Starałem się w tym artykule zawrzeć jak najwięcej podstawowych informacji dla początkujących - pomny własnych (nie zawsze udanych) doświadczeń - "podstawy podstaw" można powiedzieć. Samego lutowania (jak uważam) nie da się ani opisać, ani pokazać - tego trzeba się nauczyć jak jazdy na rowerze - można tylko wstępnie ustalić ogólne zasady - "jak się przechylasz w lewo-skręcaj w lewo". Ale jak bardzo skręcać - to musi wykazać już doświadczenie i praktyka, a tej nauczyć się z żadnego poradnika nie da.
Czym jest lutowanie?
Lutowanie polega na pokryciu łączonych elementów metalowych warstwą wiążącą z innego metalu (stopu). Aby było to możliwe oraz aby elementy silnie się ze sobą połączyły, należy PRZEDE WSZYSTKIM nagrzać je do temperatury nieco wyższej niż temperatura stopu (cyny) używanego do tego procesu.
Wartość dokładna tej temperatury zależna jest od stopu użytego do lutowania i topnika. Dokładnie określić jej się nie da - zależy od wyżej wymienionych czynników.
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 pastą lutowniczą 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 standardowa 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 robi detergent z tłuszczem - 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.
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", zaś 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", gdyż cyna nie zwilżyła należycie łączonych elementów. W drugim przypadku, za długiego lutowania - cyna jest przegrzana i przez to częściowo utleniona, więc 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 wbrew pozorom nie jest nieosiągalne, zwłaszcza przy używaniu cyny bezołowiowej.
Temperatura
Zakłada się, że dla cyny powinna być to temperatura nieprzekraczająca około 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...
Po nabraniu wprawy 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.
Lutowanie przewodów, drutów, linek
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.
Zatem wniosek jest prosty - lutowania należy się nauczyć. Co więcej - zmieniając cynę czy lutownicę, może się okazać, że tak naprawdę musimy uczyć się od nowa...
Pamiętam tak zamierzchłe czasy, gdy jedyną cyną dostępną na rynku był "drut cynowy" średnicy 3mm z dużą ilością kalafonii wewnątrz kanału (topnik w każdej cynie mieści się w wytworzonych podczas produkcji kanalikach wewnątrz przekroju drutu cynowego - może to być kilka malutkich kanalików, każdy z innym rodzajem topnika lub kilka [przeważnie 3-5, w bardzo cienkich cynach jest tylko jeden] wypełnionych takim samym topnikiem), a w roli lutownicy występowała "KOLBA" - duża i ciężka z drewnianą rączką o mocy grzałki nawet powyżej 100W.
Po jakimś czasie można się wszystkiego nauczyć - nawet lutowania takim zestawem... Tak było i w moim wypadku. Jakoś tak się stało, że zdobyłem kilogramową szpulę cyny 0,8 nazwanej przez producenta "MULTICORE" - ze względu właśnie na pięć kanalików wypełnionych różnymi rodzajami topnika. Okazało się, że lutowanie jest znacznie prostsze i łatwiejsze, nawet lutowanie z blachy stalowej (cynowanej) ekranów do stopni W.CZ. nie stanowiło problemu - niewielka ilość cyny i idealne pokrycie łączonych elementów. Nawet gdy blacha była porysowana i częściowo podrdzewiała, lut rozpływał się równomiernie i świetnie wiązał łączone elementy. Po jakimś czasie jednak ta cyna zwyczajnie mi się skończyła - najgorsze, że w trakcie lutowania jakiejś większej płytki... Zmuszony byłem do powrotu do używanego przedtem "drutu cynowego" i... okazało się, że nie potrafię lutować.
Musiałem od nowa uczyć się, jak cynować, ile nagrzewać. To był dla mnie najlepszy przykład na to, jak ważna jest jakość samego spoiwa lutowniczego.
Nie ulega wątpliwości jednak, że znacznie łatwiej opanować tę sztukę, używając cyny ołowiowej. Zdobyta praktyka pozwoli na szybsze opanowanie tajników lutowania innymi stopami, np. cyny "srebrowej", czego wszystkim Użytkownikom życzę serdecznie.
Kilka sztuczek/kruczków:
"A jakim cudem to (łączone elementy) skutecznie nagrzać, gdy końcówka elementu jest okrągła, a pad płaski?"
Wbrew pozorom bardzo prosta odpowiedź: na grocie ZAWSZE pozostaje odrobina cyny. Ta odrobina skutecznie zwiększa powierzchnię styku grot-nóżka elementu, a to już wystarczy, żeby szybko i dobrze nagrzać lutowany punkt. Czasem, gdy na grocie nie ma resztki cyny lub wypaliła się do cna, wystarczy nanieść na grot TUŻ PRZED DOTKNIĘCIEM nogi lutowanego elementu minimalną ilość cyny, a dalej jak poniżej.
Krok po kroku:
•do lutowanego miejsca (nóżki elementu) dotykamy końcem cyny (ja zawsze cynę mam na niewielkiej szpulce trzymanej w ręku - odwijam kilka -
kilkanaście centymetrów i w ten sposób mogę podawać wygodnie cynę na lutowane miejsce) i do tej cyny przykładamy grot lutownicy. Cyna się topi częściowo, zwilżając końcówkę lutowanego elementu, a przede wszystkim zwiększa powierzchnię styku grot-nóżka elementu-pad.
•po chwili wszystkie lutowane elementy mają odpowiednią temperaturę i możemy dokończyć lutowanie, ponownie dotykając do końcówki elementu koniec cyny. Ta roztapia się (w zależności od grubości - kilka milimetrów), ładnie zwilża wszystkie powierzchnie lutowane i tworzy na nich elegancki punkt lutowniczy - z lekko wklęsłymi płaszczyznami bocznymi.
Rozwijając temat, chciałbym zwrócić uwagę, że samych grotów do większości dostępnych lutownic na rynku jest co najmniej kilka rodzajów - od cienkich i długich, zakończonych na ostro, po płaskie w różnych wielkościach i długościach... To wszystko po to, żeby móc dostosować kształt grotu do konkretnego rodzaju lutowanego elementu. Przykładowo- do lutowania układów scalonych (nóżki płaskie) stosuje się końcówki grotu o podobnej (płaskiej) końcówce - powierzchnia styku jest wtedy bardzo duża, co pozwala na skrócenie czasu potrzebnego do zwilżenia nóżki i pada.
Jednakże nie ma sensu zaopatrywać się w komplet wszystkich dostępnych grotów, jeśli z większości z nich będziemy korzystać raz w roku. Znów więc należy pokierować się zdrowym rozsądkiem i znaleźć jakieś sensowne rozwiązanie. Ja na przykład mam tylko dwa-trzy (maksymalnie cztery) ulubione i najczęściej używane groty:
-długi i cienki (szpic) do precyzyjnych i malutkich padów (ten coraz rzadziej ze względu na postępującą ślepotę starczą
),
-grubszy płaski na końcu do dużych elementów,
-na co dzień krótki i okrągły grot na końcu (do zdecydowanej większości elementów - tranzystory małej mocy, rezystory, kondensatory).
Całkowitym bezsensem jest przecież stosowanie wielkiego grota do małego pada - tak samo jak i stosowanie ostrego (ołówkowego) grotu o cieniutkim okrągłym zakończeniu do lutowania "rynien" (cynowania końcówek kabli głośnikowych na przykład).
Cynowanie przewodów w emalii
Często może się zdarzyć (to przede wszystkim "dłubiący" układy radiowe i zasilacze impulsowe), że mamy do polutowania (a wcześniej pocynowania) końcówki drutów nawojowych o niewielkiej średnicy. Co wtedy?
O ile z grubszym drutem w emalii nie ma problemów (ostry nożyk i skrobanie, aż się usunie emalię), to kłopot jest przy drucikach średnicy ułamka milimetra...
Pozorny kłopot, bo cienkie druty nawojowe (wyprowadzenia z cewek, transformatorów itp), o ile nie są powleczone izolacją samolutującą (nie wiem, czy nadal się stosuje takie oznaczenie - normalna izolacja to brak literki S w oznaczeniu, np. "DNE 0,1"; izolacja samolutująca miała na końcu wspomniane "S" = DNES 0,1"). Skrobać można, jeśli ma się wyczucie i tępy nożyk. Lepiej jednak użyć Aspiryny. Tabletkę Aspiryny traktuje się jako topnik - kładziemy na nią wspomniany drucik i przygrzewamy lutownicą. Z aspiryny wydziela się kwas i niszczy lakier izolacji. Jeśli na grocie mamy troszkę cyny, mamy też i od razu pobielone wyprowadzenie...
UWAGA!!! Opary są niezwykle drażniące oczy i górne drogi oddechowe - można stosować WYŁĄCZNIE w połączeniu ze sprawną wentylacją i niezwykle ostrożnie!
Lutowanie elementów "z odzysku"
Te raczej nie powinny stanowić problemu - w końcu, jeśli już były kiedyś lutowane, są pocynowane. Chyba, że mamy zamiar wlutować w innej pozycji i jedna z nóżek co prawda jest pocynowana, ale ta część, jaką mamy zamiar przylutować pokryła się siarczkiem srebra lub innym tatałajstwem, które skutecznie opiera się próbom lutowania "po dobroci". Wtedy w przypadku zaśniedziałych elementów mamy wyjścia opisane poniżej:
•można skrobać, ale to mało skuteczna metoda, bo nawet niewielka ilość nieusuniętego siarczku srebra (a przeważnie nogi elementów są srebrzone - w każdym razie te, które śniedzieją; cyna jest bardziej odporna) skutecznie uniemożliwia próby poprawnego pobielenia końcówki, a długotrwałe działanie wysokiej temperatury może uszkodzić albo sam element, albo ścieżki na płytce drukowanej.
•można użyć aspiryny, ale ta z kolei śmierdzi (opary!) i niszczy przy okazji grot.
•gumka "myszka" - tą metodę zdecydowanie polecam, gdyż jest bardzo wygodna, ekologiczna i bezpieczna. Nogę elementu, którą musimy oczyścić, kładziemy na płaskiej powierzchni (stół, biurko) i "gumkujemy" zaśniedziałe nóżki. Po kilku pociągnięciach pokazuje się srebrzysta nóżka elementu i możemy ją lutować... Sprawdzony i wypróbowany sposób, jaki od lat stosuję. Pomysł narodził mi się kilkadziesiąt lat temu, gdy musiałem poradzić sobie z usunięciem śniedzi z nóżek Isostatów, a miałem ich do wlutowania kilkadziesiąt sztuk, w każdym po kilkanaście wyprowadzeń... Normalnie taki Isostat poszedłby na śmietnik -nikomu się nie chce bawić w skrobanie, a inne metody mogą spowodować wniknięcie (np. kwasu z polopiryny) do wnętrza, gdzie są styki robocze; zbyt długie nagrzewanie z kolei może stopić wewnętrzny suwak ze stykami ruchomymi. I tak kupione za grosze Isostaty, mimo, że nowe, ale zaśniedziałe, do dziś pracują w jednym z moich projektów... (Zgadnijcie o jakim mowa?)
Uwaga!!! Najlepiej działa prawdziwa gumka "myszka". Inne gumki są robione z tworzyw imitujących gumę i działają zdecydowanie gorzej.
Metoda, jak zaznaczyłem na wstępie, dotyczy elementów z nóżkami pierwotnie srebrzonymi. Usuwanie nalotów z innych rodzajów końcówek może być niemożliwe - najlepiej samodzielnie przeprowadzić próbę.
Jakiej lutownicy używać, jaką kupić?
Oporową, ze stacją lutowniczą, z regulacją mocy czy może transformatorową?
Zacznę od tej ostatniej...
Lutownica transformatorowa
Budowa i zasada działania taka sama jak każdego transformatora, który ma uzwojenie wtórne zwarte kawałkiem cieńszego niż uzwojenie drutu.
Lutownice transformatorowe mają podstawową wadę (mimo kilku niewątpliwych zalet!) - trudno kontrolować w nich temperaturę grota. A właściwie nie sposób, nawet mimo takich "wynalazków" jak zainstalowana w niej regulacja mocy.
Z założenia bowiem jest ona zbudowana w ten sposób, że grot rozgrzewa się do bardzo wysokiej temperatury, ale za to szybko... W wypadku kilku niewystępujących bezpośrednio po sobie punktów lutowanych, można jakoś "ogarnąć temat", jednak w wypadku lutowania dużej ilości punktów - "seryjnie" - może się okazać, że co prawda pierwsze luty będą prawidłowe, to kolejne mogą być "przegrzane" w większym lub mniejszym stopniu, a grot osiągający zbyt dużą temperaturę błyskawicznie pali topnik, który nie ma szans na usunięcie zanieczyszczeń z lutowanego miejsca.
Bardziej zaawansowani wypracowali technikę chwilowego włączania lutownicy i w ten sposób mając pewną kontrolę nad temperaturą grotu (takie "ręczne PWM"
), jednak nie jest to ani wygodne, ani na dłuższą metę przyjemne, a przede wszystkim wymaga ciągłej kontroli nad lutownicą.
Poza tym "transformatorówka" wymaga znacznie więcej od lutującego. Po pierwsze - niedoświadczonemu znacznie łatwiej przegrzać cynę czy popalić druk. Brak stabilizacji temperatury sprawia, że łatwiej jest też zniszczyć lutowany element - właśnie zbyt długo podaną za wysoką temperaturą. Przeważnie temperatura grota sięga nawet powyżej 450°C! Jest jeszcze jedno ograniczenie - mała masa termiczna grota - nie nadaje się do lutowania dużych, łatwo odprowadzających ciepło powierzchni/elementów.
Reasumując - komuś zaczynającemu przygodę z elektroniką nie polecam.
W moim użyciu "transformatorówka" była przez jakiś czas jako sprzęt "serwisowy" - na wyjazdy. W takim zastosowaniu sprawdza się bardzo dobrze - często bowiem naprawa wymaga polutowania/wymiany zaledwie kilku elementów czy poprawieniu jednego punktu. Nie musimy wtedy czekać, aż się lutownica rozgrzeje, aż osiągnie odpowiednią temperaturę, a po pracy nie mamy kłopotu, jak spakować sprzęt do walizki/plecaka - w takim wypadku "transformatorówka" i jej mała bezwładność termiczna grota jest zaletą.
Jednak obecnie, od kilkunastu już lat, wisi sobie na gwoździu, zastąpiona przez najzwyklejszą "kolbę", co prawda bez żadnej regulacji - ani temperatury, ani mocy, ale za to znacznie wygodniejszą (jednak!) w użyciu...
Poza tym, czy nie przyjemniej jest lutować lutownicą ważącą tyle, co większy flamaster,czy kilkudziesięciowatowym transformatorem na rączce?
Lutownice oporowe sieciowe (na napięcie 230V~)
Są lekkie, o dużej gamie dostępnych mocy, dość solidne (przeważnie nie polecam "bazarowych" wynalazków; sam się naciąłem przed laty na takie cudo; szkoda po prostu pieniędzy na góra tydzień lutowania) i wygodne w użyciu. Podstawowa wada - zasilanie sieciowe. W wypadku lutowania wrażliwych elementów może się zdarzyć (w wypadku przebicia na obudowę grzałki napięcia zasilającego) ich uszkodzenie, nie wspominając już o przyjemnościach z "popieszczenia" napięciem sieciowym. Co prawda - wszystkie takie lutownice winny być zasilane z gniazdka z zerem ochronnym, ale wiadomo jak jest - w typowym "M" gniazda z zerem są w kuchni i łazience tylko, a i to przeważnie zajęte przez pralkę, lodówkę czy kuchenkę...
Teoretycznie lutownice nie mają prawa dostać przebicia - teoretycznie macie rację. Ja też tak myślałem, dopóki nie spaliłem połowy elektroniki na płytce właśnie naprawianego sprzętu (w dodatku u klienta - w domu mam stację transformatorową).
Dlatego też tego rodzaju lutownice polecam, ale wyłącznie do okazjonalnego stosowania, a najlepiej przy zasilaniu z gniazda z uziemieniem.
Lutownice oporowe z regulacją mocy
To lutownice występujące zarówno w wersji na napięcie 24V, jak i 230V~. Nie mają one regulacji temperatury jak w stacjach lutowniczych z prawdziwego zdarzenia, ale regulację dostarczanej do grzałki mocy. Różnica jest zasadnicza - podczas lutowania temperatura takiej lutownicy spada, w zależności od długości lutowania bez przerwy, od powierzchni lutowanych elementów, od... w zasadzie wszystkiego - nawet chwilowy przeciąg może zmniejszyć temperaturę o kilkanaście stopni w kilka chwil.
Nie przesądza to jednak ich całkowitej nieprzydatności. Sam miałem kilkanaście lat temu w "kuferku serwisowym" taką lutownicę i bardzo ciepło (
) ją wspominam. Jednak, jak w wypadku każdej lutownicy, należy nauczyć się nią pracować.
Dla Elektronika-Amatora (niedzielne lutowanie, ale dość często i znacznie w większe niż "okazjonalne") to znacznie lepsze rozwiązanie niż lutownica bez żadnej regulacji. Poza tym dość niski koszt eksploatacji - większość w miarę solidnych lutownic ma szeroką gamę dostępnych grotów.
"Stacje lutownicze" z regulacją mocy
Ewenement...
Niby wygląda jak stacja "prawdziwa", ma transformator jak stacja, nawet pokrętełko z jakąś skalą - zupełnie jak stacja. Mało tego - zasilana jest 24V jak "prawdziwa stacja"... Jednakże stacją nie jest. To po prostu (z całym dobrodziejstwem wad lutownic na 230V~z regulacją mocy) taka sama lutownica jak opisana poprzednio - jedyna różnica to zasilanie grzałki obniżonym (24V lub nawet czasem 12V) napięciem. Wszystkie wady tego rozwiązania są takie jak wyżej - brak faktycznej kontroli nad temperaturą grota.
W sumie to bardziej zabawka niż prawdziwe narzędzie - tym bardziej, gdy taka lutownica ma 25W lub mniej. Po kilku polutowanych punktach stygnie do tego stopnia, że musimy zmienić moc. W praktyce mamy cały czas co robić - ciągła regulacja mocy w zależności, czy lutujemy jeden czy dziesięć punktów... Niby można ustawić na pełną moc, ale po co nam wtedy ta cała regulacja?
Według mojej opinii - jeśli już, to w wykonaniu co najmniej 40W i to nadal dla "niedzielnego lutowania".
Stacja lutownicza z regulacją temperatury
Sama przyjemność z pracy tą lutownicą. Wystarczy włączyć, ustawić żądaną temperaturę (wg własnych upodobań i umiejętności oraz odpowiednią dla cyny, jaką się posługujemy), poczekać chwilę, aż zasygnalizuje, że temperatura została osiągnięta i lutować...
W zależności od wykonania, firmy i solidności koszt jednorazowy sporo większy od standardowej lutownicy, jednak dla bardziej zaawansowanych (już nie niedzielnych, ale traktujących elektronikę jako ważne hobby) niezbędne narzędzie.
Różnica pomiędzy regulacją mocy a regulacją temperatury polega na tym, że wewnątrz lutownicy - blisko grota) jest umieszczony czujnik (przeważnie termopara), informujący na bieżąco elektronikę stacji o temperaturze, jaką ma grot. Jeśli lutujemy dużo - szybciej schładza się grot, czujnik podaje sygnał do elektroniki, a ta włącza zasilanie grzałki. Gdy odstawiamy lutownicę na podstawkę - wychładza się znacznie wolniej więc i mniej mocy dostaje lutownica.
Dokładność utrzymania zadanej temperatury jest niezwykle duża i niezależna od tego, ile i co lutujemy. Mamy więc komfort pracy, nie musimy się obawiać, że lut wyjdzie zimny czy odparzy się ścieżka z lutowanej płytki.
W zależności od marki (więc i jakości, i niezawodności) koszt samej stacji od okolicy 200 zł (lutownice dość tanie, ale dostatecznie dobre dla amatora i nie tylko) za SOLOMON'a aż po cały rząd wielkości większy - Weller na przykład...
Koszty eksploatacyjne (groty przede wszystkim) od kilku złotych (Solomon) do kilkudziesięciu nawet; dla WELLER'a i... Elwika... Co do tego ostatniego - dla mnie zupełnie niezrozumiałe to jest - w sumie sama lutownica też dużo droższa od np. Solomon'a, ale ceny za groty (ostatnio jeszcze podwyższone) - zagadka... Grot przy dość intensywnej eksploatacji starcza na miesiąc - góra dwa, a kosztuje prawie 20 zł, podczas gdy od SOLOMON'a (znacznie większa żywotność) około 8 zł.
Przyznam się, że mam ELWIKA od zawsze - od kiedy pokazał się na rynku pierwszy model stacji aż do dziś. Zawsze sobie go bardzo chwaliłem i byłem zadowolony, aż spaliła się grzałka. Nowa grzałka niedostępna była (nie wiem jak teraz), zmuszony byłem kupić nową lutownicę (stacja całe szczęście ocalała) za ponad 100 zł... (dla porównania obecna cena lutownicy SOLOMON o takich samych parametrach to niecałe 30 zł).
Nie jest to miejsce na wynurzenia osobiste - chciałem jedynie wskazać na rozsądek przy planowaniu zakupu - nie ma sensu kupowanie Wellera za prawie 2000 zł do lutowania raz w tygodniu, nie ma również sensu kupowania zwykłej lutownicy na 230V do codziennej pracy po kilka-kilkanaście godzin, tym bardziej do lutowania w tym czasie delikatnej elektroniki.
Lutownica gazowa - tylko dla zaawansowanych
A w zasadzie dlaczego "tylko dla zaawansowanych"?
Bo dobra lutownica gazowa jest droga w eksploatacji, bo tak naprawdę przydaje się w dość specyficznych warunkach. Można dostać tą lutownicę za kilkadziesiąt złotych, a można za kilkaset... O ile w wypadku lutownicy "stacjonarnej" jest to usprawiedliwione, to lutownica gazowa ze względu na koszty eksploatacji (dość krótki czas pracy na jednym "ładowaniu") powinna się znaleźć w wyposażeniu serwisanta, któremu przychodzi często pracować w... dziwnych warunkach.
Przykładowo - przerwa w kablu sygnałowym 10 metrów nad ziemią (w teatrze to norma) i skąd wziąć zasilanie do lutownicy sieciowej? Potem trzeba by czekać kilka minut, aż się nagrzeje, itd. Samego lutowania jest 5 sekund. Nie opłaca się po prostu ciągnąć zasilania i narażać się na poparzenie (podstawki przecież nie weźmiesz, a nawet jak, to gdzie ją postawisz?) i inne niedogodności - wtedy posiadanie w kieszonce małej, lekkiej szybkiej (nagrzewa się do odpowiedniej temperatury w kilkanaście do dwudziestu sekund), a w dodatku wyposażonej jeszcze w skuwkę zasłaniający ciepły jeszcze po pracy grot - jest po prostu nieocenione.
Niestety, tak jak wspominałem - koszty eksploatacji są wysokie. Pomijam już koszt i trudno dostępne zapasowe groty, ale największy koszt eksploatacyjny to GAZ - specjalny, doskonale oczyszczony, a więc drogi. Każdy, kto miał kiedykolwiek zapalniczkę "żarową" (dokładnie taka sama zasada działania jest w lutownicach gazowych - tyle, że płomień jako taki "osłonięty" jest małą klatką/komorą, a grot jest do niej zamocowany), wie, jak ważne jest używanie czystego gazu - każdy inny ("bazarowy" - jak ja to nazywam) zapcha zanieczyszczaniami dyszę zapalniczki na tyle skutecznie, że można już tylko całość wyrzucić na śmietnik.
Podsumowując - jeśli MUSISZ używać lutownicy w trudnych/nietypowych warunkach, a jednocześnie koszt związany z samą lutownicą i jej eksploatacją Ci się zwróci - wtedy polecam. Nie polecam lutownicy jako zabawka i ciekawostka. Szkoda pieniędzy.
Jednocześnie przestrzegam przed lutownicami gazowymi kosztującymi dziwnie tanio - to z założenia jest jednorazówka, a kupowanie zapasowego gazu do niej się nie opłaca. Miałem (na prezent) taki "wynalazek" - działał w sumie kilkanaście minut.
Jaka cyna?
Całe szczęście, że UE nie wymusiła używania "jedynie słusznej" cyny bezołowiowej w zastosowaniach amatorskich.
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 dobre 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 - nie tylko temperaturę topnienia, ale także wymagany czas nagrzewania spoiny oraz inne topniki (odpowiednie dla danego stopu - niekiedy znacznie bardziej agresywne niż w wypadku kalafonii) i różną wytrzymałość mechaniczną.
Wielkość elementów a średnica cyny
Kolejny element, na który warto zwrócić uwagę. Do większości zastosowań (elementy przewlekane typowej wielkości i pola lutownicze niezbyt wielkie) w zupełności wystarcza cyna o średnicy 0,7-0,8, a nawet 1 mm. Tu wypada dobrać sobie indywidualnie, ponieważ im grubsza cyna tym krócej trzeba nagrzewać lutowany element (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) lub może spowodować "rozlanie się" - zwarcie cyną sąsiadujących padów. Znów więc należy podchodzić do tej kwestii indywidualnie. Mi na przykład najbardziej pasuje 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 umilają 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, które musi być porządnie pokryte cyną, która należycie zwilżyła łączone elementy, nie została przegrzana ani niedogrzana, a czas lutowania nie był zbyt długi.
Niestety nadal nie natknąłem się na cynę, która by sprostała mechanicznie "starej poczciwej" (i podobno niezwykle szkodliwej! Nie wiem - lutuję bardziej lub mniej zawodowo od ponad 45 lat i jakoś nie mam ołowicy) cynie z ołowiem.
Jednak ostrzegam - jeśli trafi się nam do naprawy sprzęt lutowany cyną srebrową (lub inną bezołowiową), powinniśmy takiej cyny użyć do naprawy. Może się bowiem zdarzyć (a miałem takie przypadki), że cyny nawzajem się "nie lubią" i co prawda położony na stare resztki cyny bezołowiowej lut cyną ołowiową wygląda pięknie, to po jakimś czasie zaczną się dziać rzeczy dziwne, aczkolwiek ciekawe... Inaczej mówiąc - może wystąpić szybciej, niż by to miało miejsce w innym wypadku tzw. "zimny lut", a te bywają czasem niezmiernie trudne do lokalizacji.
WARUNKI KONIECZNE przy lutowaniu:
•Podstawka - o ile mamy kupioną stację - z natury jest ona już na wyposażeniu. Jeśli jednak nie mamy stacji, a kupimy lutownicę grzałkową - podstawka być musi. Najlepiej w miarę stabilna (ciężka lub z podkładką antyślizgową) i z obowiązkowym miejscem na gąbkę.
•Gąbka - musi być specjalna do czyszczenia grota (taka do mycia plecków się nie nadaje niestety). Gąbka musi być też wilgotna (nie mokra/ociekająca wodą), bo dzięki temu nie zniszczy się szybko (nie spali), a za to delikatnie usunie "nagar" z grota powstały po spalonej/przegrzanej kalafonii i resztkach cyny. Wystarczy w miarę potrzeby co jakiś czas "pogłaskać" taką gąbkę grotem i na już czystą końcówkę grota nałożyć odrobinę świeżej cyny.
•Cyna na końcówce grota - jest pożądana zawsze. Raz, że zwiększa powierzchnię styku z lutowanym (nagrzewanym) elementem i samo lutowanie będzie trwać krócej (nie ma najmniejszego sensu przegrzewać elementów), a dwa - zabezpiecza sam grot, a właściwie jego końcówkę przed pokrywaniem się warstwą nagaru, który (gdy już się pojawi i "wgryzie") bywa trudny do usunięcia - grot wtedy nie chce się należycie zwilżać cyną i samo lutowanie staje się mordęgą.
•Kalafonia - również się bardzo przydaje, zarówno w postaci stałej (dokładnie jest to taka sama kalafonia jak do smarowania smyczków instrumentów - jeśli nie można dostać w sklepie z elektrotechniką, można w muzycznym
) - taka kalafonia pomaga w czyszczeniu grota przed "głaśnięciem" gąbki grotem, jak i przy cynowaniu przewodów: kładziemy końcówkę przewodu na kalafonii i dotykamy nagrzaną lutownicą. Kalafonia topiąc się wnika w nitki przewodu (linki) i znacznie ułatwia następujące po tym cynowanie.
•Kalafonia rozpuszczona w spirytusie (denaturacie) - ta przyda się i do zabezpieczenia płytki po jej trawieniu, ale również, gdy mamy do pocynowania dużą ilość końcówek przewodów. Wystarczy taki przewód/linkę zanurzyć na chwilę (wręcz dotknąć powierzchni płynu) w kalafonii, a potem pocynować przez zanurzenie w roztopionej cynie.
Cynę można rozpuścić w specjalnym tygielku (są do kupienia - nieraz dedykowane do konkretnej stacji lutowniczej), w którym wcześniej rozpuścimy większą ilość (umożliwiającej zanurzenie końcówki cynowanego przewodu) cyny, a można też (bo nie co dzień mamy konieczność takiej "hurtowej" pracy) poradzić sobie bardziej amatorsko.
Wystarczy ustawić lutownicę w taki sposób, by była stabilna (nie mogła się przesunąć), a jej grot (najlepiej gruby i "do wyrzucenia" - ze zniszczoną już końcówką) dotykał kawałka sklejki, deski czy innego drewienka. Lutownicę włączamy, czekamy, aż się dobrze nagrzeje (ustawiamy na stacji wyższą niż zwykle temperaturę) i do końcówki grota doprowadzamy cynę - w takiej ilości, by wokół utworzyła się spora kropla. Po tym sprawa jest już prosta - kabelek zanurzamy w kalafonii (musi być nie za gęsta!), a zaraz potem zanurzamy na sekundę dosłownie w tej "kropli". Gwarantuję, że w ten sposób oszczędzimy (przy dużej ilości cynowanych przewodów) masę czasu i cyny, a cała praca pójdzie sprawnie i szybko.
Należy uważać jedynie, aby się nie poparzyć - lutownica musi być stabilnie umocowana, a sama deseczka powinna mieć około 1,5 cm grubości. Po jakimś czasie wypali się coś w rodzaju "krateru" co jeszcze bardziej ułatwi pracę - cyna nie będzie miała ochoty emigrować...
O deseczkę (sklejkę) nie musimy się martwić - zwęglona warstwa drewna w dość dużym stopniu izoluje głębsze warstwy przed temperaturą i tak szybko nie przepali się dziura na wylot. Musimy jednak pamiętać, że mimo tego deseczka również się nagrzeje i jeśli spoczywa na przykład na ceracie czy innej plastikowej powierzchni - może ją po kilku godzinach nadtopić.
Celowo pominąłem tutaj stacje typu HOT-AIR - te zostawiamy wyłącznie dla zaawansowanych. Co prawda i w takiej stacji występuje lutownica grzałkowa, jednak tego typu urządzenie kupuje się już w zasadzie do zastosowań zawodowych. Dobrej klasy stacje potrafią się zwrócić dopiero po długim czasie - dla amatora raczej nieprzydatne (na razie), chyba, że ktoś nie wie, co robić z pieniędzmi...
dj-MatyAS.
Zamieszczone ilustracje pochodzą ze stron sklepów mających w swoim asortymencie sprzęt lutowniczy, portali aukcyjnych oraz forum.
Cool? Ranking DIY
