Lutowanie to sposób spajania materiałów za pomocą materiału topliwego. Technika wykorzystywana jest przede wszystkim w przemyśle elektronicznym, ale nie tylko. W procesie lutowania wykorzystuje się metale o niskiej temperaturze topnienia, które wypełniają przygotowane szczeliny w łączonych materiałach. Do łączenia można stosować różne urządzenia oraz luty.
Aleksander Łukomski
W procesie lutowania wykorzystuje się wysoką temperaturę, potrzebną do stopienia materiału wypełniającego (lutu). Lut w formie płynnej dostaje się pomiędzy łączone elementy i wypełnia szczelinę. W lutowaniu charakterystyczne jest stosowanie stosunkowo niskiej temperatury nagrzewania elementów łączonych, w porównaniu z innymi technikami spajania, np. w spawaniu. Stosuje się tu ciepło tylko do stopienia lutu, podczas gdy krawędzie łączonego materiału nie ulegają stopieniu. Występuje tu zjawisko adhezji i płytkiej dyfuzji. Spojenie jest jednorodne i po obróbce mechanicznej i malowaniu jest w zasadzie niewidoczne.
Niekiedy wymienia się lutowanie jako jedną z metod spawalniczych. Choć lutowanie i spawanie mają wiele podobieństw jednak te metody różnią się. Różnica polega przede wszystkim na tym, że
podczas spawania nadtapiamy krawędzie materiału podstawowego, a podczas lutowania jedynie je zwilżamy. Lutowanie odbywa się w temperaturze maksymalnie około 900 °C, a w przypadku standardowego spawania migomatem jest to około 2500-3000 °C. W przypadku spawania dochodzi do przetopienia spoiwa z krawędziami ścianek spawanych elementów. Przy lutowaniu zaś stopieniu ulega tylko materiał wypełniający, czyli lut.
Istnieje wiele metod lutowania. Stosuje się je w przemyśle do specjalistycznych procesów spajania. Wyróżnia się dwie podstawowe metody lutowania: twarde i miękkie. Różnica wynika z temperatury, jaka zostaje zastosowana w procesie.
W lutowaniu miękkim stosuje się temperaturę nie wyższą niż 450 °C. Lutowanie miękkie wykorzystywane jest przy spajaniu detali o niewielkich wymiarach oraz z materiałów wrażliwych na wysokie temperatury. Metoda sprawdza się przy łączeniu detali miedzianych, mosiężnych, cynkowych, a także różnych stopów stali.
Lutowanie twarde natomiast przeprowadza się w temperaturach powyżej 450 °C, nawet do 900 °C. Wykorzystuje się tu palniki acetylenowe lub specjalne lampy z mocno skupioną wiązką, lub też lutowanie indukcyjne czy laserowe. Twarde lutowanie stosuje się do łączenia elementów o raczej większych lub dużych wymiarach, wykonanych z dowolnych materiałów. Lutowanie twarde pozwala osiągnąć znacznie lepsze parametry spoiny niż w przypadku lutowania miękkiego. Połączenie jest trwalsze, odporne na uszkodzenia mechaniczne, a także ma większą wytrzymałość na rozciąganie. W trakcie procesu powstają szkodliwe opary z topnika i w związku z tym koniecznie jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji w hali.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5/6 (200/201) maj/czerwiec 2024
pobierz pdf
