Lutowanie to fizyczny i chemiczny proces tworzenia połączenia między częściami, gdy lut wchodzi w interakcję z lutowanym metalem. W przeciwieństwie do spawania, powierzchnie robocze nie topią się, ale są zwilżane lutowiem.
Jak wygląda prosta lutownica?
Niezbędnym warunkiem realizacji procesu lutowania jest stopienie lutowia i zwilżenie nim powierzchni narzędzia roboczego. Z biegiem czasu grot lutownicy staje się czarny i przestaje działać. Dlatego konieczne jest poznanie sposobu jej przywrócenia - jak prawidłowo ocynować grot lutownicy. Poniższe zdjęcie pokazuje utlenioną powierzchnię narzędzia i pokrytą lutem.
Powierzchnia grotu lutownicy: 1) oksydowana powierzchnia narzędzia; 2) lutowane - cynowane
W pierwszym przypadku nie powinieneś nawet próbować lutować, ponieważ tlenki uniemożliwiają lutowi przywieranie do powierzchni grota.
Lutownica będzie gotowa do użycia tylko wtedy, gdy jej końcówka zostanie pokryta warstwą roztopionego materiału o niższej temperaturze topnienia niż łączone metale.
Materiały lutownicze
Do lutowania stosuje się lut - materiał, który służy do łączenia powierzchni metalowych i ma niższą temperaturę topnienia niż materiały łączonych części.
Lut składa się z różnych stopów, które mogą zawierać cynę, ołów, miedź, nikiel i kadm. Produkowany jest głównie w postaci prętów i drutu.
Lutowanie jest niezbędne do utworzenia połączenia, zmniejszenia rezystancji styku styku elektrycznego i ochrony połączenia części przed utlenianiem.
Lut musi mieć właściwość zwilżania podłoża. W tym przypadku dyfunduje do metalu podstawowego i rozpuszcza się w lutowiu, tworząc warstwę pośrednią, która po zestaleniu łączy części jako całość.
Do lutownic stosuje się luty miękkie o temperaturze topnienia od 191 0 C do 280 0 C. Ich głównymi składnikami są cyna i ołów w różnych proporcjach.
Do lutowania konieczne jest usunięcie tlenków z powierzchni łączonych metali. Po to są topniki. Dodatkowo przyczyniają się do lepszego rozprowadzania lutowia i chronią powierzchnie przed działaniem środowiska zewnętrznego.
Topnik stosowany jest w postaci stałej, płynnej i pasty. Może znajdować się wewnątrz rurki lutowniczej.
Jako topnik stosuje się:
- kalafonia;
- kwas acetylosalicylowy;
- kwas ortofosforowy;
- Sól;
- glicerol;
- amoniak.
Popularne topniki do lutowania w postaci stałej, płynnej i pasty
Topniki powinny zapewniać niski prąd upływu i nie powodować korozji.
Zasada i proces lutowania
Lutowanie polega na wychwyceniu lutowia i topnika końcówką lutownicy, wprowadzeniu ich pomiędzy łączone części i dalszym nagrzewaniu stykających się powierzchni, aż do zwilżenia ich lutem, który następnie zestala się tworząc złącze. Aby to zrobić, zatrzymaj ogrzewanie.
Ostrzenie lutownicy
Końcówkę lutownicy przed pracą ostrzy się pilnikiem pod kątem 30-40 0. Krawędź jest lekko tępa, szerokość 1 mm.
Jeśli końcówka jest nowa, jest już naostrzona. Tutaj pozostaje tylko przetworzyć żądło drobnoziarnistym papierem ściernym, pilnikiem lub pilnikiem, aby usunąć patynę - zielonkawy tlenek miedzi.
Ostrzenie sklepowe nie odpowiada wielu, ponieważ nie zawsze można z nim lutować. Dlatego wskazane jest usunięcie miedzianej końcówki z korpusu i wykucie części roboczej w postaci wklęsłego ostrza.
Taka obróbka na zimno jest bardziej skuteczna niż ostrzenie, ponieważ metalowa struktura jest zagęszczona, a żądło jest mniej podatne na korozję. Niewielkie szlifowanie pilnikiem na ostatnim etapie jest konieczne, aby nadać części roboczej lutownicy skończony wygląd.
Jak zrobić żądło?
Po naostrzeniu grot należy naświetlić cienką warstwą lutowia. Aby to zrobić, włącza się lutownicę elektryczną, a miedziany pręt rozgrzewa się, aż nabierze czerwonawo-pomarańczowego odcienia.
Nie musisz długo czekać, inaczej pręt się spali. Po rozgrzaniu całą końcówkę zanurza się w kalafonii, a następnie topi się kawałek lutowia i pokrywa nim całą powierzchnię roboczą.
Jeśli pocierasz grotem o powierzchnię drewna, lut lepiej pokryje obszar roboczy lutownicy.
Warstwa lutowia na grocie powinna być jednolita. Jeśli powierzchnia jest częściowo pokryta, proces się powtarza. Gdy tylko lutownica jest gotowa do pracy, może być używana do lutowania produktów.
Jak cynować ognioodporne żądło?
Część robocza niektórych lutownic pokryta jest specjalną masą ochronną. Warstwa jest na tyle cienka, że nie da się jej zeskrobać. W tym celu używana jest specjalna gąbka. Jeśli nie jest dostępny, wystarczy zwykły kawałek szmatki zwilżonej wodą lub gliceryną. Możesz użyć gąbki przeznaczonej do mycia naczyń.
Produkowane są specjalne środki czyszczące żądło w postaci kuli z wiórów metali nieżelaznych, w którą zanurza się żądło. W takim przypadku tlenki pozostają w środku. Można je następnie wyrzucić na zewnątrz.
Wpływy mechaniczne skracają żywotność warstwy ochronnej. Podczas lutowania nie zaleca się tasowania płytki ani stukania w metalowe powierzchnie.
Warstwa niepalna dość szybko się utlenia. Aby wydłużyć jego żywotność, zaleca się utrzymywanie temperatury lutowania nie wyższej niż 250 0 С.
Temperaturę uważa się za normalną, gdy dym pochodzi z kalafonii w cienkim strumieniu, a nie chmurę z rozpryskami. W tym przypadku lutowanie uzyskuje się z wyraźnymi granicami i charakterystycznym połyskiem. Jeżeli powierzchnia lutowia jest matowa i ma małą wytrzymałość mechaniczną, należy podwyższyć temperaturę nagrzewania.
Aby napromieniować grot powlekanej lutownicy, musisz włożyć kawałek lutu do stopionej kalafonii. Lutownica nagrzewa się i koniec trzeba przetasować na wilgotnej szmatce, usuwając ze wszystkich stron tlenki. Następnie końcówkę zanurza się w kalafonii pod kawałkiem lutowia. W takim przypadku resztki tlenków są usuwane, a lut topi się i częściowo pozostaje na żądle.
Po cynowaniu grot jest ponownie przecierany szmatką i lutownica jest gotowa do pracy. Ważne jest, aby nie przegrzać go powyżej 300 0 C, w przeciwnym razie wszystko trzeba będzie powtarzać od nowa.
Przegrzanie jest widoczne przez gotowanie i rozpryskiwanie kalafonii podczas opuszczania w nią grotu lutownicy.
Zestaw wymiennych grotów niepalnych stosowanych na stacji lutowniczej
Standardowa końcówka typu „igłowego” ma niską przewodność cieplną i wygodnie jest nią lutować tylko miniaturowe elementy. Lutowanie za jego pomocą elementów radiowych jest dość trudne.
Wygodniejsze są żądła typu „walcowe ze skosem”. Do lutowania w zestawie wskazane jest posiadanie 3 tego typu grotów o średnicy 1, 2 i 3 mm.
Końcówka noża 5 mm ma przyzwoitą moc i może być używana do lutowania zarówno cienkich części, jak i masywnych, jeśli dobrze obrócisz nóż. Podobnie możesz użyć klasycznej końcówki w kształcie klina.
Przegrzanie lutownicy
W przypadku braku regulatora napięcia lutownica może nagrzewać się powyżej 300 0 C, co prowadzi do jej spalenia. Jeśli nie można zmierzyć temperatury użądlenia, przegrzanie można zauważyć gotując i rozpryskując kalafonię.
Możesz obniżyć temperaturę lutownicy za pomocą regulatora mocy - ściemniacza. Tutaj możesz odebrać konwencjonalne urządzenie sterujące jasnością żarówki. Ważne jest, aby był odpowiedni do zasilania.
Możesz własnoręcznie zmontować regulator tyrystorowy na układzie Kr1182PM2, co pozwala sterować urządzeniami o mocy do 150 watów.
Regulator mocy oparty na mikroprocesorze, który można złożyć własnymi rękami
Lampa HL1 jest pokazana jako obciążenie. Zamiast tego możesz podłączyć lutownicę, która jest aktywnym obciążeniem. Moc jest regulowana przez zmienny rezystor R1.
Ściemniacze zapewniają płynne włączanie i wyłączanie obciążenia. W przypadku lutownicy nie jest to wymagane i można sobie poradzić z prostszym urządzeniem.
Schemat prostego regulatora tyrystorowego
Dodatni półcykl nie jest kontrolowany i przechodzi przez diodę VD1. Regulacja odbywa się tylko przez ujemny półcykl poprzez sterowanie tyrystorem VD2 za pomocą rezystora zmiennego R2. W przypadku lutownicy to wystarczy.
Miniaturowe urządzenia sterujące wbudowane są w uchwyt lutownicy. Najlepszymi sposobami na utrzymanie optymalnej temperatury lutowania są stacje lutownicze, gdzie tryb może być ręczny lub automatyczny.
Wspólna stacja lutownicza "Weller"
W przypadku sieci domowej o stabilnym napięciu zasilania wystarczy ręczne sterowanie ogrzewaniem, w zależności od marki lutu.
Zużycie lutownicy jest nierównomierne. Po wypaleniu na powierzchni żądła pojawiają się nierówności. Od czasu do czasu trzeba go ostrzyć i konserwować.
Po podgrzaniu miedź rozpuszcza się w lutowiu, a długotrwałe ogrzewanie bez użycia prowadzi do powstania warstwy tlenków. Dlatego zaleca się wyłączanie lutownicy podczas przerw lub obniżanie jej temperatury.
Mocowanie grotu lutownicy
Obecność wyjmowanego żądła pozwala na jego usunięcie i naostrzenie. Ale w wielu projektach wymagana jest dodatkowa fiksacja, ponieważ pręt zaczyna zwisać i wypadać. Posiada metalowy rękaw zakładany na wierzch. Jeśli jest stale usuwany podczas wymiany żądła, siła połączenia zmniejszy się. Możesz zostawić rękaw na miejscu, ale z czasem się zatnie i trudno będzie usunąć żądło.
Aby zapewnić niezawodne połączenie korpusu lutownicy z grotem, tuleja jest zastępowana innym, aby można ją było łatwo założyć. Następnie wierci się w nim otwór i nacina gwint M3 lub M4. Po nałożeniu tulei na końcówkę wkręca się w nią śrubę, tworząc niezawodne połączenie i zapobiegając obracaniu się końcówki. Poniższy rysunek przedstawia zdemontowaną (a) i zmontowaną (b) lutownicę, w której jako tulejkę zastosowano zwykłą nakrętkę.
Jak wygląda mocowanie wymiennego grotu lutownicy?
Do lutownicy niezbędna jest zdejmowana końcówka, aby regulować jej temperaturę. Jeśli włożysz go do grzałki na różnych głębokościach, zmieni się temperatura części roboczej.
Okresowo wymagane jest odkamienianie złącza. Gdy się nagromadzi, temperatura pracy lutownicy spada. Czyszczenie odbywa się w następujący sposób:
- wyjąć miedziany pręt szczypcami z lutownicy;
- usuń kamień szmerglowy;
- nałożyć warstwę grafitu na pręt, pocierając go ołówkiem;
- usuń pozostałą kamień z otworu elementu grzejnego, lekko go stukając;
- zainstaluj nowy lub zwróć stary pręt miedziany i przymocuj go tuleją ze śrubą.
Okresowo należy sprawdzać izolację lutownicy. Aby to zrobić, omomierz jest ustawiony na limit megaomów (1-10 mOhm) i mierzy się rezystancję między końcówką a pinami wtyczki lutownicy, która powinna być nieskończenie duża.
Lekcje lutowania. Wideo
W tym filmie zebrano podstawy lutowania dla początkujących.
Lutownica wypala się z czasem podczas pracy. Jego żądło musi być okresowo ostrzone i konserwowane. W obecności powłoki ognioodpornej powierzchnia robocza jest czyszczona specjalnymi środkami chemicznymi, po czym jest również cynowana. Podczas pracy ważne jest, aby lutownica nie przegrzewała się.