Czym jest lutowanie?
Lutowanie polega na pokryciu elementów metalowych warstwą wiążącą z innego metalu (stopu).
Aby móc to wykonać, oraz aby elementy silnie się ze sobą połączyły, należy PRZEDE WSZYSTKIM je nagrzać do temperatury nieco wyższej, niż temperatura stopu (cyny) używanego do tego procesu.
Drugim niezwykle ważnym czynnikiem jest usunięcie z lutowanych miejsc wszystkich zanieczyszczeń (tlenków, siarczków, czy nawet lakieru - jak w drucikach w słuchawkach, czy transformatorze). Do tych celów używa się TOPNIKA - zwanego czasem kalafonią (bo w istocie jej jest tam najwięcej), lub pasty lutowniczej - z tą jednak należy postępować dość ostrożnie : Lubi być tak agresywna (w usuwaniu zanieczyszczeń) że potrafi nawet usunąć (co prawda po jakimś czasie, ale jednak!) sam element lutowany... Miałem kilka takich przypadków, gdzie w dławikach ktoś "mądry" używał do lutowania wyprowadzeń przewodów (średnica rzędu ułamka milimetra) pasty lutowniczej... pomijam fakt, że może ona mieć właściwości przewodzące, ale sam fakt, że do jej produkcji używa się kwasu wyjaśni chyba co z przewodem miedzianym dzieje się po kilku latach... - W każdym razie - jeśli już "zwykła" kalafonia nie pomaga, i MUSIMY użyć pasty - NIE WOLNO ZAPOMNIEĆ O JEJ ZMYCIU po lutowaniu. Kalafonia (pasta) prócz tego, że usuwa zanieczyszczenia ma jeszcze jedną cechę, która bardzo pomaga w lutowaniu : zwiększa "zwilżalność" łączonych metali (coś takiego jak detergent z tłuszczem robi - odsuwa zabrudzenia z łączonych powierzchni i pozwala żeby dostała się tam woda. W wypadku topnika usuwa on zanieczyszczenia i umożliwia idealne pokrycie elementów cyną).
Podstawowy błąd w lutowaniu (jego początkach) polega właśnie na tym, że nie rozumie się istoty samego procesu.
Więc tak -
1/ Elementy przed podaniem na nie cyny z kalafonią muszą być nagrzane do odpowiedniej temperatury.
2/ Po nagrzaniu tych elementów (nóżka elementu i pole lutownicze) dopiero podajemy cynę - jeśli nóżka elementu ma odpowiednią temperaturę cyna się topi uwalniając jednocześnie topnik; ten z kolei usuwa brudy i pomaga zwilżyć cyną łączone elementy .
3/ Jeśli tylko zauważymy, że element został pokryty cyną prawidłowo; natychmiast odsuwamy grot. Po pierwsze - nie utleniamy samej cyny (przegrzanie spoiny), a po drugie nie spalamy topnika - lut wygląda elegancko (błyszczy się, jeśli używamy cyny "ołowiowej" - w wypadku "bezołowiowej" może być nadal matowy i paskudny...
), a spalony topnik nie zanieczyszcza (i przy okazji nie stwarza zagrożenia zwarciem - wszystko po spaleniu staje się węglem...).
4/ Jeśli już polutowaliśmy całą płytkę; dobrze jest przemyć ją (pomóc może szorowanie szczoteczką do zębów - oczywiście specjalnie tylko do tego celu przeznaczoną) denaturatem, lub IPA (izopropanol). Umożliwi ten zabieg sprawdzenie wszystkich połączeń (wymywa resztki spalonego topnika, usuwa ewentualne odpryski cyny z płytki; a przez to łatwo jest prześwietlić płytę i wykryć niedoróbki), a płytka osiągnie wygląd w pełni "profesjonalnej".
Sam proces lutowania nie może być ani za krótki, ani za długi - w pierwszym wypadku lut jest niedogrzany i może "puścić" - cyna nie zwilżyła należycie łączonych elementów, a w drugim cyna jest przegrzana i przez to częściowo utleniona - może nie przewodzić prawidłowo, a sama spoina też jest mechanicznie słabsza. W momencie zdobycia doświadczenia i praktyki lutowanie jednego punktu trwa ok. 1 sekundy. Skrócenie czasu grzania punktu lutowniczego ma jeszcze jedną istotną zaletę - zmniejsza możliwość uszkodzenia samego lutowanego elementu - co wcale nie jest tak bardzo niemożliwe wbrew pozorom; zwłaszcza przy używaniu cyny bezołowiowej...
I na koniec - kwestia temperatury...
Zakłada się, że dla cyny powinna być to temperatura w okolicy nie przekraczającej 300*C. Wszystko pięknie - jeśli się dopiero uczymy lutować i polutowanie jednego punktu (zgranie tych czynności o których wyżej: nagrzanie punktu lutowniczego, stopienie odpowiedniej ilości cyny zwilżenie spoiny cyną i oderwanie grota) trwa długo...
Przy nabraniu praktyki możemy ustawić nieco większą temperaturę - grot w trakcie dużej ilości odbieranego ciepła nie schłodzi się poniżej wymaganej do prawidłowego zwilżenia cyną elementu temperatury (stąd też ważne się staje używanie stacji lutowniczych nadzorujących temperaturę grota na bieżąco), a samo lutowanie trwa krócej - Lepiej użyć większej temperatury ale krócej lutować, niż niższej, a lutować (nagrzewać element) dłużej.
Cyna bezołowiowa...
O ile w wypadku "starej, poczciwej" i sprawdzonej (!) cyny ołowiowej wszystkie tajniki i kruczki zostały już przebadane (ostatecznie stopów cyny z ołowiem używa się dobrych kilkadziesiąt lat!), to jeśli chodzi o "bezołowiówkę" sytuacja wygląda ... inaczej. Po pierwsze - nie ma (jeszcze) opracowanego idealnego stopu; można spotkać cynę ze srebrem, cynę ze srebrem i kadmem, miedzią, czy nawet bizmutem (!), a każdy z tych stopów ma inne właściwości - i to nie tylko temperaturę topnienia, ale i wymagany czas nagrzewania spoiny, inne - odpowiednie dla danego stopu topniki (niekiedy znacznie bardziej agresywne niż w wypadku kalafonii), ale i inne wytrzymałości mechaniczne... W praktyce spotykałem się z problemami wynikającymi z użycia każdego z tych stopów... Szczytem niedopracowania (bo mam nadzieję, że nie był to efekt zamierzony przez producenta) jednego z wymienionych wyżej stopów była cała seria DVD PHILIPS'a, gdzie po 3 latach od wypuszczenia sprzętu z fabryki należało prze-lutować na nowo cały przedni panel sterujący... Innym takim przykładem był stop cyny z (nie pamiętam dokładnie z czym, niestety...) jakimś metalem (kilkoma metalami), który "wyglądał bardzo ładnie, świetnie zwilżał, nie wymagał agresywnych topników ale za to był całkowicie nieodporny mechanicznie - wystarczyło lekko nagiąć płytę (na przykład przy jej mocowaniu w obudowie), a powstawały niewidoczne "na oko" pęknięcia skutecznie uniemożliwiające pracę układu.
Wielkość elementów a średnica cyny -
Kolejny element układanki, na który warto zwrócić uwagę. Do większości zastosowań (elementy typowej wielkości i pola lutownicze nie zbyt wielkie) w zupełności wystarcza cyna średnicy 0,7 - 0,8 a nawet 1 mm. Tu wypada dobrać sobie indywidualnie, ponieważ im grubsza cyna tym krócej trzeba ją nagrzewać (tylko dla zaawansowanych; amator nie zauważy różnicy) i summa summarum czas potrzebny do polutowania np. układu scalonego (a więc i jego nagrzewania) skróci się o kilka sekund. Z drugiej strony większa grubość cyny może powodować zbyt dużą jej ilość na padzie (punkcie lutowniczym), co z kolei wydłuża czas potrzebny do ostygnięcia całości (więc i wydłuża czas poddawania lutowanego elementu dużej temperaturze). Znów więc należy podchodzić do tej kwestii indywidualnie. Osobiście np. pasuje najlepiej mi cyna o średnicy 0,8mm. Czasem (w wypadku braku na rynku) kupowałem 1mm, a obecnie mam 0,7mm. Przy każdej zmianie muszę jednak mieć chwilę na "przestawienie się" (ile należy podać cyny na pada, żeby punkt lutowniczy był poprawnej wielkości, jak długo nagrzewać i jaką temperaturę ustawić - czynności te z pozoru banalne i dla całkowitego amatora bezsensowne, przy długim lutowaniu okazują się pomocne.
I uprzyjemniają pracę.
W zasadzie każdy elektronik powinien mieć co najmniej trzy średnice lutu cynowego -
0,5mm - do małych elementów i SMD.
0,7 - 1mm - do typowych elementów przewlekanych i typowych pól lutowniczych (średnicę należy dobrać wg własnego uznania - tej cyny używa się najczęściej).
1,2 - 2mm - do cynowania przewodów - tu również średnica powinna być adekwatna do średnicy przewodów lutowanych najczęściej) - oraz do lutowania dużych powierzchni - np. dolutowanie przewodu do masy, czy lutowanie radiatora do płytki (niektóre radiatory mają zaciśnięte posrebrzone "słupki"wlutowania ich w płytę), czy np. konektory speacon (lepiej jest jednak przykręcać pocynowane przewody)...
Oczywiście - przy "niedzielnym lutowaniu" można zrezygnować ze skrajnych średnic, pozostając przy "uniwersalnej" (0,7-1mm) - w końcu w amatorskim zastosowaniu nie korzysta się z innych aż tak często; jednak jeśli mamy w planach zmianę wszystkich kabli głośnikowych, czy inną bardziej "masową produkcję" zaopatrzenie się w stosowną cynę ułatwi i przyspieszy pracę.
Te wszystkie okoliczności wymuszają indywidualne podejście również i do każdego stopu lutowniczego/cyny. Jedno nie zmienia się jednak nigdy - miejsce lutowania musi być porządnie pokryte cyną; cyną która należycie zwilżyła łączone elementy, nie została przegrzana ani nie dogrzana, a czas lutowania nie był zbyt długi.
Przewody, druty, linki...
A jak z lutowaniem np. dwóch przewodów do siebie, albo z lutowaniem przewodu do pola na płytce?
Osobiście preferuję taką metodę:
Najpierw cynuję (zasada ta sama co w wypadku padów) jeden przewód, potem drugi, a dopiero na koniec stykam oba ze sobą (albo przykładam pocynowany przewód do płytki/pada) i lutuję jak zwykły element. Unika się przegrzewania izolacji na przewodach i mamy przy okazji pewność, że cyna wniknęła we wnętrze linki. Samo takie lutowanie jest szybsze (krótsze), a połączone przewody znacznie pewniej się trzymają ze sobą.
Tak więc - lutowania należy się nauczyć.
Nawet zmieniając cynę, czy lutownicę może się okazać, że tak naprawdę musimy uczyć się od nowa... Nie ulega wątpliwości jednak, że znacznie łatwiej opanować tę sztukę używając cyny ołowiowej, a zdobyta praktyka pozwoli na szybsze opanowanie tajników lutowania innymi stopami.
Czego wszystkim Użytkownikom życzę serdecznie.
dj-MatyAS.
Lutowanie polega na pokryciu elementów metalowych warstwą wiążącą z innego metalu (stopu).
Aby móc to wykonać, oraz aby elementy silnie się ze sobą połączyły, należy PRZEDE WSZYSTKIM je nagrzać do temperatury nieco wyższej, niż temperatura stopu (cyny) używanego do tego procesu.
Drugim niezwykle ważnym czynnikiem jest usunięcie z lutowanych miejsc wszystkich zanieczyszczeń (tlenków, siarczków, czy nawet lakieru - jak w drucikach w słuchawkach, czy transformatorze). Do tych celów używa się TOPNIKA - zwanego czasem kalafonią (bo w istocie jej jest tam najwięcej), lub pasty lutowniczej - z tą jednak należy postępować dość ostrożnie : Lubi być tak agresywna (w usuwaniu zanieczyszczeń) że potrafi nawet usunąć (co prawda po jakimś czasie, ale jednak!) sam element lutowany... Miałem kilka takich przypadków, gdzie w dławikach ktoś "mądry" używał do lutowania wyprowadzeń przewodów (średnica rzędu ułamka milimetra) pasty lutowniczej... pomijam fakt, że może ona mieć właściwości przewodzące, ale sam fakt, że do jej produkcji używa się kwasu wyjaśni chyba co z przewodem miedzianym dzieje się po kilku latach... - W każdym razie - jeśli już "zwykła" kalafonia nie pomaga, i MUSIMY użyć pasty - NIE WOLNO ZAPOMNIEĆ O JEJ ZMYCIU po lutowaniu. Kalafonia (pasta) prócz tego, że usuwa zanieczyszczenia ma jeszcze jedną cechę, która bardzo pomaga w lutowaniu : zwiększa "zwilżalność" łączonych metali (coś takiego jak detergent z tłuszczem robi - odsuwa zabrudzenia z łączonych powierzchni i pozwala żeby dostała się tam woda. W wypadku topnika usuwa on zanieczyszczenia i umożliwia idealne pokrycie elementów cyną).
Podstawowy błąd w lutowaniu (jego początkach) polega właśnie na tym, że nie rozumie się istoty samego procesu.
Więc tak -
1/ Elementy przed podaniem na nie cyny z kalafonią muszą być nagrzane do odpowiedniej temperatury.
2/ Po nagrzaniu tych elementów (nóżka elementu i pole lutownicze) dopiero podajemy cynę - jeśli nóżka elementu ma odpowiednią temperaturę cyna się topi uwalniając jednocześnie topnik; ten z kolei usuwa brudy i pomaga zwilżyć cyną łączone elementy .
3/ Jeśli tylko zauważymy, że element został pokryty cyną prawidłowo; natychmiast odsuwamy grot. Po pierwsze - nie utleniamy samej cyny (przegrzanie spoiny), a po drugie nie spalamy topnika - lut wygląda elegancko (błyszczy się, jeśli używamy cyny "ołowiowej" - w wypadku "bezołowiowej" może być nadal matowy i paskudny...
), a spalony topnik nie zanieczyszcza (i przy okazji nie stwarza zagrożenia zwarciem - wszystko po spaleniu staje się węglem...).
4/ Jeśli już polutowaliśmy całą płytkę; dobrze jest przemyć ją (pomóc może szorowanie szczoteczką do zębów - oczywiście specjalnie tylko do tego celu przeznaczoną) denaturatem, lub IPA (izopropanol). Umożliwi ten zabieg sprawdzenie wszystkich połączeń (wymywa resztki spalonego topnika, usuwa ewentualne odpryski cyny z płytki; a przez to łatwo jest prześwietlić płytę i wykryć niedoróbki), a płytka osiągnie wygląd w pełni "profesjonalnej".
Sam proces lutowania nie może być ani za krótki, ani za długi - w pierwszym wypadku lut jest niedogrzany i może "puścić" - cyna nie zwilżyła należycie łączonych elementów, a w drugim cyna jest przegrzana i przez to częściowo utleniona - może nie przewodzić prawidłowo, a sama spoina też jest mechanicznie słabsza. W momencie zdobycia doświadczenia i praktyki lutowanie jednego punktu trwa ok. 1 sekundy. Skrócenie czasu grzania punktu lutowniczego ma jeszcze jedną istotną zaletę - zmniejsza możliwość uszkodzenia samego lutowanego elementu - co wcale nie jest tak bardzo niemożliwe wbrew pozorom; zwłaszcza przy używaniu cyny bezołowiowej...
I na koniec - kwestia temperatury...
Zakłada się, że dla cyny powinna być to temperatura w okolicy nie przekraczającej 300*C. Wszystko pięknie - jeśli się dopiero uczymy lutować i polutowanie jednego punktu (zgranie tych czynności o których wyżej: nagrzanie punktu lutowniczego, stopienie odpowiedniej ilości cyny zwilżenie spoiny cyną i oderwanie grota) trwa długo...
Przy nabraniu praktyki możemy ustawić nieco większą temperaturę - grot w trakcie dużej ilości odbieranego ciepła nie schłodzi się poniżej wymaganej do prawidłowego zwilżenia cyną elementu temperatury (stąd też ważne się staje używanie stacji lutowniczych nadzorujących temperaturę grota na bieżąco), a samo lutowanie trwa krócej - Lepiej użyć większej temperatury ale krócej lutować, niż niższej, a lutować (nagrzewać element) dłużej.
Cyna bezołowiowa...
O ile w wypadku "starej, poczciwej" i sprawdzonej (!) cyny ołowiowej wszystkie tajniki i kruczki zostały już przebadane (ostatecznie stopów cyny z ołowiem używa się dobrych kilkadziesiąt lat!), to jeśli chodzi o "bezołowiówkę" sytuacja wygląda ... inaczej. Po pierwsze - nie ma (jeszcze) opracowanego idealnego stopu; można spotkać cynę ze srebrem, cynę ze srebrem i kadmem, miedzią, czy nawet bizmutem (!), a każdy z tych stopów ma inne właściwości - i to nie tylko temperaturę topnienia, ale i wymagany czas nagrzewania spoiny, inne - odpowiednie dla danego stopu topniki (niekiedy znacznie bardziej agresywne niż w wypadku kalafonii), ale i inne wytrzymałości mechaniczne... W praktyce spotykałem się z problemami wynikającymi z użycia każdego z tych stopów... Szczytem niedopracowania (bo mam nadzieję, że nie był to efekt zamierzony przez producenta) jednego z wymienionych wyżej stopów była cała seria DVD PHILIPS'a, gdzie po 3 latach od wypuszczenia sprzętu z fabryki należało prze-lutować na nowo cały przedni panel sterujący... Innym takim przykładem był stop cyny z (nie pamiętam dokładnie z czym, niestety...) jakimś metalem (kilkoma metalami), który "wyglądał bardzo ładnie, świetnie zwilżał, nie wymagał agresywnych topników ale za to był całkowicie nieodporny mechanicznie - wystarczyło lekko nagiąć płytę (na przykład przy jej mocowaniu w obudowie), a powstawały niewidoczne "na oko" pęknięcia skutecznie uniemożliwiające pracę układu.
Wielkość elementów a średnica cyny -
Kolejny element układanki, na który warto zwrócić uwagę. Do większości zastosowań (elementy typowej wielkości i pola lutownicze nie zbyt wielkie) w zupełności wystarcza cyna średnicy 0,7 - 0,8 a nawet 1 mm. Tu wypada dobrać sobie indywidualnie, ponieważ im grubsza cyna tym krócej trzeba ją nagrzewać (tylko dla zaawansowanych; amator nie zauważy różnicy) i summa summarum czas potrzebny do polutowania np. układu scalonego (a więc i jego nagrzewania) skróci się o kilka sekund. Z drugiej strony większa grubość cyny może powodować zbyt dużą jej ilość na padzie (punkcie lutowniczym), co z kolei wydłuża czas potrzebny do ostygnięcia całości (więc i wydłuża czas poddawania lutowanego elementu dużej temperaturze). Znów więc należy podchodzić do tej kwestii indywidualnie. Osobiście np. pasuje najlepiej mi cyna o średnicy 0,8mm. Czasem (w wypadku braku na rynku) kupowałem 1mm, a obecnie mam 0,7mm. Przy każdej zmianie muszę jednak mieć chwilę na "przestawienie się" (ile należy podać cyny na pada, żeby punkt lutowniczy był poprawnej wielkości, jak długo nagrzewać i jaką temperaturę ustawić - czynności te z pozoru banalne i dla całkowitego amatora bezsensowne, przy długim lutowaniu okazują się pomocne.
I uprzyjemniają pracę.
W zasadzie każdy elektronik powinien mieć co najmniej trzy średnice lutu cynowego -
0,5mm - do małych elementów i SMD.
0,7 - 1mm - do typowych elementów przewlekanych i typowych pól lutowniczych (średnicę należy dobrać wg własnego uznania - tej cyny używa się najczęściej).
1,2 - 2mm - do cynowania przewodów - tu również średnica powinna być adekwatna do średnicy przewodów lutowanych najczęściej) - oraz do lutowania dużych powierzchni - np. dolutowanie przewodu do masy, czy lutowanie radiatora do płytki (niektóre radiatory mają zaciśnięte posrebrzone "słupki"wlutowania ich w płytę), czy np. konektory speacon (lepiej jest jednak przykręcać pocynowane przewody)...
Oczywiście - przy "niedzielnym lutowaniu" można zrezygnować ze skrajnych średnic, pozostając przy "uniwersalnej" (0,7-1mm) - w końcu w amatorskim zastosowaniu nie korzysta się z innych aż tak często; jednak jeśli mamy w planach zmianę wszystkich kabli głośnikowych, czy inną bardziej "masową produkcję" zaopatrzenie się w stosowną cynę ułatwi i przyspieszy pracę.
Te wszystkie okoliczności wymuszają indywidualne podejście również i do każdego stopu lutowniczego/cyny. Jedno nie zmienia się jednak nigdy - miejsce lutowania musi być porządnie pokryte cyną; cyną która należycie zwilżyła łączone elementy, nie została przegrzana ani nie dogrzana, a czas lutowania nie był zbyt długi.
Przewody, druty, linki...
A jak z lutowaniem np. dwóch przewodów do siebie, albo z lutowaniem przewodu do pola na płytce?
Osobiście preferuję taką metodę:
Najpierw cynuję (zasada ta sama co w wypadku padów) jeden przewód, potem drugi, a dopiero na koniec stykam oba ze sobą (albo przykładam pocynowany przewód do płytki/pada) i lutuję jak zwykły element. Unika się przegrzewania izolacji na przewodach i mamy przy okazji pewność, że cyna wniknęła we wnętrze linki. Samo takie lutowanie jest szybsze (krótsze), a połączone przewody znacznie pewniej się trzymają ze sobą.
Tak więc - lutowania należy się nauczyć.
Nawet zmieniając cynę, czy lutownicę może się okazać, że tak naprawdę musimy uczyć się od nowa... Nie ulega wątpliwości jednak, że znacznie łatwiej opanować tę sztukę używając cyny ołowiowej, a zdobyta praktyka pozwoli na szybsze opanowanie tajników lutowania innymi stopami.
Czego wszystkim Użytkownikom życzę serdecznie.
dj-MatyAS.
), czy pomysłu na złożenie wszystkiego "cuzamen do kupy" ... :sm7:
(ja mam dwie lub trzy transformatorówki, kolbę dużą, gdzieś jakąś radziecką małą i dwie stacje lutownicze - jedna kupna, druga ojej "produkcji", a w tej chwili pracuję jeszcze nad kolejnym sprzętęm 
komalik