpływem temperatury uwalniają substancje szkodliwe dla zdrowia. Jedynym wyjątkiem jest LTI-120, który nie zawiera niebezpiecznych elementów.

Istnieje wiele różnych rodzajów topników. Najbardziej poszukiwane:

• Sosnowa kalafonia. Najprostszy i najbardziej dostępny widok. Ma niskie wartości prądu upływu, należy do typów pasywnych. Ze względu na swoją popularność jest dostępny w sprzedaży. Znajduje szerokie zastosowanie, rozpuszcza się w mieszaninie alkoholu i gliceryny.
• Kwas ortofosforowy. Jest związkiem aktywnym chemicznie. Stosowany podczas pracy z metalami utlenionymi, stalą niklowaną. Pod koniec pracy konieczne jest oczyszczenie miejsca klejenia roztworem sody. Jest to konieczne, aby zgasić aktywność kwasu i zapobiec korozji metalu.
• Kwas lutowniczy. Potrzebny do lutowania twardego niklu, stali węglowej, miedzi i mosiądzu.
• Tłuszcz lutowniczy. Może być aktywny i neutralny, stosowany do utlenionych pierwiastków z metali żelaznych i nieżelaznych. Neutralny może być używany do pracy z komponentami radiowymi, aktywny nie.
• Bura. Nadaje się do lutowania stali, miedzi i żeliwa w wysokich temperaturach.
• TAGI. Wykonany jest na bazie gliceryny, służy do instalacji radiowej, pod koniec pracy konieczne jest potraktowanie miejsc alkoholem.
• Topniki ZIL. Przeznaczony do pracy ze stalą, mosiądzem, miedzią.
• Topniki aktywne FIM. Nadaje się do utlenionej platyny lub srebra. Kompozycja zawiera kwas fosforowy, dlatego konieczne jest mycie roztworem sody.
• FCS. Lek, który nie zawiera kalafonii. Służy do lutowania elementów radiowych bez dymu.
• Pasta tinolowa to produkt chemiczny przeznaczony do lutowania pistoletem na gorące powietrze.

Rodzaje lutownicy

Lutownica – narzędzie, które służy do lutowania i cynowania, do podgrzewania topnika i elementów, topienia lutu itp. Część robocza urządzenia nazywana jest żądłem, ogrzewanie pochodzi z lampy lutowniczej lub prądu elektrycznego.

Zazwyczaj moc takich narzędzi elektrycznych wynosi 30-40 W, są one przeznaczone do naprawy i instalacji urządzeń elektronicznych. Jednak podczas pracy ze sprzętem półprzewodnikowym produkt ten może powodować niedopuszczalne przegrzanie. Aby zapobiec takim sytuacjom, zaleca się zakup jednostki małej mocy ze wskaźnikami nie większymi niż 15 V. Dostępne są lutownice z okresowym i stałym grzaniem. Te ostatnie są podzielone:

• Elektryczny. Posiadają wbudowany element grzejny, który zasilany jest z gniazdka, akumulatora lub transformatora.
• Gaz. Wyposażony we wbudowany palnik, paliwo dostarczane jest najczęściej z butli ze skroplonym materiałem. Rzadko używane jest zewnętrzne źródło.
• Płynne paliwo. Z założenia są podobne do gazu, ale ogrzewanie jest wytwarzane z płomienia spalania paliwa płynnego.
• Gorące powietrze. Praca odbywa się dzięki strumieniowi gorącego powietrza. Zasada działania przypomina budującą suszarkę do włosów, ale w tym przypadku stosuje się cienki strumień powietrza.
• Podczerwień. Ciepło ze źródła podczerwieni.

Urządzenia z okresowym ogrzewaniem są młotkowe i końcowe. Przedstawione są w formie masywnej końcówki przymocowanej do metalowego uchwytu, którego długość zapewnia bezpieczną pracę. Ogrzewanie odbywa się z zewnętrznych źródeł ciepła.

Ponadto kolejną opcją są jednostki łukowe. Są one ogrzewane łukiem elektrycznym, który jest okresowo uderzany między końcówką a elektrodą węglową.

Istnieją różne rodzaje lutów i topników, które są odpowiednie dla określonych metali. Po zrozumieniu specyfiki przygotowań wybór odpowiedniego materiału nie zajmie dużo czasu i nie spowoduje trudności.