Lutowanie metali – charakterystyka procesu

Lutowanie to metoda trwałego łączenia dwóch elementów metalowych przy zastosowaniu odpowiedniego spoiwa, czyli lutu. Od spawania odróżnia się ono tym, że w jego wyniku łączone elementy pozostają nienaruszone, a sam proces jest odwracalny. Obecnie lutowanie metali stosowane jest głównie w przypadkach elementów, których rozmiary lub struktura uniemożliwiają skuteczne wykonanie połączeń spawanych. Czynność tę z łatwością można wykonać też w warunkach domowych, oczywiście pamiętając o zachowaniu szczególnej ostrożności.

Jak przebiega lutowanie metali?

1. Oczyszczenie powierzchni elementów łączonych

Pierwszą fazą lutowania metali, podobnie jak i innych czynności mających na celu łączenie elementów, powinno być dokładne oczyszczenie i odtłuszczenie łączonych powierzchni. Czynność tę można wykonać przy pomocy szczoteczki, ściereczki itp. Taki zabieg zagwarantuje wysoką wytrzymałość łączenia, zapobiegając wystąpieniu nieoczekiwanych i niepożądanych czynników mogących je osłabić.

2. Nagrzanie elementów łączonych do temperatury topnienia lutu

Kolejnym etapem lutowania jest odpowiednie nagrzanie elementów łączonych. Przed wykonaniem tego zabiegu warto zadbać o to, aby na powierzchni elementu znalazło się nieco topnika (np. pasty lutowniczej), który zapobiegnie utlenianiu się metalu.

3. Roztopienie lutu i połączenie elementów

W tej fazie lutowania należy zachować szczególną ostrożność. Roztopiony lut najlepiej delikatnie wprowadzić między łączone elementy, starannie dobierając jego ilość i unikając z nim kontaktu.

4. Zjawisko płytkiej dyfuzji i adhezji

W tym etapie dochodzi do łączenia się ze sobą lutu oraz powierzchni elementów. Spoiwo wnika w szczeliny, tworząc trwałe połączenie.

5. Skrzepnięcie lutowiny i usunięcie jej pozostałości

Ostatnią fazą lutowania jest skrzepnięcie lutowiny. Kiedy już to nastąpi, warto zadbać o to, aby jej pozostałości zostały skutecznie usunięte. Tutaj najlepiej sprawdzi się papier ścierny (o odpowiedniej twardości) lub pilnik.

Rodzaje lutowania metali

Specjaliści wyróżniają dwa rodzaje lutowania metali. Pierwszy z nich, czyli lutowanie miękkie, przebiega w temperaturze od 3 do 450 oC. Stosowany jest on głównie w elektronice. Drugi — lutowanie twarde — zachodzi w temperaturze od 450 do 2000 oC. Ten proces wykorzystywany jest przede wszystkim do łączenia stali węglowych, srebra, złota itp.

Najczęściej używane luty

Dobór lutu zależy od sposobu lutowania. W przypadku lutowania miękkiego najczęściej używa się stopów cyny, np. ze srebrem, miedzią lub bizmutem. Kiedyś ogromną popularnością cieszył się ołów, jednak w 2006 r. jego używanie zostało zakazane.

Do lutowania twardego używane są inne, bardziej specjalistyczne rodzaje lutów. Mogą to być: spoiwa palladowe (do stopów srebra i miedzi), kobaltowe (do stopów kobaltu i niklu), miedziowo-fosforowe (do stopów miedzi), srebrne (do stali i stopów miedzi), złote (do żarowytrzymałych stopów niklu, molibdenu) itd.

Wybór używanych lutów — zarówno w lutowaniu miękkim, jak i twardym — uzależniony jest, rzecz jasna, od materiału, z którego wykonane są łączone elementy.

 

Dowiedz się więcej na temat lutowania i spawania metali.