2.0. Lutowanie - Podstawy - Czym jest lutowanie?

Słowem wstępu, jako że ten artykuł rozrósł się ponad moje najśmielsze oczekiwania, dla przejrzystości i lepszej czytelności dzielę go na kilka wpisów - na końcu każdego wpisu będą linki do poprzedniej, następnej i pierwszej (tej) strony.

Lutowanie to proces, metoda trwałego łączenia elementów metalowych przy pomocy spoiwa (zwanego lutem lub lutowiem) - rozgrzanego powyżej temperatury topnienia innego metalu czy stopu metali o niższej temperaturze topnienia niż łączone metale. W zastosowaniach elektrycznych i elektronicznych zwykle są to stopy z przewagą cyny (Sn) dlatego często potocznie nazywa się je po prostu 'cyną'.

Podczas lutowania oprócz zwykłego tzw. zwilżenia - czyli dokładnego przylegania i wypełnienia niewielkich szczelin - lutowanych powierzchni spoiwem, zachodzi także dyfuzja lutowia do lutowanych powierzchni - atomy lutowia wpływają w strukturę lutowanej powierzchni, a atomy z lutowanej powierzchni częściowo przepływają do lutu.

Uzyskuje się w ten sposób dobrą wytrzymałość mechaniczną, dobre przewodnictwo elektryczne i termiczne.

Złącze 'przyklejone' przy zbyt niskiej temperaturze vs złącze poprawnie przylutowane.

Istotne jest żeby i elementy lutowane, i sam stop łączący osiągnęły temperaturę topnienia lutu - brak spełnienia tego wymogu powoduje powstanie jednego z najczęstszych błędów lutowniczych - zimnego lutu.

Proste przyklejenie bez zajścia dyfuzji skutkuje o wiele słabszym połączeniem tak mechanicznym, elektrycznym jak i cieplnym, jest jednym z błędów lutowniczych, wynikającym z niedostatecznego rozgrzania powierzchni lutowanych. Więcej o błędach lutowniczych opowiem w następnej części dotyczącej technik lutowania i częstych błędów.

Od spawania technika ta odróżnia się użyciem spoiwa które jest jedynym elementem łączącym lutowane powierzchnie, natomiast w spawaniu temperatura jest tak wysoka że również topi brzegi spawanych elementów żeby połączyć je mocniej (jednocześnie w oczywisty sposób częściowo uszkadzając spawane powierzchnie).

Ten artykuł odnosi się głównie do lutowania w elektronice, częściowo ogólnie w elektryce, tylko ze wzmiankami dotyczącymi innych dziedzin.
Jeśli więc chcesz lutować witraże, rury albo rynny - oczywiście zapraszam do dalszego czytania, może dowiesz się czegoś ciekawego, jednak nie mając żadnego doświadczenia z lutowaniem rynien, rur ani witraży nie mogę ręczyć że ta wiedza do przyda ci się do tego co ciebie interesuje. Jestem pewien że w internecie jest wiele stron dedykowanych innym zastosowaniom tej techniki - tematyka tego bloga jednak ich raczej nie zawiera ;)

Jak zacząć?
Lutowanie jest fundamentalną umiejętnością jaką trzeba nabyć żeby móc zajmować się elektroniką (i elektryką).
Jak przy większości umiejętności - potrzebne są pewne narzędzia żeby mieć jak ją wykonywać. Potrzebna jest znajomość pewnych zasad, teorii, żeby nie błądzić po omacku i nie popełniać najprostszych, a jednocześnie najczęstszych błędów które powodują niepowodzenia i w efekcie często zniechęcenie się już na samym starcie.
Wreszcie potrzebny jest trening, bez którego wszystko to pozostanie tylko suchą i średnio ciekawą teorią. A nawet znając świetnie teorię, bez praktyki na początku raczej nie będziesz lutować idealnie, dopóki nie wyrobisz sobie nieco ręki - nie przyzwyczaisz się, nie wyrobisz sobie własnych technik i odruchów które najlepiej będą działać właśnie dla ciebie.
Jednak dzięki całej tej teorii będziesz wiedzieć skąd zacząć, unikniesz trochę pęcherzy albo gorszych uszkodzeń, unikniesz zniszczonych elementów elektronicznych i popalonych płytek, unikniesz zniszczenia grotów lutownicy i dzięki temu unikniesz mnóstwa nerwów, więc jeśli przemawia do ciebie możliwość uniknięcia tych problemów - zapraszam do dalszej lektury, bo już przechodzę do rzeczy ;)


Następna część: 2.1. Lutowanie - Podstawy - Jaka lutownica?
Poprzednia część (i początek): 1. BHP i niebezpieczeństwa w elektryce i elektronice