Lutowanie twarde i miękkie

    W technice łączenia metali mamy dwa rodzaje lutowania: twarde i miękkie.
Lutowanie to innymi słowy sposób spajania stopów z wykorzystaniem spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia, niż elementy łączone. Czyli nie są nadtapiane jak to ma miejsce podczas spawania.
    Z lutowaniem miękkim mamy do czynienia wtedy, kiedy spoiwo ma temperaturę topnienia niższą niż 400 stopni . Do takich spoiw należą:
Spoiwo cyno-ołowiowe LC60
Spoiwo cynowo-miedziowe Sn97Cu3
    Przy lutowaniu twardym spoiwa mają temperaturę topnienia powyżej 650 stopni są to spoiwa:
Lut miedziany LM-60
Lut srebrny LS45
Lut fosforowy LCuP6
Do lutowania służą lutownice transformatorowe, lutownice oporowe, palniki gazowe na propan butan, palniki cyklonowe na propan butan, palniki propan + tlen, palniki acetylen + tlen.
    Przed lutowaniem należy dokładnie oczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów, tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to warunek konieczny do powstania prawidłowego łączenia.
Najpierw elementy czyścimy  mechaniczne, korzystając z skrobaka, włókniny szlifierskiej lub papieru ściernego, potem chemicznie, używając do odtłuszczenia rozpuszczalników acetonowych lub benzyny ekstrakcyjnej. Również do usunięcia siarczków i tlenkow oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, pasty lutowniczej i topników. Wejdź na stronę http://narzedziatechnika.pl/
    Lutowanie miękkie polega na scalaniu metalu za pomocą łatwo topliwego lutu cynowego. Luty mają na ogół postać pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest konieczny do prawidłowego połączenia, chroni powierzchnie przed powstawaniem tlenkowo siarczkowych nalotów i powoduje, że spoiwo bez trudu zwilża powierzchnię. Trzeba dbać, aby nie przegrzewać lutowanych elementów, szczególnie przy lutowaniu palnikiem płomieniowym.
    Tego typu połączenia są, w niewielkim stopniu, odporne mechanicznie, ale świetnie przewodzą prąd i dają gwarancję szczelności. Znajdują zastosowanie w elektryce i elektronice, w instalacjach wodnych i CO.
     Jak w praktyce wygląda lutowanie miękkie np. przewodów elektrycznych:
Z przewodów usuwamy izolację. Jeżeli są to cienkie przewody to stosujemy jako topnik kalafonię, bo pasta lutownicza zawiera w swoim składzie kwas i może po pewnym czasie doprowadzić do korozji przewodów. Nagrzewamy grot i nakładamy cynę tak, aby powstała kropelka i wstrzymujemy nagrzewanie. Zanurzamy grot w paście. Przewody do lutowania skręcamy i pobielamy (połączenia elektryczne), przykładamy do skręconego przewodu grot i włączamy lutownicę.
Temperatura spowoduje, że nadwyżka topnika spłynie na przewód i odtłuści go i usunie tlenki, chwile po tym roztopiona cyna spłynie na przewód i pokryje go w całości.
    Jak tylko cyna spłynie na przewód należy od razu przerwać nagrzewanie i odsunąć grot od przewodu. Unikniemy w ten sposób przegrzania topnika i utlenienia cyny. Pobielone przewody stykamy jeden z drugim, na grot nabieramy odrobinę cyny z topnikiem (patrz wyżej).
Grzejemy połączone przewody, jak tylko cyna na przewodach się roztopi i połączy natychmiast przerywamy nagrzewanie.
    Uwaga pamiętajmy, że przez chwilę cyna jest jeszcze ciekła i tak długo jak nie wystygnie nie można poruszać przewodami.
    W wypadku lutowania nadzwyczaj cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą operację robimy za jednym podejściem. Najpierw skręcamy kabelki następnie lutujemy.
Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, w szczególności, jeżeli stosujemy  pastę lutowniczą.
    Lutowanie twarde na przykładzie pękniętej rurki mosiężnej, lut srebrny.
    Lutowanie powinno się przeprowadzać w dobrze wentylowanych pomieszczeniach. Pomieszczenie nie powinno być za mocno oświetlone, nie widać wówczas koloru nagrzanego metalu.
Do lutowania twardego używamy palników propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, nagrzewanie indukcyjne. Wszystko zależy od wielkości lutowanych elementów i użytego lutu. W opisywanym przykładzie mamy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubość ścianki około 1mm.  Do takiej pracy wystarczy palnik cyklonowy na propan butan techniczny. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.
Lutowanie twarde - przykład:
    Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie. Łączone fragmenty stawiamy na płycie szamotowej, która w śladowym stopniu odbiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i co więcej ogrzewa otoczenie. Dokładnie dopasowujemy łączone powierzchnie. Lut, nie może być za gruby, w naszym przykładzie może mieć średnicę 1,5mm - 2mm. Grzejemy palnikiem elementy do temperatury topnienia topnika. Zwilżamy topnikiem powierzchnie lutowane. Kolor metali zmienia się po zwilżeniu topnikiem. Kontynuujemy grzanie do temperatury roboczej. W zależności od rodzaju lutu może to być 700-950 stopni. O temperaturze najlepiej mówi kolor metalu.
Po osiągnięciu temperatury roboczej dotykamy lut twardy na styku łączenia i czekamy aż się stopi i przeniknie kapilarnie między łączone elementy. W tym momencie przerywamy grzanie.
Resztki topnika zmywamy gorącą wodą.Informacje ze http://wiertlogres.pl/
    Jeśli stosujemy lut mosiężny LM-60 do lutowania stali, to oprócz topnika na drucie można nasypać w miejsce lutowania boraksu.
    Jeżeli stosujemy lut fosforowy do spajania miedzi, to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję)
Reszta to praktyka i jeszcze raz praktyka.
Pozdrawiam