W jakich branżach wykorzystuje się lutowanie twarde?
W wielu dziedzinach przemysłu i nie tylko niezbędne jest stosowanie różnych metod pozwalających na łączenie poszczególnych elementów. W przypadku metali stosuje się często spawanie, jednak technika ta jest dość agresywna i w niektórych przypadkach jej zastosowanie jest niemożliwe.
W takiej sytuacji stosuje się lutowanie twarde, które jest techniką bardzo przydatną i uniwersalną, ponieważ pozwala na łączenie bardzo wielu różnych materiałów. Wszystko zależy jedynie od doboru odpowiedniego spoiwa, topnika oraz temperatury pracy. Jednak na czym tak na pracę polega lutowanie twarde i gdzie jest wykorzystywane?
Na czym polega lutowanie twarde?
Lutowanie większości nie obeznanym w temacie osobom kojarzy się z wykonywaniem połączeń elementów metalowych za pomocą lutownicy i spoiwa np. cyny. Jest to tzw. lutowanie miękkie, które stosowane jest bardzo często np. w elektronice, dzięki temu, że pozwala na bardzo precyzyjną pracę w niewysokich temperaturach (poniżej 450 stopni Celsjusza). Istnieje jednak drugi rodzaj lutowania tzw. lutowanie twarde, które również wykorzystuje się do łączenia różnych metalowych elementów, jednak właściwości i zastosowanie tej techniki znacznie różnią się od lutowania miękkiego.
Lutowanie twarde to metoda tworzenia połączeń między elementami metalowymi, przy wykorzystaniu lutów twardych do miedzi, czyli takich, których temperatura topnienia wynosi więcej niż 450 stopni Celsjusza, a czasami może sięgać nawet 2000 stopni Celsjusza. Ten rodzaj lutowania wykorzystywany jest najczęściej do łączenia elementów wykonanych z takich materiałów jak: stal węglowa, molibdenowa, wolframowa, niklowa, chromowa, płytki z węglików spiekanych, złoto, srebro, miedź, mosiądz i brąz.
Do uzyskania niezbędnej temperatury wykorzystuje się najczęściej palnik acetylenowo-tlenowy lub też lampę lutowniczą. Przy lutowaniu twardym niezbędne jest stosowanie specjalistycznych topników, które pozwalają zabezpieczyć materiał przed utlenianiem, a także rozpuszczają tlenki na powierzchni lutowanego materiału, zwiększając tym samym zdolność spoiwa do rozpływania się i dokładnego wnikania w szczeliny i strukturę metalu.
Dzięki temu utworzone połączenie jest bardzo wytrzymałe, trwałe oraz szczelne. Topniki dostępne są jako osobny składnik, ale mogą występować również w formie otuliny, przy tzw. lutach otulonych. Tego typu spoiwo ma dodatkową warstwę z topnika, przez co podczas lutowania topnik jest na bieżąco podawany i nie ma konieczności stosowania go jako dodatkowego elementu.
Lutowanie twarde wymaga znacznie większych umiejętności niż lutowanie miękkie i dodatkowo jest też niebezpieczniejsze, głównie z powodu pracy przy bardzo wysokich temperaturach. Niezbędne jest również posiadanie odpowiedniej wiedzy, aby wiedzieć, jak wybrać odpowiedni rodzaj spoiwa oraz topnik, do danego zastosowaniu i materiału, z jakiego składają się lutowane elementy.
Należy również pamiętać, że lutowanie twarde powinno być stosowane wyłącznie w dobrze wentylowanych pomieszczeniach, ponieważ w trakcie obróbki dochodzi do wydzielania się szkodliwych gazów.
Gdzie stosuje się lutowanie twarde?
Lutowanie twarde to dość uniwersalna technika, która wykorzystywana jest w bardzo wielu branżach. Jest to możliwe dzięki temu, że obecnie dostępne na rynku jest bardzo wiele różnych spoiw twardych, przez co technikę tą można stosować do łączenia różnych rodzajów metali. Lutowanie twarde znajduje zastosowanie w tworzeniu i konserwacji instalacji grzewczych, chłodniczych i klimatyzacyjnych, z racji wysokiej odporności połączeń na skrajną temperaturę.
Często metoda ta wykorzystywana jest również w branży motoryzacyjnej, podczas łączenia różnego rodzaju rur konstrukcyjnych, w przemyśle elektrotechnicznym lub nawet w jubilerstwie, gdzie służy do łączenia różnych elementów biżuterii wykonanych np. ze złota lub srebra.
Rodzaje lutów twardych
W lutowaniu twardym stosuje się różnego rodzaju spoiwa, które dobiera się do materiału, z jakiego stworzone są elementy lutowane, ich przeznaczenia oraz warunków, w jakich będą pracować.
Do najpopularniejszych należą niewątpliwie luty mosiężne (lutowanie stali ocynkowanej, stopów miedzi, stali oraz żelaza ciągliwego), srebrne (lutowanie różnych stopów stali, niklu i miedzi), miedziane (lutowanie stali, niklu i stopów Cu-Zn) oraz luty miedziano-fosforowe (lutowanie miedzi z miedzią), które mają jedną ciekawą właściwość, a mianowicie nie jest konieczne w ich przypadku stosowanie topnika, co znacząco ułatwia pracę.