Politechnika Swiętokrzyska Wydział Mechaniczny	Laboratorium Spawalnictwa
Michał Reczyński Gr 23 C	Ćwiczeni Temat: LUTOWANIE
Rok 2 semestr 2	Zaliczenie: podpis:

Lutowanie jest to łączenie dwu względnie więcej metali jednakowych lub różnych w temperaturze topnienia trzeciego metalu, który pełnia rolę lutu. Temperatura topnienia metalu łączącego, czyli lutu, jest zawsze odpowiednio niższa od temperatury topnienia metali łączonych. Zasadnicza różnica między spawaniem a lutowaniem polega więc na tym, że przy spawaniu topi się materiał łączony i dodatkowy (spoiwo), a przy lutowaniu tylko materiał dodatkowy (lut).Metal części łączonych nie bierze tym samym bezpośrednio udziału w tworzeniu lutowiny. Połączenie uzyskuje się przede wszystkim przez dyfuzję ciekłego lutu. W zjawisku tym bierze udział przyczepność, która jest tylko wówczas możliwa, gdy ciekły metal (lut) zwilża powierzchnię lutowanych elementów, znajdujących się w stanie stałym.

Na uzyskanie poprawnych połączeń lutowanych wpływają trzy podstawowe czynniki:

własności zwilżające lutu;

kapilarne własności złącza;

dyfuzja.

Niezbędnym elementem procesu lutowania jest zastosowanie topnika, którego rola polega na usunięciu tlenków z łączonych powierzchni metalu oraz z płynnego lutu. W rezultacie takiego działania, płynny lut może swobodnie rozlewać się i przylegać do powierzchni metalu.

Rozróżniamy cztery rodzaje lutowania:

lutowanie miękkie metali ciężkich;

lutowanie miękkie metali lekkich;

lutowanie twarde metali ciężkich;

lutowanie twarde metali lekkich.

Lutowanie miękkie metali ciężkich to lutowanie metali takich jak: stal, miedź, cynk itp. oraz ich stopy.

Lutu stosowane przy tym rodzaju lutowania to:

1. luty ołowiowo - cynowe;

1. luty specjalne:

• luty odporne na wysokie temperatury (do 150°C), np.: lut składający się z 96.5% Sn i 3.5% Ag;

• luty odporne na niskie temperatury są to luty cynowe zawierające domieszki antymonu (ponad 0.5%), 0.1% bizmutu lub powyżej 5% ołowiu;

• luty niskotopliwe np.: 50% Bi, 12.5% Sn, 25% Pb, 18.5% Cd - temperatura topnienia 70°C.

Topniki:

• chlorek cynku;

• chlorek amonu;

• kwas solny;

• kwas fosforowy;

• pasty lutownicze.

Metody lutowania i urządzenia:

• lutowanie przy pomocy kolby lutowniczej;

• lutowanie elektrodowe;

• lutowanie przy pomocy palników;

• lutowanie piecowe;

• lutowanie kąpielowe;

• lutowanie oporowe;

• lutowanie indukcyjne.

Przykładowy zestaw lutu i topnika do lutowania miękkiego metali ciężkich - np.: mosiądzów:

lut - LC40 lub LC50 o zawartości antymonu nie przekraczającej 0.25%;

topnik - chlorek cynku 22.5%, chlorek amonu 2.5%, woda 75%.

Lutowanie miękkie metali lekkich takich jak aluminium, magnez i ich stopy.

lutowanie przez pocieranie;

lutowanie reakcyjne;

lutowanie za pomocą topników;

lutowanie ultradźwiękowe.

Lutowanie twarde metali ciężkich można podzielić na cztery zasadnicze grupy zależnie od stosowanego lutu:

lutowanie lutami miedzianymi;

lutowanie lutami mosiężnymi;

lutowanie lutami srebrnymi;

lutowanie lutami specjalnymi;

Topniki stosowane w tej metodzie to:

• topniki wysokotopliwe - głównymi składnikami są: boraks, kwas borowy, soda, kwas krzemowy oraz niekiedy fluorki metali alkalicznych.

• topniki niskotopliwe - zawierają boraks, kwas borowy, związki fosforu względnie chlorowe sole sodu, baru i potasu.

• topniki specjalne - ta grupa topników opiera się głównie na specjalnie preparowanych związkach fluorowych potasu i sodu z pewnymi domieszkami boraksu i innych surowców nieorganicznych.

Metody lutowania twardego metali ciężkich:

• lutowanie łukowe;

• lutowanie kąpielowe;

• lutowanie piecowe w atmosferach ochronnych.

Przykładowym zestawem lutu i topnika do tego rodzaju lutowania używanym do lutowania brązów aluminiowych jest:

lut - srebrny;

topnik - brązol-lut wg. receptur Instytutu Spawalnictwa.

Lutowanie twarde metali lekkich.

Przy tej metodzie stosuje się luty składające się z: Al, Si, Sn, Cd, Cu, Ni, Zn, Be, Mg.

Topniki składają się głównie z chlorków sodu, potasu, litu, cynku i z fluorków.

Metody twardego lutowania metali lekkich są zbliżone do metod lutowania twardego metali ciężkich.

Przykładowy zestaw lutu i topnika do lutowania aluminium i jego stopów:

lut - 87% Al, 13% Si;

topnik - NaCl 25%, KCl 36%, LiCl 20%, SrCl₂ 6%, Na₃AlF₄ 12%, KF 1%.

Wnioski.

Lutowanie jest metodą, która umożliwia szybkie łączenie metali, nawet w przypadku gdy nie dysponujemy specjalistyczną aparaturą. Najbardziej rozpowszechnione jest lutowanie miękkie lutem cynowym, gdyż jest ono stosowane do łączenia elementów elektronicznych, przewodów itp. i jest często używane w różnych pracach domowych.

---