Lutowanie metali

Lutówki - topniki

Związki chemiczne i ich mieszaniny , które ułatwiają lutowanie , nazywamy lutówkami (topnikami) . Lutowany metal należy oczyścić i odtłuścić jednak to nie wystarczy ponieważ podczas ogrzewania na jego powierzchni tworzą się tlenki metali które utrudniają lub wręcz uniemożliwiają lutowanie . Lutówki nie dopuszczają do tworzenia się tlenków i ułatwiają lutowanie . Tyle wstępu w telegraficznym skrócie i nie wdając się w szczegóły . Jedną z najlepszych lutówek przy lutowaniu metali szlachetnych jest boraks . Do lutowania twardego jako lutówki można też używać fosforanu sodowego lub amonowego , które podobnie jak boraks redukują w sobie tlenki metali . Oprócz lutówek w postaci stałej bardzo dobre i wygodne w stosowaniu są lutówki płynne . Lutówki płynne mają tą przewagę nad stałymi że podczas ogrzewania nie puchną i nie rozchylają na boki lutowanego materiału .

lutówki :
1. boraks , kwas borowy i fosforan sodu w stosunku  1 : 3 : 1
2. 30 g fosforanu sodowego , 120 g kwasu borowego , 1 litr wody destylowanej (do lutowania twardego)
3. odwodniony boraks , wyżarzona sól kuchenna , węglan potasu w stosunku  2 : 4 : 4
Obecnie potrzebne lutówki można bez problemu kupić w odpowiednich sklepach dlatego szkoda czasu na własnoręczne jej sporządzanie . Po lutowaniu mieszaninę boraksu i potażu usuwamy przy użyciu ostrej szczotki lub wytrawiamy przedmiot w 5-cio procentowym roztworze kwasu siarkowego .

Luty dla srebra .

- luty miękkie – do lutowania cienkich blach , do reperacji przedmiotów , które tylko raz mogą być żarzone
- luty średnie – w montażu wszelkiego rodzaju przedmiotów
- luty twarde – do wyrobów które musza być kilkukrotnie wyżarzane , klepane , walcowane już po lutowaniu.

O zastosowaniu odpowiedniego lutu decyduje przede wszystkim jego temperatura topnienia oraz nasze oczekiwania co do jego właściwości – wytrzymałości , odporności na obróbkę mechaniczną . W każdym przypadku temperatura topnienia lutu musi być niższa od temperatury topnienia lutowanego materiału . Przy lutowaniu cienkich i delikatnych przedmiotów różnica w temperaturze topnienia lutu i lutowanego metalu musi wynosić co najmniej 50 st. C .

Luty ze srebra próby 0,800

Luty srebrne

Dla obniżenia temperatury topnienia stopów srebra zamiast cynku lub kadmu można również użyć jako stopu pośredniego mosiądzu . Dla przedmiotów srebrnych , które mają być pokryte emalią , używa się twardych lutów o składzie : 7 g czystego srebra , 3 g miedzi lub też 4 g czystego srebra i 1 g miedzi .

W skład lutów srebrnych używanych do lutowania żelaza i stali dodawany bywa mangan w ilości 6-9 % .

Przy sporządzaniu lutów metale zawsze topimy w kolejności ich punktów topnienia od najwyższego do najniższego . Na końcu dodajemy kadm i cynk odrobinę zwiększając (15-20 %) ich ilość w stosunku do podanej w przepisie uwzględniając w ten sposób minimalne wypalenie się podczas topienia . Kadm i cynk najlepiej zawinąć w cienką blaszkę ze srebra co uchroni je przed bezpośrednim działaniem płomienia palnika . Przy bezpośrednim stapianiu nie ochronionego kadmu jego ilość należy zwiększyć o 50 % .

Przy lutowaniu przedmiotów które w dalszym etapie obróbki mają być wyżarzane , farbowane lub emaliowane nie używa się lutów zawierających kadm i cynk gdyż po procesie farbowania w miejscach spojenia powstają trudne do usunięcia ciemne plamy .

Luty dla metali nieszlachetnych .

W skład lutów miękkich wchodzi : bizmut , cyna , ołów i kadm – temperatura topnienia w zależności od składu waha się od 60 – 240 ° C .

Luty miękkie sporządzamy topiąc ołów następnie dodajemy cynę w postaci małych kawałków i na koniec dodaje się bizmut i kadm . Lut należy dokładnie wymieszać drewnianym patyczkiem . Lutowanie przeprowadza się bezpośrednio płomieniem lub przy użyciu kolby lutowniczej .

Przy lutowaniu miękkim jako lutówkę stosuje się prawie wyłącznie chlorek cynku oraz roztwór wodny salmiaku i chlorku cynku . W niektórych przypadkach (np. przy lutowaniu cynku) jako lutówki używa się 50-procentowego roztworu wodnego kwasu solnego , a przy lutowaniu ołowiem – kalafonii .

Przy lutowaniu wyrobów z mosiądzu , tombaku , brązu lub białego metalu (alpaki) używa się oprócz miękkich lutów srebrnych również lutów twardych zbliżonych swym składem i barwą do składu przedmiotów lutowanych .

Przy lutowaniu mosiądzu jako lutu możemy użyć tego samego mosiądzu z dodatkiem 25-40 % cynku lub cyny . Niestety taki lut jest bardzo kruchy i mało odporny na gięcie i kucie . Niewielki dodatek srebra wpłynie bardzo korzystnie na obróbkę mechaniczną .

Luty dla mosiądzu  

1. mosiądz 86 % , cynk 10 % , srebro 4 %
2. miedź 50 % , cynk 46 % , srebro 4 %
3. mosiądz 70 % , cynk 30 %  - lut twardy
4. mosiądz 64 % , cynk 31 % , cyna 5 %  - lut miękki .

Do wyrobów z białego metalu (nowe srebro) używa się lutu o składzie :
biały metal 77 % , cynk 10 % , mosiądz 13 % .

Do lutowania miedzi używa się lutu o składzie :
miedź 58 % , ołów 42 % .

Do wyrobów pozłacanych używa się lutu o składzie :
miedź 48 % , cyna angielska żółta 48 % , cyna 4 % .

Luty glinowe mają skład :
1. cynk 94 % , miedź 2,5 % , glin 3,5 %
2. cynk 87 % , miedź 5 % , glin 8 %

Dla przedmiotów lanych :
cynk 90 % , miedź 2 % , glin 8 %

Lutówka do lutów glinowych składa się z :
20 % fluorku sodu , 10 % fluorku litu , 25 % fluorku potasu , 25 % kwasu borowego i 20 % topionego boraksu .

Lutowanie

Rodzaj i ilość lutu zależne są od rodzaju i powierzchni lutowanego przedmiotu . Do przedmiotów które mają być wielokrotnie lutowane najpierw używamy lutów twardych , następnie lutów miękkich . Musimy pamiętać o ewentualnej dalszej obróbce mechanicznej i używać odpowiednich lutów . Lut w postaci paseczka cienko walcowanej blachy lub cienkiego drutu tniemy na małe kawałki zwane palejkami. Osoby bardziej doświadczone mające trochę praktyki w lutowaniu nakładają lut bezpośrednio z paska . Lutowanie przeprowadzamy na cegle szamotowej , węglu drzewnym lub specjalnej ceramicznej płytce . Oczyszczone miejsce lutowania smarujemy lutówką i lekko równomiernie ogrzewamy palnikiem – powoduje to łagodne podsuszenie lutówki . Następnie zwiększamy moc płomienia i ogrzewamy lutowany przedmiot . Nie wolno ogrzewać punktowo ponieważ grozi to przepaleniem (stopieniem) lutowanego przedmiotu . Poruszamy palnikiem równomiernie ogrzewając cały przedmiot , a szczególnie okolice lutowanego miejsca . Po uzyskaniu odpowiedniej temperatury nakładamy pęsetą palejkę lutu i ogrzewamy aż do momentu rozpłynięcia się lutu . Lutowany przedmiot musi być rozgrzany równomiernie w przeciwnym przypadku lut popłynie w cieplejsze miejsce i nie połączy lutowanych części . Przy lutowaniu elementów o podobnej grubości ogrzewanie jest stosunkowo proste . Znacznie trudniej lutuje się cienki drut do grubej blachy . W takim przypadku najpierw delikatnie ogrzewamy drut , nakładamy odrobinę lutu i ogrzewamy aż do momentu lekkiego nadtopienia lutu na drucie . Następnie płomień palnika kierujemy na blachę ogrzewając całą jej powierzchnię po czym koncentrujemy płomień w miejscu lutowania cały czas lekko poruszając palnikiem . W momencie kiedy blacha osiągnie właściwa temperaturę przykładamy drut z nałożonym lutem . Uwaga! Nie ogrzewamy drutu tylko cały czas płomień kierujemy na blachę . Drut bardzo szybko przejmie ciepło od rozgrzanej blachy i po roztopieniu lut przepłynie na blachę zalewając miejsce lutowania spoiną . Określenie „właściwa temperatura” jest trochę mało precyzyjne , ale po nabraniu doświadczenia właściwą temperaturę będziemy rozpoznawać po kolorze ogrzewanego metalu .

W opracowaniu wykorzystałem fragmenty książki
„Złotnictwo i Probiernictwo” dr Franciszka Zastawniaka
w której to znajdziemy szczegółowy opis sposobów lutowania różnych metali .