Obok spawania, lutowanie to najpopularniejsza metoda łączenia metali. Proces lutowania kojarzy nam się głównie z naprawą elektroniki. Jednak lutowanie możemy także wykorzystać podczas prac konstrukcyjnych (np. rynny, systemy grzewcze, instalacje elektryczne, instalacje wodnokanalizacyjne). Wbrew pozorom, przy odrobinie wiedzy oraz mając właściwe spoiwo i narzędzia (np. palnik do lutowania), proces ten wykonamy bez potrzeby angażowania w to specjalistów. Przede wszystkim musimy jednak rozróżniać lutowanie miękkie i twarde. Sprawdzamy, co różni obie techniki lutowania i w jakich pracach mają one zastosowanie.
Lutowanie i spawanie – co je od siebie różni
Zanim przejdziemy do technik lutowania – miękkiego i twardego – najpierw wyjaśnijmy, czym różni się lutowanie od spawania, tj.:
- Spawanie – stapianie metalowych elementów, które zostają ze sobą zespolone, a linia połączenia jest spoiną. W zależności od łączonych elementów i miejsca obróbki rozróżniamy m.in. spawanie krytym łukiem, elektrodami otulonymi (MMA), w osłonie gazowej (MIG/ MAG) czy łukową nietopliwą elektrodą (TIG).
- Lutowanie – połączenie materiałów poprzez użycie spoiwa, bez ingerencji w stan przedmiotów. Lutowanie przy użyciu lutownicy polega na stopieniu spoiwa i wypełnieniu nim wolnej przestrzeni między powierzchniami łączonych elementów. To proces znacznie bezpieczniejszy od spawania, gdyż zachodzi przy o wiele niższej temperaturze.Również lutowanie odbywa się na różne sposoby. Jeden podział rozróżnia lutowanie topnikowe, beztopnikowe, z mechanicznym usuwaniem tlenków, reakcyjne i dyfuzyjne. Inny obejmuje lutowanie miękkie oraz twarde.
Czym charakteryzuje się lutowanie miękkie?
Główna różnica między lutowaniem twardym i miękkim polega na wykorzystywanym spoiwie i temperaturze jego topnienia. W przypadku lutowania miękkiego temperatura, która towarzyszy spajaniu materiałów, wynosi mniej niż 400-450 stopni Celsjusza. Lekkie spoiwo ma formę drutu lub specjalnych pałek i wykonane jest z połączenia cyny i miedzi (cynowo-miedziane) lub cyny i ołowiu (cynowo-ołowiowe).
Jako że druty robiące za spoiwo znakomicie przewodzą prąd elektryczny, a temperatura topnienia jest stosunkowo niska, ta metoda łączenia materiałów stosowana jest przede wszystkim w elektronice. Oprócz tego lutowanie miękkie sprawdza się przy instalacjach wodnych i grzewczych, w tym c.o., ale pod pewnymi warunkami. Jest to możliwe w przypadku instalacji o temperaturze pracy nieprzekraczającej 110 stopni Celsjusza.
Kiedy stosujemy lutowanie twarde?
Inaczej wygląda to w przypadku lutowania twardego. Z tą metodą mamy do czynienia wówczas, kiedy w procesie lutowania temperatura topnienia spoiwa przekracza 450 stopni Celsjusza. Jako twarde spoiwo wykorzystuje się tutaj luty srebrne, fosforowe lub miedziane.
W procesie lutowania twardego łączymy między innymi elementy ze stali węglowych, wolframu, miedzi, metali szlachetnych (złota, srebra), mosiądzu, brązu, stali (chromowych, niklowych) czy spiekanych węglików. Stąd warto skorzystać z tej metody przy tworzeniu, naprawie lub konserwacji instalacji grzewczych, chłodniczych i klimatyzacyjnych, również tam, gdzie temperatura pracy przekracza 110 stopni Celsjusza. Luty twarde są bowiem odporne nie tylko na rozciąganie i uszkodzenia mechaniczne, ale również działanie wysokich temperatur.
O czym należy pamiętać przy lutowaniu twardym, w trakcie tego procesu dochodzi do wydzielania się szkodliwych gazów. W związku z tym musimy zachować się do zasad bezpiecznego lutowania, zwłaszcza lutować tą metodą tylko w pomieszczeniach o dobrej wentylacji.
Palnik do lutowania – jaki sprzęt wybrać?
W zależności od tego, z jakiej metody lutowania korzystamy – twardego lub miękkiego, korzystamy nie tylko z innego spoiwa łączącego lutowane materiały, ale w pracy wykorzystujemy też inne palniki. Jeżeli jest to lutowanie miękkie, stosowany jest palnik lutowniczy płomieniowy. Co ważne, należy uważać, aby podczas lutowania tym narzędziem nie przesadzić z nadmiernym nagrzaniem łączonych elementów.
Jeżeli ma to być palnik do lutowania twardego, często wykorzystuje się tutaj palniki acetylenowo-tlenowe lub palniki na propan butan. Oprócz nich możemy korzystać z lutownic indukcyjnych i lamp lutowniczych.
Oczywiście niezależnie od tego, z jakiej metody lutowania korzystamy, najpierw powinniśmy dokładnie oczyścić łączone elementy. Powinny one być wolne od wszelkich tłuszczów, nalotów i innych zabrudzeń, ponieważ szkodzą one szczelności lutów. Do czyszczenia powierzchni lutowanych przedmiotów możemy wykorzystać środki chemiczne, w tym rozpuszczalniki. Oprócz tego skorzystamy przy tym z różnych skrobaków, włóknin szlifierskich czy gąbek ściernych, żeby wyczyścić je w sposób mechaniczny.
Jak widzimy, różnice między lutowaniem miękkim oraz twardym są zasadnicze. Dotyczą one niemal wszystkiego, od wykorzystywanych spoiw, przez zastosowanie, aż po palniki i inne narzędzia służące lutowaniu wybraną metodą. Sam proces na pewno nie jest tak wymagający, jak może się wydawać. Mimo iż lutowanie wymaga pewnej wiedzy i zastosowania właściwych lutów oraz sprzętu umożliwiającego podgrzania spajanych elementów, jest to o wiele prostsze i bezpieczniejsze niż spawanie. Wiele prac w zakresie lutowania na pewno można wykonać osobiście, bez potrzeby korzystania z pomocy specjalisty.