Lutowanie: miękkie i twarde lutowanie
Metoda zespolenia bez topienia materiału bazowego
Wstęp
W spawaniu topi się sam materiał podstawowy i mieszają się razem. W lutowaniu topi się tylko materiał dodatkowy — lutowina — podczas gdy materiał podstawowy pozostaje stały. Tworzy to połączenie, które opiera się na tym, że roztopiona lutowina przenika między dwa obiekty przez kapilarność i twardnieje tam. Metoda ta jest znacznie starsza niż elektryczne spawanie i wciąż jest szeroko stosowana dzisiaj, między innymi w instalacjach rurowych, elektronice i delikatniejszych pracach metalowych.
Co określa, czy lutowisko jest miękkie czy twarde
Rozróżnienie między lutowaniem miękkim a twardym przechodzi na temperaturę topnienia metalu lutującego. Przy lutowaniu miękkim lut topnieje przy temperaturze roboczej poniżej 450 stopni, podczas gdy lutowanie twarde odbywa się w temperaturach powyżej 450 stopni, zwykle do około 1000 stopni, w zależności od stopu lutowniczego. Różnica w temperaturze daje również różne właściwości w gotowym połączeniu.
| Spajanie miękkie | Lutowanie twarde | |
|---|---|---|
| Temperatura | Under 450 °C | Powyżej 450 °C, typowo do około 1000 °C |
| Wytrzymałość | Niższa wytrzymałość mechaniczna | Znacznie wyższa wytrzymałość |
| Typowe zastosowanie | Elektronika, połączenia rurowe z niskimi wymaganiami | Połączenia konstrukcyjne, narzędzia, systemy rurkowe z wyższymi wymaganiami |
Kiedy wybiera się lutowanie zamiast spawania
Lutowanie jest szczególnie przydatne, gdy trzeba łączyć różne metale, które nie łatwo się spawają razem, gdy część jest tak cienka lub wrażliwa na ciepło, że spawanie by ją zniekształciło lub uszkodzić, lub gdy chce się połączenia z ładnym, gładkim przejściem bez obróbki. W zamian lutowane połączenie zazwyczaj wytrzymuje mniejsze obciążenie mechaniczne niż spawane połączenie z tego samego materiału, i jest bardziej wrażliwe na temperaturę, ponieważ lut ponownie może się topić, jeśli część zostanie później narażona na wystarczającą ilość ciepła.
Przygotowanie powierzchni
Podobnie jak przy spawaniu, czysta powierzchnia jest kluczowa. Tłuszcz, tlenek i brud uniemożliwiają lutowi zwilżenie i połączenie się z materiałem podstawowym. Dlatego powierzchnie fugowania są czyszczone mechanicznie lub chemicznie, a często stosuje się topnik, który rozpuszcza pozostałe warstwy tlenku podczas podgrzewania i zapobiega tworzeniu się nowych tlenków, podczas gdy luz się rozpuszcza.
Miękkie lutowanie w praktyce
Rozpowszechnioną formą twardego lutowania w warsztacie jest lutowanie przez uderzenie z płomieniem gazowym, gdzie kowal równomiernie ogrzewa wyrób, aż lut wpłynie w szczelinę poprzez działanie kapilarności. Technika wymaga, aby temperatura była sterowana tak, aby materiał podstawowy był wystarczająco gorący, aby lut zwilżył się i wszedł, bez aby sam wyrób topił się lub się nie deformował.