Lutowanie jest techniką łączenia dwóch metalowych elementów przez tworzenie ciągłego połączenia. Proces ten wymaga zastosowania metalowego spoiwa, które zostaje stopione za pomocą lutownicy lub palnika. Lutowanie może być stosowane do obróbki wielu materiałów. Wytrzymałość lutowanego połączenia zależy twardości lutu.
Czym jest lutowanie
Proces lutowania umożliwia połączenie dwóch metalowych części za pomocą metalowego spoiwa. Zatem występują w nim trzy elementy. Inaczej dzieje się w przypadku procesu spawania, w którym tworzą się połączenia atomowe bezpośrednio między dwoma łączonymi elementami bez udziału dodatkowego metalu.
Przy wykonywaniu lutowania nie używa się części ruchomych (śruby, nity) do tworzenia połączenia. Jest więc zarezerwowane do połączeń stałych. Tylko metal spoiwa się topi i dochodzi w nim do zmian na poziomie atomów. Oba łączone elementy nie ulegają żadnym zmianom.
Proces lutowania wykorzystuje zjawisko kapilarności, które polega na wnikaniu spoiwa między ścianki lutowanych elementów. Jest to szczególnie przydatne do łączenia wsuwanych w siebie rur.
Wybór metalu spoiwa
Metal spoiwa musi być inny niż metal, z którego są wykonane łączone elementy. Jego temperatura topnienia musi być niższa od temperatury topnienia lutowanych elementów, które mogą być wykonane z różnych metali. Właśnie dlatego temperatura lutowania jest niższa niż spawania, w którym muszą być stopione oba łączone elementy.
W związku z tym spoiwo trzeba dobrać do właściwości łączonych elementów.
Lut miękki a lut twardy
Jak już wiadomo, materiały przeznaczone do lutowania muszą mieć wyższą temperaturę topnienia niż spoiwo. Do wyboru mamy lut miękki i lut twardy.
Lut miękki wymaga temperatury od 180°C do 400°C. Jest stosowany do spoiwa z cyny, ołowiu i cynku. Ma zastosowanie do połączeń, które nie wymagają dużej wytrzymałości, czyli takich, które nie są poddawane naprężeniom mechanicznym (drgania, rozszerzanie, ciśnienie).
Jeśli potrzebna jest większa wytrzymałość, trzeba zastosować lut twardy. W takim przypadku jako spoiwa lepiej użyć miedzi, srebra lub aluminium. Aby stopić te metale potrzebna jest temperatura od 600°C do 900°C. Uzyskany lut ma dużo większą wytrzymałość mechaniczną.
Do lutowania miedzi stosuje się cynę i ołów lub cynę i srebro. Uwaga! Niezależnie od tego, czy łączona jest miedź, stal czy inne metale, obwiązuje zakaz używania ołowiu w instalacjach wodociągowych. Ponadto nie należy stosować lutowania do instalacji gazowych.
Stosowanie płynu lutowniczego
840 Topnik do lutowania cynowego
Często potrzebne jest zastosowanie płynu lutowniczego (topnika), który rozpuści tlenki powstałe w wyniku lutowania. Do zalet topnika należy też nawilżanie, które poprawia szybkość i jakość lutowania.
Płyn lutowniczy zawiera kwas solny, stearynę, chlorek cynku czy fluorki. Stosuje się go przez wprowadzenie w środek lutu.
Sprzęt lutowniczy
Do lutowania można użyć różnego rodzaju sprzętu. Ponieważ wymagana temperatura jest niższa niż w przypadku spawania, wystarczy mieć lampę lutowniczą lub palnik na butan lub propan. Oba narzędzia wytwarzają płomień. Do lutowania można też wykorzystać lutownicę elektryczną lub zestaw spawalniczy.