POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Katedra Awioniki i Sterowania

SPRAWOZDANIE nr 7

Temat: Lutowanie.

Wykonali:

Daniel Wójcik

Miłosz Wójcik

1.Wstęp teoretyczny

Lutowaniem nazywamy metodę łączenia metali za pomocą wprowadzania między powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu (czynnika łączącego), zwanego spoiwem. Temperatura topnienia spoiwa musi być niższa niż łączonych metali. Podczas lutowania części łączone nagrzewają się, lecz nie topią w miejscu łączenia, natomiast topi się spoiwo, które w wyniku krzepnięcia tworzy trwałe połączenie pomiędzy dwoma metalami.. Warunkiem otrzymania prawidłowego połączenia jest staranna oczyszczenie powierzchni lutowanych.

Lutowanie jest jedną z nielicznych metod umożliwiających łączenie ze sobą różnych metali i stopów o różnych własnościach. Największe zastosowanie znajduje w przemyśle elektrotechnicznym, elektronicznym i telekomunikacyjnym do łączenia przewodów elektrycznych. Jest także stosowane podczas prac. Połączenia lutowane dobrze przewodzą prąd i dlatego są stosowane zamiast spawania w przypadkach, gdy spoiny nie muszą przenosić dużych obciążeń, ale powinny zapewnić dobre przewodzenie prądu.

Lutowanie wykonuje się za pomocą narzędzia zwanego lutownicą. Najważniejszą częścią lutownicy jest końcówka miedziana, która po nagrzaniu służy do roztopienia cyny i przeniesienia jej na miejsce lutowania.

W zależności od temperatury rozróżnia się lutowanie lutami miękkimi (do 450 °C), twardymi (powyżej 450 °C), oraz lutowanie specjalistyczne (jak np. lutowanie gorącym powietrzem).

1. Lutowanie miękkie stosuje się do łączenia części o niedużych naprężeniach w złączu i niewysokiej temperaturze pracy.

Luty miękkie są wykonywane w postaci prętów, drutu, płytek, proszków, a najczęściej pałeczek. Zakres temperatur topliwości od 183^o do 270^o (stal, miedź, cynk itp. i ich stopy). Stosowane są spoiwa ołowiowo-cynowe niektóre z nich zawierają ponadto drobne domieszki antymonu, srebra i miedzi, a prawie wszystkie zanieczyszczenia w postaci śladowej zawartości żelaza, bizmutu, arsenu, aluminium , cynku i kadmu

2. Lutowanie twarde. Temperatura topliwości spoiw leży w granicach 600 - 1080 ^oC. Stosuje się przy znacznych naprężeniach w złączu i wysokiej temperaturze pracy (ponad 150^oC). Lutami twardymi są miedź lub stopy miedzi (mosiądze, brązy, stopy miedzi z fosforem, srebrem, krzemem, manganem), stopy srebra z miedzią, cynkiem i in. oraz prawie czysty nikiel z dodatkiem manganu.

3. Lutowanie gorącym powietrzem

Odbywa się metodą bezkontaktową poprzez nadmuch gorącym powietrzem o ustalonej i stabilizowanej temperaturze. Proces odbywa się w czterech fazach: podgrzewanie, nagrzewanie,  grzanie właściwe
i wystudzanie. Parametry każdego z etapów (czas, temperatura i ilość powietrza) są dobierane indywidualnie w zależności od rodzaju i wielkości elementu. Parametry te, zebrane są w tzw. profil
i zapisywane w pamięci, następnie mogą być wielokrotnie wykorzystywane bez konieczności ich ponownego wprowadzania. Rzeczywisty przebieg procesu zobrazowany jest w postaci wykresu na ekranie monitora, co daje operatorowi pełną kontrolę i umożliwia ewentualną bieżącą modyfikację parametrów.

W przypadku lutowania gorącym powietrzem należy nagrzać element przeznaczony do wylutowania aż odlutuje się od płytki.

W niektórych technologiach proces lutowania odbywa się poprzez nadmuch gorącym powietrzem ,a wartość temperatura tego powietrza jest ustalana przez użytkownika. Proces lutowania wtedy możemy podzielić na 4 części: podgrzewanie do zadanej temperatury, nagrzewanie, grzanie i studzenie. Wartości temperatury podczas każdej części procesu lutowania są zapisywane i zbierane w tak zwany profil temperatury. Przebieg procesu lutowania może być przedstawiony na ekranie monitora i wielokrotnie używany poprzez możliwą modyfikacje wartości temperatury w każdej części procesu lutowania.

2.Cel i przebieg ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i działaniem lutownicy.

Lutowanie polega na nagrzaniu lutownicy i szybkim pocieraniu jej ostrza o lut, który roztapia się i przylepia do ostrza lutownicy. Następnie lutownicę przykłada się do miejsca lutowanego i pociąga ostrzem wzdłuż szwu. Lutując większe połączenia należy lut trzymać lewą ręką nad spoiną. Lutownica trzymana prawą ręką rozgrzewa materiał łączony i jednocześnie topi lut. Roztopiony lut ścieka i łączy powierzchnie, zastygając między nimi.

Ćwiczenie polegało na wlutowaniu układu logicznego do płytki. W tym celu po roztopieniu cyny nałożono ją na poprzedni lut i razem roztopiono. Gdy lut był miękki nastąpiło odczepienie układu. Następnie usunięto nadmiar cyny z padów przy pomocy silikonu, po czym oczyszczono lutowanie powierzchnie. Przed wlutowaniem kolejnego układu logicznego sprawdzono jakość łączy. Następnie przy pomocy niewielkiej ilości cyny przymocowano wlutowywany układ do pierwszego padu oraz ustawiono go w pozycji zapewniającej odpowiednie połączenie. Następnie przylutowano kolejne nóżki układu do odpowiadających im padów. Sprawdzono czy pomiędzy nóżkami nie występują połączenia. Po zakończeniu lutowania całość oczyszczono.

3.Wnioski

Lutowanie jest jedną z metod trwałego łączenia dwóch metali zapewniająca dość dobrą wytrzymałość i dobre przewodnictwo prądu. Stosuje się je na bardzo szeroką skalę, na przykład przy łączeniu rur, przewodów ale także do budowy układów logicznych. Lut zawiera w sobie substancje pomagające cynie w roztopieniu się, dlatego też podczas wylutowywania na stary lut dokłada się nieco roztopionej, nowej cyny (Substancja z nowej porcji cyny pomaga w rozlutowaniu starego lutu). Przy wlutowywaniu układu logicznego należy zwrócić szczególną uwagę na to, czy nóżki układu nie dotykają się nawzajem oraz czy są należycie przylutowane do padów, gdyż ich niewłaściwe położenie może spowodować nieprawidłową prace układu. Ważne jest także wyczyszczenie lutowanego miejsca przed przystąpieniem do łączenia elementów, gdyż wszelkie zanieczyszczenia spowodują obniżenie jakości połączenia i pogorszenie przewodności prądu elektrycznego.

4.Bibliografia

- „Podstawy elektroniki” - Zdzisław Korzec

- „Podstawy elektroniki. Podręcznik dla technikum” - Barbara Pióro, Marek Pióro

- www.wikipedia.pl

- http://sklep.dacpol.com.pl/pliki/katalog_html/6_wyposazenie_warsztatowe/ 2_lutowanie/41.html

---