Lutowanie rur – luty, topniki


Reklama

Pompa ciepła Stiebel Eltron

W kwestii lutowania rur najczęściej pojawiają się pytania typu: czym lutować „nierdzewkę”, czym miedź, a czym aluminium?

Oczywiście nie ma jednej uniwersalnej odpowiedzi na każde z tych pytań. Każdy materiał posiada swoje specyficzne właściwości fizyko-chemiczne.

Tematyka dotycząca podstaw i zasad procesu lutowania była już poruszana przeze mnie w artykułach publikowanych w „Magazynie Instalatora”. Nieustannie jednak odbieram telefony, przychodzą e-maile z pytaniami, czym lutować „nierdzewkę”, czym miedź, a czym aluminium? Oczywiście nie ma jednej uniwersalnej odpowiedzi na każde z tych pytań.


Prenumerata Magazynu Instalatora

Każdy materiał posiada swoje specyficzne właściwości fizyko-chemiczne. Ponadto, dobierając odpowiedni do procesu lut, musimy pamiętać o wyborze odpowiedniego topnika. W poniższym prostym opracowaniu zestawiłem w tabeli nr 1 najczęściej spotykane na rynku luty na osnowie miedzi, srebra, aluminium i cynku do lutowania twardego (tj. w temperaturze powyżej 450ºC).

Najczęściej spotykane na rynku luty na osnowie miedzi, srebra, aluminium i cynku do lutowania twardego

Nie zestawiłem natomiast topników, pomimo że norma PN-EN 1045 dokonuje ich podstawowej klasyfikacji. Zestawienie nie zostało dokonane, ponieważ w normie potraktowano topniki bardzo ogólnie. Zresztą w praktyce producenci topników nie podają ich składu stanowiącego często tajemnicę producenta, a jedynie informują o jego zastosowaniu, ograniczając się często do samego lutu. Czasami podawana jest zawartość głównego odczynnika chemicznego użytego w topniku. Dlatego na potrzeby niniejszego opracowania będę podawał tylko grupę topników nadających się do lutowania konkretnego materiału z zastosowaniem konkretnego lutu.

W tabeli, w poszczególnych grupach, przedstawiłem dobór lutu i rodzaju topnika do lutowania materiałów z danej grupy.

Lutowanie rur ze zwykłej stali „czarnej”

Do lutowania rur ze zwykłej stali czarnej możemy użyć dowolnych lutów srebrnych. Wszystkie wymienione w tabeli (nr 18 ÷ 23) świetnie nadają się do lutowania stali czarnej. Gdy używamy lutów srebrnych, musimy zastosować topniki zawierające związki fluoru. I tutaj uwaga: związku fluoru są bardzo toksyczne i podczas ich stosowania musimy pamiętać o stosowaniu odciągów lub przynajmniej o dobrym przewiewie w miejscu lutowania. Już podczas zakupu zadziwi nas cena lutów srebrnych, które są bardzo drogie, dlatego też szybko rozpoczniemy poszukiwania tańszego rozwiązania. Dobre wyniki daje zastosowanie czystej miedzi (lut nr 1) lub stopów miedzi (lut nr 2 ÷ 4) oraz mosiądzów (lut nr 5 ÷ 8). Do lutowania stali czarnej z użyciem lutów miedzianych i mosiężnych należy użyć bardzo popularnych i tanich topników typu boraksowego.

Lutowanie rur z „nierdzewki”

W przypadku „nierdzewki” zarówno o strukturze austenitycznej (stal zawierająca nikiel będąca paramagnetykiem – nie przyciąga magnesu), jak i ferrytycznej (stal bogata w chrom bez dodatku niklu – przyciąga magnes) sprawa lutowania rur wygląda nieco inaczej. Powierzchnia tych stali pokryta jest bardzo stabilnymi i trudnymi do usunięcia tlenkami chromu. Z jednej strony tlenki te zapewniają bardzo dobrą odporność korozyjną, z drugiej jednak przeszkadzają w procesie lutowania.

Lutowanie rur ze stali nierdzewnej

Stale „nierdzewne” są również wrażliwe na działanie wysokich temperatur. I wprawdzie teoretycznie możliwe jest użycie czystej miedzi lub lutów niklowych do lutowania stali nierdzewnych, ale ze względu na ich wysoką temperaturę topnienia oraz dodatkowe niebezpieczeństwo pęknięć naprężeniowych w elementach lutowanych lutami miedzianymi zawsze rekomenduje się użycie drogich lutów srebrnych (lut nr 18 ÷ 23) w połączeniu z topnikami fluorkowymi.

Lutowanie rur z miedzi

Miedź jest metalem wybitnie łatwo lutowalnym. Doskonałe wyniki daje lutowanie elementów miedzianych lutami miedzianymi zawierającymi fosfor (luty nr 9 ÷ 12). Silnie redukujące działanie fosforu sprawia, że do lutowania elementów miedzianych lutami zawierającymi fosfor nie musimy stosować topników w ogóle. Musimy jednak pamiętać, że luty te bardzo nie lubią „przegrzania”.

Zbyt wysoka temperatura, znacznie przekraczająca temperaturę topnienia lutu, spowoduje, że połączenie lutowane będzie porowate i nieszczelne. Druga sprawa, o której należy pamiętać, dotyczy tego, że bardzo niewielki dodatek fosforu w miedzi radykalnie obniża jej przewodność elektryczną. Dlatego też w przypadkach lutowania elementów elektroprzewodzących musimy stosować luty srebrne (lut nr 18 ÷ 23) z topnikami fluorkowymi zamiast lutów fosforowych.

Lutowanie rur z miedzi

Miedź można również lutować lutami mosiężnymi (np. lutami nr 5 ÷ 8), ale ich temperatura topnienia jest bardzo wysoka, zbliżona do temperatury topnienia miedzi, stąd zachodzi niebezpieczeństwo nadtopienia elementu lutowanego. Do lutowania lutami mosiężnymi należy użyć topnika boraksowego. Miedź z powodzeniem można lutować również lutami aluminiowymi oraz cynkowymi. Wówczas musimy jednak użyć specjalnych topników.

Lutowanie rur mosiężnych

Zasadniczo lutowanie mosiądzu nie różni się znacznie od lutowania miedzi. Zawęża się jednak możliwość użycia lutów ze względu na niższą niż miedź temperaturę topnienia mosiądzów. Mosiądze można lutować oczywiście lutami srebrnymi z użyciem topników fluorkowych. Można z powodzeniem lutować lutami miedziano-fosforowymi, ale w tym wypadku musimy już użyć topnika boraksowego.

Lutowanie rur z aluminium

Temperatura topnienia aluminium wynosi 660ºC, a jego stopów jeszcze mniej. Stąd bardzo ograniczona dostępność lutów, które nie powodowałyby nadtopienia materiału lutowanego. Dodatkowo powierzchnia aluminium pokryta jest bardzo trwałymi tlenkami, bez których usunięcia zwilżenie materiału lutowanego ciekłym lutem w ogóle nie jest możliwe. Do lutowania czystego aluminium oraz niektórych stopów można stosować luty aluminiowo-krzemowe (nr 13, a w szczególności nr 14) i topniki fluoro-glinianowe.

Na szczególne zainteresowanie również zasługuje czysty cynk lub luty cynkowo-aluminiowe (luty nr 15÷17 podane w tabeli). Pomimo że ich temperatura topnienia nie przekracza 420ºC i są zaliczane do lutów miękkich, nie sposób zapomnieć o nich, stając przed problemem lutowania aluminium. Podczas ich stosowania musimy użyć topnika fluoro-glinianowego z dodatkiem cezu obniżającego temperaturę jego aktywności.

Lutowanie rur z aluminium

Ciekawostką są luty oferowane w hipermarketach budowlanych, przeznaczone do lutowania aluminium. Są to właśnie luty cynkowe, a ich często bardzo wysoka cena jest niczym nieuzasadniona. Lutowanie tymi lutami odbywa się przez pocieranie, tzn. nie nakłada się topnika na element lutowany, a warstewkę tlenków usuwa się poprzez pocieranie pałeczką lutu powierzchni w miejscu lutowania.

dr inż. Maciej Różański

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij