Jak lutować w domu?

Podczas montażu różnych urządzeń elektrotechnicznych i radiowych popularne jest lutowanie. Zapewnia łączenie elektrycznie przewodzące przewodów miedzianych i innych wyrobów miedzianych ze sobą, z elementami obwodów elektrycznych i innymi częściami metalowymi wykonanymi z czystej miedzi i stopów miedzi oraz lutowaniem aluminium. Lutowanie jest proste, bardzo elastyczne i pozwala na niską rezystancję styku łączonych elementów.

Istotą technologii lutowania jest podgrzanie strefy styku z późniejszym wypełnieniem lutem topliwym z ciekłego metalu. Po schłodzeniu stop zapewnia kontakt elektryczny. Przed lutowaniem drutów zwykle konieczna jest dodatkowa obróbka łączonych powierzchni (najczęściej tzw. cynowanie drutów), co gwarantuje długotrwałą stabilność.

W przypadku braku wibracji i obciążeń udarowych dla małych części uzyskuje się dobrą wytrzymałość wiązania. We wszystkich innych przypadkach są lutowane z dodatkowym mocowaniem.

Co może być potrzebne do lutowania?

Lutowanie wymaga źródła ciepła. Możesz lutować za pomocą otwartego płomienia, spirali elektrycznej, a także wiązki laserowej. Ten ostatni pozwala na lutowanie nawet czystego metalu. Domy używają głównie lutownicy elektrycznej. Przeznaczony jest do:

• instalacja i naprawa różnych obwodów elektronicznych;
• projektowanie i naprawa sprzętu elektrycznego;
• cynowanie warstwą lutowia różnych wyrobów metalowych.

lutownica

Lutownica ręczną lutownicą, która służy do:

• rozgrzewanie podłączonych komponentów;
• podgrzewanie lutowia, aż zmieni się w stan ciekły;
• nakładanie płynnego lutowia na łączone elementy.

Lutownica pokazana na rysunku 1 zawiera:

• spiralna grzałka z drutu nichromowego izolowana folią mikową lub włóknem szklanym;
• żądło miedzi, które znajduje się wewnątrz spirali;
• plastikowy lub drewniany uchwyt;
• obudowa do umieszczenia grotu i spirali lutownicy.

Rysunek 1. 100-watowa lutownica z plastikowym uchwytem i trójbiegunową wtyczką

Podłączenie do sieci elektrycznej wykonuje się przewodem o długości ok. 1 m, który wychodzi z tyłu rękojeści przez ogranicznik promienia gięcia.

Drewniany lub plastikowy uchwyt ma kształt prostego długopisu. Obwody elektroniczne lutowane są produktami małej mocy wyposażonymi w chwyty pistoletowe z przyciskiem spustowym do szybkiego nagrzewania grota. Jedną z opcji takiego narzędzia pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Lutownica radiowa typu pistoletowego

Lutownice domowe przeznaczone są do podłączenia do sieci 12 i 220 V.

Lutownice o napięciu 220 V, ze względu na bezpieczeństwo elektryczne, muszą być wyposażone w 3-pinową wtyczkę, która zapewnia niezawodne uziemienie. W przypadku sprzętu 12 V wystarczy prosta 2-pinowa płaska wtyczka.

Lutować

Lutowane są lutem - stopem cyny i ołowiu, możliwe są domieszki innych metali. Lut ma postać rurki lub drutu o różnych średnicach. Lut rurkowy wypełniony jest wewnątrz kalafonią, lutowanie nim jest wygodniejsze.

Ołów jest wprowadzany do stopu w celu obniżenia kosztów. Jego specyficzna treść jest inna, co bezpośrednio przekłada się na markę. Na przykład POS-61 (bardzo popularny tretnik) oznacza:

• P - lut;
• OS - cyna-ołów;
• 61 - z 61% zawartością cyny.

W życiu codziennym są lutowane stopami o obniżonej zawartości cyny, wskazane jest cynowanie naczyń kompozycją POS-90.

Ponadto lutują lutami miękkimi i twardymi. Miękkie kompozycje mają temperaturę topnienia poniżej 450, pozostałe są klasyfikowane jako stałe. Temperatura topnienia lutu POS-61 wynosi 190 - 192 °C. Ze względu na trudności z nagrzewaniem nie wykonuje się lutowania wysokotemperaturowego przy użyciu twardych lutów za pomocą elektronarzędzia.

Kompozycje z dodatkiem metali niskotopliwych: aluminium i kadmu - lutowane jest aluminium. Ze względu na zwiększoną toksyczność lutowanie nimi jest możliwe tylko wtedy, gdy nie ma alternatywy.

Strumień

Muszą być podlutowane - element pomocniczy zapewniający:

• rozpuszczanie warstewek tlenkowych na powierzchni łączonych części;
• dobra przyczepność do nich stopu lutowniczego;
• poprawa warunków rozprowadzania stopu na powierzchni najcieńszą warstwą.

Zwykle w tym celu stosuje się kalafonię, a także kompozycje oparte na jej mieszaninie z alkoholem, gliceryną i cynkiem. Kalafonia ma temperaturę mięknienia nieco powyżej 50°C i wrze w 200°C. Kalafonia jest chemicznie dość agresywna w stosunku do metali i higroskopijna, nasycona wilgocią szybko zwiększa przewodność. W zależności od dodatków i ich stężenia wykazuje właściwości topników obojętnych lub aktywnych.

Topnik z kalafonii sprzedawany jest w postaci proszku, w kawałkach lub jako roztwór kalafonii.

Srebro, stal nierdzewną i niektóre inne metale można lutować tylko przy użyciu specjalnych topników (zwanych topnikami kwasowymi lub kwasami lutowniczymi).

Niektórzy instalatorzy, którzy lutują przewody, podgrzewają wstępnie na tabletce aspiryny, aby poprawić jakość cynowania, której opary działają jak topnik.

Pasty lutownicze

Pasta lutownicza to połączenie lutu i topnika. Jest lutowany w trudno dostępnych miejscach, a także przy montażu bezołowiowych elementów elektronicznych. Kompozycję nakłada się na składnik, który następnie po prostu ogrzewa się żądłem.

Możesz zrobić własny makaron. W tym celu opiłki cyny miesza się z płynnym topnikiem do konsystencji żelowej. Przechowuj pastę w szczelnie zamkniętym opakowaniu, trwałość spowodowana utlenianiem cyny nie przekracza sześciu miesięcy.

Stojak na lutownicę

Lutują żądłem rozgrzanym do wysokiej temperatury, dzięki czemu podczas przerwy narzędzie pozostaje na stojaku. W przypadku mocnych lutownic wykonuje się to za pomocą dwóch podpór: tylnej dla rękojeści, przedniej dla korpusu. Podpory montowane są na podstawie ze sklejki, która służy do:

• instalacja pudełka z kalafonią;
• przechowywanie drutu lutowniczego (przykład pokazano na rysunku 3);
• czyszczenie żądła.

Rysunek 3 pokazuje, że stojak nie wymaga skąpych materiałów i może być wykonany ręcznie.

Rysunek 3. Domowy stojak na potężną lutownicę

W przypadku urządzeń o małej mocy często stosuje się uchwyt w kształcie stożka (normalny lub spiralny, co pokazano również na rysunku 3), w który wkłada się narzędzie za pomocą żądła.

Starsze modele podstawek wyposażone są w regulator temperatury pracy, wyświetlacz LCD do wskazywania temperatury grota, Rysunek 4. Taka lutownica często nazywana jest stacją lutowniczą.

Ryż. 4. Przykładowa stacja lutownicza ze wskaźnikiem

Oplot do usuwania lutu

Są lutowane oplotem w przypadkach, gdy konieczne jest usunięcie lutowia z płytki drukowanej podczas demontażu części. Jest to gęsta siatka cienkich drutów miedzianych pokrytych topnikiem.

Zasada działania opiera się na efekcie powierzchniowym: siatka „absorbuje” stopiony na płytce drukowanej lut pod wpływem sił kapilarnych.

Zwykle szerokość oplotu wynosi około 5 mm, dostawa zwijana jest w etui o średnicy około 5 cm.

Funkcje usuwania lutu można wykonać za pomocą zewnętrznego oplotu starego elastycznego kabla koncentrycznego.

Środki bezpieczeństwa

Zgodność ze środkami ostrożności:

• wspomaga ochronę przed oparzeniami termicznymi;
• zapobiega wystąpieniu pożaru;
• chroni przed porażeniem prądem.

Zanim zaczniesz lutować, upewnij się, że kabel zasilający działa. Żądło nie powinno dotykać okazji, ani innych przedmiotów. Lutownicę należy zawsze umieszczać na statywie. Zabronione jest dotykanie jego ciała, narzędzie można brać tylko za uchwyt.

Szkolenie

Miejsce pracy

Zawsze lutują w normalnym oświetleniu ogólnym (nie gorszym niż 500 luksów), w razie potrzeby stwarzają bardziej komfortowe warunki, wykorzystują źródło oświetlenia lokalnego.

Należy zadbać o dobrą wentylację. Najlepsze efekty daje okap, w przypadku jego braku lutować z przerwami, aby przewietrzyć pomieszczenie z oparów kalafonii (co godzinę przy intensywnej pracy).

Wybór lutownicy według mocy

Lut z lutownicami o różnych pojemnościach. Zazwyczaj przyjmuje się, że:

• lutownice małej mocy (20 - 50 W) są wygodne do pracy z elektroniką, umożliwiają lutowanie cienkich drutów;
• 100-watowe narzędzie o grubości nieprzekraczającej 1 mm;
• 200 W lub więcej pozwala na lutowanie tak masywnych części, które początkowo wymagają użycia mocnych lutownic.

Moc urządzenia łatwo ocenić wizualnie: 50-watowa lutownica okazuje się nieco większa niż wieczne pióro, a 200-watowa lutownica ma całkowitą długość około 35-40 cm.

Lutownica do pracy

Przed pierwszym użyciem należy usunąć z korpusu resztki smaru fabrycznego. Wypalanie prowadzi do pojawienia się dymu i nieprzyjemnego zapachu. Dlatego lutownicę włącza się przedłużaczem, wystawiając ją na ulicę przez okno na kwadrans.

Następnie grot lutownicy jest kuty młotkiem: miedziana uszczelka zwiększa żywotność. Końcówka żądła ma kształt:

• pod kątem lub na przecięciu - do pracy punktowej (przykład na rysunku 5);
• w kształcie noża - z takim żądłem kilka styków jest jednocześnie lutowanych (typowe dla mikroukładów);
• specjalne - lutują niektóre rodzaje komponentów radiowych.

Rysunek 5. Przykład uniwersalnego ostrzenia grotu lutownicy i prawidłowego pocynowania jej obszaru roboczego

Przed przystąpieniem do lutowania należy oczyścić grot z filmu tlenkowego. Zabieg ten wykonuje się drobnoziarnistym papierem ściernym lub aksamitnym pilnikiem, a także chemicznie: zanurzenie w kalafonii. Oczyszczone żądło jest cynowane lutowiem.

W razie potrzeby możesz lutować na miejscu za pomocą mocnej lutownicy. W tym celu na jego końcówkę nawija się drut miedziany o średnicy 0,5 - 1 mm, którego swobodny koniec podgrzewa lut.

Części do lutowania

Lut zawsze w kilku etapach. Najpierw przygotuj powierzchnię metalowego przewodnika:

• usunięcie warstwy tlenku, a następnie odtłuszczenie;
• cynowanie (osadzanie się warstwy cyny na stykających się powierzchniach).

Następnie możesz połączyć części.

Pamiętaj, aby wyczyścić używane przewody.

Folię tlenkową usuwa się pilnikiem, papierem ściernym, ostrzem noża. W przypadku przewodów giętkich każdy przewód jest poddawany obróbce.

Izolację drutu emaliowanego usuwa się przeciągając go po powierzchni rury PCV, do której jest dociskany rozgrzanym żądłem.

Oznaką gotowości jest jednolicie błyszcząca powierzchnia bez pozostałości powłoki tlenkowej.

Zawsze są lutowane z odtłuszczeniem tj. przetrzyj powierzchnię niestrzępiącą się szmatką lub szmatką zwilżoną acetonem lub benzyną lakową.

Nowe druty nie mają warstwy tlenku. Są serwisowane natychmiast po zdjęciu izolacji.

Przewód miedziany należy cynować pod topnikiem, po podgrzaniu lut powinien pokryć cienką warstwą metalową powierzchnię. W przypadku ugięcia lutowanie nie jest zalecane, drut układa się pionowo, przepuszczając lutownicę od góry do dołu. Nadmiar stopionego lutowia przepływa następnie do żądła.

W razie potrzeby łączy się procedury czyszczenia i cynowania. Aby to zrobić, umieść drut pokryty kalafonią w papierze ściernym, podgrzej go z jednoczesnym obrotem.

Jakość strumienia niektórych rodzajów spada podczas długotrwałego przechowywania, a także pod wpływem wilgoci atmosferycznej. Dlatego takie topniki są lutowane z dodatkową kontrolą daty ważności.

Technika lutowania krok po kroku

Druty lutownicze wykonujemy w następującej kolejności:

1. Usuń izolację na długości 3-5 cm (na przewodach o większej średnicy długość usuwanego odcinka jest dłuższa).
2. W razie potrzeby oczyść i odtłuść połączone żyły.
3. Tworzą ciasny skręt przewodów.
4. Powstałe złącze jest traktowane topnikiem.
5. Lut zbiera się na grocie, a skręt jest lutowany, ogrzewanie jest kontynuowane aż do całkowitego rozprowadzenia; jeśli to konieczne, powtórz kilka razy. Lut powinien wypełnić wszystkie wnęki spawu, jak pokazano na rysunku 6.
6. Powstałe połączenie jest izolowane.

Rysunek 6. Lutowane druty lite

Lutowanie drutów aluminiowych między sobą, jak również z drutami miedzianymi, nie ma zasadniczych różnic, z wyjątkiem bardziej złożonej procedury cynowania.

Metoda krok po kroku lutowania elementów radiowych do płytki

Zwykle elementy radiowe i fabryczne płytki drukowane mają przewody i ścieżki przewodzące prąd, które są ocynowane. Można je lutować bez wcześniejszego cynowania. Deski są cynowane tylko wtedy, gdy są własnoręcznie wykonane.

Procedura lutowania obejmuje takie kroki jak:

1. Za pomocą pęsety wyprowadzenia zagina się pod wymaganym kątem, a następnie wkłada się w otwory płytki.
2. Napraw część pęsetą.
3. Pobierają lut na grocie, zanurzają go w kalafonii, przyczepiają do punktu połączenia wyjścia z płytką, jak pokazano na rysunku 7. Po podgrzaniu powierzchni lut spływa na tory płytki, wyjście płytki element i styki mikroukładów, równomiernie rozłożone na nich pod działaniem sił napięcia powierzchniowego.
4. Część jest utrzymywana w żądanej pozycji za pomocą pęsety, aż lut zestali się.
5. Po zakończeniu lutowania koniecznie wypłucz płytkę alkoholem i/lub acetonem.
6. Dodatkowo kontrolowany jest brak zwarć elementów płytki spowodowanych kroplami lutowia.

Rysunek 7. Lutowanie wyprowadzeń elementów radiowych na płytce drukowanej

W celu lepszego zamocowania zaleca się naostrzenie szczęk pęsety lub użycie specjalnego narzędzia typu pokazanego na rysunku 8.

Nadmiar ołowiu usuwa się za pomocą bocznych obcinaków.

Ryż. 8. Wersja pęsety lutowniczej

Na płytach wielokrotnego użytku otwory montażowe są czyszczone z pozostałości lutowia za pomocą drewnianej wykałaczki.

Podczas pracy wskazane jest przestrzeganie następujących zasad:

• końcówka jest zorientowana równolegle do płaszczyzny deski;
• ze względu na niebezpieczeństwo przegrzania elementów radiowych, a także łuszczenia się torów przewodzących prąd z powodu przegrzania, płytki są lutowane nie dłużej niż 2 sekundy;
• przed lutowaniem grot należy oczyścić z tlenków.

Możliwe problemy z lutowaniem

Przy pewnej umiejętności szybkiego uczenia się lutowanie zapewnia dobry kontakt. Kilka problemów można łatwo zidentyfikować wizualnie. Obejmują one:

• słabe nagrzewanie podłączonych elementów lub tzw. lutowanie na zimno - lut nabiera charakterystycznego matowego koloru, wytrzymałość mechaniczna styku spada, szybko się zapada;
• przegrzanie elementów – lut w ogóle nie pokrywa powierzchni, tj. połączenie praktycznie nie istnieje;
• ruch łączonych elementów aż do całkowitego zestalenia lutowia - widoczne ostre pęknięcie w warstwie utwardzonego lutowia, brak połączenia.

Eliminacja tych wad odbywa się poprzez ponowne lutowanie.

Wniosek

Połączenie lutowane zapewnia wysoką jakość połączoną z możliwościami produkcyjnymi. Procedura jest łatwa do wdrożenia (możesz nauczyć się lutowania w ciągu kilku godzin), ale musisz uważnie wykonać kilka kolejnych operacji, uważnie obserwując technologię pracy.

Prawidłowe lutowanie jest możliwe tylko przy użyciu sprawnego narzędzia.

Możliwe problemy z lutowaniem Lutować zawsze ściśle przestrzegając przepisów bezpieczeństwa.

Samouczki wideo dotyczące lutowania