Lutowanie polega na użyciu metalu, którego temperatura topnienia jest niższa niż temperatura topnienia materiału bazowego jako materiału lutowniczego. Po podgrzaniu materiał lutowniczy topi się, spoina nie topi się, materiał bazowy jest zwilżany przez płynny materiał lutowniczy, szczelina złącza jest wypełniana, a materiał bazowy jest wzajemnie rozpraszany, a spoina jest mocno zamocowana. Połączone ze sobą.
Lutowanie twarde dzieli się na lutowanie miękkie i miękkie, w zależności od temperatury topnienia lutu.
Lutowanie
(1) Lutowanie: Lutowany lut ma temperaturę topnienia niższą niż 450 stopni C i niską wytrzymałość połączenia (mniejszą niż 70 MPa).
Lutowanie jest powszechnie stosowane w spawaniu przewodzących, hermetycznych i wodoszczelnych urządzeń w przemyśle elektronicznym i spożywczym. Najczęściej stosuje się lutowanie stopem cyny i ołowiu jako materiałem lutowniczym. Lut zazwyczaj wymaga topnika, aby usunąć warstwę tlenku i poprawić właściwości zwilżające lutu. Istnieje wiele rodzajów topników, a przemysł elektroniczny najczęściej wykorzystuje roztwór alkoholu kalafoniowego do lutowania. Topnik po lutowaniu nie ma wpływu korozyjnego na obrabiany przedmiot i jest nazywany topnikiem niekorozyjnym. Topnik stosowany do spawania miedzi, żelaza i innych materiałów składa się z chlorku cynku, chlorku amonu i wazeliny. Fluorek i fluoroboran są stosowane jako topniki do spawania aluminium, a kwas solny i chlorek cynku są stosowane jako topnik. Pozostałości po lutowaniu tych topników mają działanie korozyjne, zwane topnikiem korozyjnym, który należy oczyścić po lutowaniu.
Mosiężnictwo
(2) Lutowanie twarde: Lut twardy ma temperaturę topnienia wyższą niż 450 stopni C i większą wytrzymałość połączenia (większą niż 200 MPa).
Luty lutownicze mają wysoką wytrzymałość i niektóre działają w wysokich temperaturach. Luty lutownicze są dostępne w szerokiej gamie zastosowań, przy czym najczęściej używane są luty na bazie aluminium, srebra, miedzi, manganu i niklu. Luty na bazie aluminium są powszechnie używane do lutowania produktów aluminiowych. Luty na bazie srebra i miedzi są powszechnie używane do lutowania części miedzianych i żelaznych. Spoiwa lutownicze na bazie manganu i niklu są często używane do spawania stali nierdzewnej, stali żaroodpornej i stopów wysokotemperaturowych, które działają w wysokich temperaturach. Materiały lutownicze, takie jak ruten, tytan, cyrkon, metale ogniotrwałe, grafit i ceramika, są powszechnie używane jako luty, takie jak pallad, cyrkon i tytan. Wybierając lut, weź pod uwagę właściwości materiału bazowego i wymagania dotyczące wydajności połączenia. Topnik lutowniczy składa się zazwyczaj z chlorku i fluorku metalu alkalicznego i metalu ciężkiego lub boraksu, kwasu borowego, fluoroboranu lub podobnego i może być formowany w proszek, pastę lub ciecz. Do niektórych lutów dodaje się również lit, bor i fosfor, aby zwiększyć ich zdolność do usuwania warstwy tlenkowej i zwilżania. Po lutowaniu pozostałości topnika są czyszczone ciepłą wodą, kwasem cytrynowym lub kwasem szczawiowym.
Uwaga: Powierzchnia styku metalu bazowego powinna być bardzo czysta, dlatego należy użyć topnika. Funkcją topnika jest usuwanie tlenków i zanieczyszczeń olejowych z powierzchni metalu bazowego i lutu, ochrona powierzchni styku lutu i materiału bazowego przed utlenianiem oraz zwiększenie zwilżalności i kapilarnej płynności lutu. Temperatura topnika powinna być niższa niż temperatura topnienia lutu, a pozostałości topnika powinny być mniej żrące dla metalu bazowego i złącza. Topnikiem powszechnie stosowanym do lutowania jest roztwór kalafonii lub chlorku cynku, a zwykłym topnikiem do lutowania twardego jest mieszanka boraksu, kwasu borowego i zasadowego fluorku.
Edycja metody procesu
Głównymi parametrami procesu lutowania są temperatura lutowania i czas utrzymywania, czyli ilość pochłoniętego ciepła. Temperaturę lutowania zazwyczaj wybiera się tak, aby była o 25 - 60 stopnia C wyższa od temperatury likwidusu lutu, aby zapewnić, że lut wypełni szczelinę.
Czas utrzymywania lutowania zależy od rozmiaru przedmiotu obrabianego i stopnia interakcji między materiałem lutowniczym a metalem macierzystym. Czas utrzymywania dużych części powinien być dłuższy, aby zapewnić równomierne nagrzewanie. Lut ma silną interakcję z metalem bazowym, a czas utrzymywania jest krótki. Zasadniczo pewien czas utrzymywania jest niezbędny, aby promować wzajemną dyfuzję spoiwa lutowniczego i metalu macierzystego w celu utworzenia mocnego połączenia. Jednak nadmiernie długi czas utrzymywania spowoduje wady, takie jak korozja.
Lutowanie ceramiczne metali
Istnieje wiele powszechnych metod lutowania, głównie w oparciu o używany sprzęt i zasadę działania. Jeśli podzielimy je według źródła ciepła, są to lutowanie podczerwone, wiązką elektronów, laserowe, plazmowe, jarzeniowe itp.; w zależności od procesu roboczego istnieją lutowanie kontaktowe i lutowanie dyfuzyjne. Lutowanie kontaktowe to użycie materiału lutowniczego do reakcji z metalem macierzystym w celu utworzenia fazy ciekłej wypełniającej szczelinę złącza. Lutowanie dyfuzyjne ma na celu wydłużenie czasu dyfuzji cieplnej, tak aby spoina i materiał bazowy były wystarczająco ujednorodnione, aby uzyskać takie same właściwości złącza jak materiał bazowy. Prawie wszystkie źródła ciepła mogą być używane jako źródło ciepła lutowniczego, a lutowanie jest odpowiednio klasyfikowane:
Lutowanie lutownicze małych, prostych lub cienkich części.
Lutowanie falowe Do montażu i lutowania płytek drukowanych o dużej objętości i podzespołów elektronicznych. Podczas spawania stopiony lut o temperaturze około 250 stopni tworzy szczyt przez szczelinę pod ciśnieniem pompy, a przedmiot obrabiany jest spawany przez szczyt. Ta metoda jest wysoce wydajna i umożliwia zautomatyzowaną produkcję na linii montażowej.
Lutowanie płomieniowe Płomień, który powstaje w wyniku spalania gazu palnego z tlenem lub sprężonym powietrzem, jest używany jako źródło ciepła do spawania. Sprzęt do lutowania płomieniowego jest prosty i łatwy w obsłudze, a także może być podgrzewany i spawany jednocześnie przez wiele płomieni w zależności od kształtu przedmiotu obrabianego. Ta metoda nadaje się do spawania średnich i małych części, takich jak ramy rowerowe i aluminiowe wloty czajników.
Lutowanie zanurzeniowe Część lub całość przedmiotu obrabianego zanurza się w kąpieli lutowniczej pokrytej topnikiem lub kąpieli solnej zawierającej tylko stopioną sól do spawania cieplnego. Ta metoda jest jednolita, szybka i dokładna w kontroli temperatury i nadaje się do masowej produkcji i spawania dużych elementów. Sól w kąpieli solnej składa się głównie z topnika. Duża ilość topnika pozostaje na przedmiocie obrabianym po spawaniu, a obciążenie pracą czyszczącą jest duże.
Lutowanie indukcyjne to metoda spawania, która wykorzystuje jako źródło ciepła prąd indukowany o wysokiej częstotliwości, średniej częstotliwości lub częstotliwości mocy. Ogrzewanie o wysokiej częstotliwości nadaje się do spawania cienkościennych kształtek rurowych. Kable koncentryczne i cewki indukcyjne typu split mogą być używane do lutowania na ziemi z dala od źródła zasilania, szczególnie w przypadku niektórych dużych elementów, takich jak spawanie połączeń rurowych, które muszą zostać zdemontowane na rakiecie.
Lutowanie w piecu Obrabiany przedmiot z materiałem lutowniczym umieszczany jest w piecu w celu podgrzania i spawania. Często konieczne jest dodanie topnika lub można go zabezpieczyć gazem redukującym lub gazem obojętnym, a ogrzewanie jest stosunkowo równomierne. Lutowanie w piecu można podzielić na piec do lutowania skrzynkowego, piec do lutowania studziennego, piec do lutowania wsadowego i piec do lutowania ciągłego. Piece ciągłe mogą być używane do produkcji masowej.
Lutowany próżniowo element jest podgrzewany w komorze próżniowej i stosowany głównie do spawania wyrobów wysokiej jakości i materiałów utlenialnych.
