Co to jest cyna lutownicza?

Cyna lutownicza, nazywa się fachowo lutem, to stop metalu, który umożliwia łączenie ze sobą innych metalowych elementów. W tym celu stop zostaje stopiony na grocie lutownicy i wprowadzany pomiędzy metalowe części. Proces ten nazywany jest lutowaniem. Temperatura topnienia cyny lutowniczej musi być zawsze niższa niż temperatura topnienia łączonych części metalowych, aby te ostatnie nie uległy upłynnieniu pod wpływem ciepła. Pod tym względem lutowanie różni się od spawania, w którym łączone metale są również topione. Idealnym rozwiązaniem jest stałe i odporne na korozję połączenie metali, które może przewodzić prąd i ciepło.

Różne rodzaje cyny

Stop lutowniczy składa się z kilku różnych metali łączonych w zależności od typu w różnych proporcjach. Często są to ołów, cyna i cynk, ale także srebro lub miedź. Z reguły największą część stanowi cyna, stąd też potocznie przyjęło się określenie cyna lutownicza. Rodzaj i stosunek metali zawartych w stopie lutowniczej decyduje o tym, jak wysoka lub niska jest temperatura topnienia lutu. Ponadto są one odpowiedzialne za silniejsze lub słabsze przewodnictwo oraz silniejszą lub słabszą ochronę przed utlenianiem i korozją.

Jeśli temperatura topnienia jest niższa niż 450°C, jest to lut miękki, który stosowany jest przede wszystkich do lutowania elektroniki ze względu na ich dość dużą wrażliwość. Lutowanie mięsie stosowane jest również do łączenia metali o niskiej temperaturze topnienia, takich jak cyna, cynk lub ołów. Zazwyczaj zakres temperatur topnienia lutowanie miękkie wynosi od 180°C do 250°C.

O lutowiu twardym mówi się, gdy temperatura topnienia lutu jest wyższa niż 450°C. Połączenie tego typu są bardziej stabilne i mocniejsze, a dzięki wyższemu zakresowi topnienia lepiej znoszą obciążenia termiczne.

Oznaczenie cyny

Rzeczywisty skład cyny lutowniczej i jej właściwości można zobaczyć z różnych specyfikacji na opakowaniu.

Średnica: Cyna lutownicza jest dostępna w różnych wersjach, np. w postaci rolki z zawiniętym drutem lutowniczym. Średnica informuje o grubości drutu lutowniczego. Im mniejsza średnica, tym łatwiej jest dozować ilość cyny. Z tego powodu drut lutowniczy o małej średnicy nadaje się bardzo dobrze do lutowania małych części i jest dobrym wyborem dla początkujących.

Skład: Na opakowaniu cyny lutowniczej zazwyczaj nadrukowany jest kod, który informuje o zawartych w niej metalach i ich proporcjach. Struktura takiego kodu jest zawsze taka sama: na pierwszym miejscu znajduje się symbol pierwiastka, po którym następuje liczba określająca procent. Kod "Sn60Pb39Cu1" oznacza zatem w postaci rozpuszczonej: 60% cyny, 39% ołowiu i 1% miedzi.

Rodzaj topnika: Aby cyna lutownicza lepiej się topiła i dobrze się rozprowadzał, dodaje się do niej topnik. Zmniejsza napięcie powierzchniowe lutu, usuwa utleniacze znajdujące się na powierzchni i chroni przed utlenianiem podczas lutowania. Topniki do zastosowań lutowniczych są dokładnie określone. Niektóre z nich są nadal objęte normą DIN 8511, przy czym od 1994 r. stosuje się kody cyfr zgodne z normą EN ISO 9454. Stary schemat wg DIN 8511 działa w następujący sposób: litera F oznacza, że topnik jest zawarty w cynie. Druga litera oznacza materiał do lutowania, metal ciężki (S) lub metal lekki (L).Trzecia litera to proces lutowania: H odnosi się do lutowania twardego, W do lutowania miękkiego. Rodzaj topnika, a tym samym jego właściwości korozyjne, wskazuje ostatnia cyfra. Innymi słowy, kod "F-SW 34" oznacza "zawarty topnik, odpowiedni do lutowania metali ciężkich i miękkich, typ topnika: 34 = nie powoduje korozji". Zgodnie z ISO 9454-1 odpowiada to formule "2.2.3" (typ topnika 2 = organiczny, baza 2 = nierozpuszczalny w wodzie, aktywator 3 = nie na oparty na halogenkach).

Kryteria zakupu cyny - co jest ważne?

Przeznaczenie w dużej mierze decyduje o wyborze odpowiedniej cyny lutowniczej, np, jeśli chcesz lutować metale o niskiej temperaturze topnienia, musisz wybrać miękki lut o składzie, który ma jeszcze niższy zakres topnienia. Lutów twardych używa się, gdy połączenie ma być szczególnie stabilne, a temperatura topnienia łączonych części na to pozwala.

Cyna lutownicza jest dostępna w różnych wersjach, np. w postaci zwoju, rolki, długopisu, pręta lub pasty. Cienkie druty lutownicze dobrze nadają się do szczególnie małych połączeń. Szybko się topią i tworzą równomiernie spływającą kroplę. Do lutowania większych powierzchni, które wymagają większej ilości lutu, można użyć prętów o różnej grubości. Z ich pomocą można szybko nanieść wystarczająco dużą ilość materiału.

Aby móc wykonać mocne połączenie, jakość lutu odgrywa ważną rolę. Powinien on charakteryzować się nie tylko wysoką przewodnością elektryczną i cieplną, ale także łatwością obróbki ("ciągliwość") i być możliwie wolny od korozji. Należy zwrócić uwagę na rodzaj użytego topnika, ponieważ niektóre rodzaje bardzo mocno podlegają korozji, więc pozostałości muszą zostać usunięte. Jeśli użyjesz niekorozyjnego topnika, możesz zaoszczędzić sobie pracy. Topniki bez pozostałości (No Clean Flux) są idealnym wyborem, szczególnie w dziedzinie elektroniki.

FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące cyny lutowniczej

Czy lut ołowiowy jest lepszy?

Cyna lutownicza z zawartością ołowiu ma niską temperaturę topnienia (od180 do 190 °C) i jest dobrym rozwiązaniem, gdy mają być lutowane metale o niskiej temperaturze topnienia lub szczególnie wrażliwe elementy. Stosowanie lutu cynowego zawierającego ołów nie jest jednak już w pełni dopuszczone, ponieważ należy unikać zanieczyszczeń środowiska. Bezołowiowa cyna lutownicza jest dobrą alternatywą, jednak jej wadą jest fakt, że topi się dopiero w wyższych temperaturach (od 217°C). W związku z tym należy przestrzegać górnej granicy temperatury lutowanych elementów. To, którego lutu ostatecznie użyjesz, zależy od twoich osobistych preferencji i danego zastosowania, np. rury wodociągowe powinny być raczej lutowane cyną bezołowiową. Ważne jest, aby wiedzieć, że cyna lutownicza zawierająca ołów i bezołowiowa nie są ze sobą kompatybilne. Jeśli użyty zostanie niewłaściwy lut, połączenie może się ponownie poluzować.

Jakie narzędzia i wyposażenie dodatkowe są potrzebne do lutowania?

Przede wszystkim do lutowania potrzebna jest lutownica i cyna. Inne przydatne dodatki to dozownik na szpulę, gąbka do lutowania lub trzecia ręka jako uchwyt. Praktyczne okazują się również waciki z alkoholem lub małe szczoteczki do usuwania pozostałości po lutowaniu.