Topniki do lutowania twardego i miękkiego
DOBÓR TOPNIKA
Topniki odpowiadają za to, aby łączone ze sobą powierzchnie były czyste. Topnik do lutowania twardego czy miękkiego chroni również przed powstawaniem tlenków podczas nagrzewania elementów. Te materiały do lutowania umożliwiają uzyskanie dobrych jakościowo złączy. Podnoszą tym samym efektywność i jakość procesu lutowania. Dzięki topnikom zmniejsza się także ilość niezgodności lutowniczych w lutowanym złączu. Nawet tradycyjne samotopnikujące luty CuP lub pasty do lutowania, wymagają często dodania topnika.
Jak dobrać odpowiedni topnik do lutowania?
Większość metali i stopów reaguje z gazową atmosferą, która je otacza. Na ich powierzchni tworzy się wtedy warstewka trudno topliwych niemetalicznych związków, szczególnie tlenków. Proces jest tym intensywniejszy, im wyższą mamy temperaturę. Warstewka ta, istniejąca zarówno na powierzchni łączonych części, jak i stopionego spoiwa lutowniczego, utrudnia w znacznym stopniu rozpływanie lutu. To z kolei uniemożliwia wytworzenie trwałego połączenia między lutowanymi częściami. Aby zapewnić wymaganą czystość łączonych powierzchni i lutu, należy zastosować odpowiedni topnik do lutowania miedzi, aluminium, mosiądzu czy innych metali. Zatem jaki topnik do lutowania będzie najlepszy?
Podstawowe wymagania, których spełnienie zapewni dobre działanie topników:
- Topnik do lutowania nie powinien wchodzić w reakcje chemiczne z lutem (oprócz przypadku lutowania reakcyjnego).
- Topnik powinien należycie oczyścić powierzchnie lutowanego przedmiotu i lutu z tlenków oraz chronić je przed dostępem atmosfery w czasie lutowania.
- Temperatura topnienia topnika powinna być niższa od temperatury topnienia lutu, a jego temperatura parowania – wyższa od niej.
- Topniki w stanie ciekłym i w stanie gazowym powinny poprawiać zwilżalność powierzchni przedmiotu przez spoiwa lutownicze, czyli poprawiać rozpływność lutu.
- Topniki powinny zachowywać swe własności i swój skład chemiczny w czasie wzrostu jego temperatury przy lutowaniu.
- Topnik do lutowania nie może wywoływać silnej korozji i nie powinien wydzielać toksycznych gazów przy lutowaniu.
- Topnik do lutowania powinien łatwo wypływać na powierzchnię ciekłego lutu i umożliwiać formowanie regularnego i gładkiego lica lutowiny podczas krzepnięcia spoiwa.
- Po lutowaniu żużel potopnikowy okrywający złącze lutowane powinien być możliwie łatwo usuwalny.
- Wzajemne przyciąganie między ciekłym topnikiem a lutowanym metalem powinno być mniejsze niż przyciąganie między lutowanym metalem a ciekłym lutem. To warunkuje łatwe wypieranie topnika z powierzchni metalu przez lut.
Luty srebrne otulone nie potrzebują dodatkowego topnika, ponieważ mają go właśnie w otulinie. To wygodna praktyka, gwarantująca właściwe dobranie topnika do lutu i jego temperatury topnienia.
Rodzaje topników
Ze względu na przeznaczenie topniki lutownicze dzielą się na dwie podstawowe grupy:
- Topniki do lutowania miękkiego
- Topniki do lutowania twardego
Topniki do lutowania miękkiego
Klasyfikacja topników do lutowania miękkiego według ich głównych składników wg PN-EN 29454-1:2000
Rodzaj topnika | Osnowa | Aktywator | Postać |
---|---|---|---|
Żywiczny 1 | 1 Kalafoniowa | 1 Bez aktywatora 2 Aktywator halogenkowy * 3 Aktywator niehalogenkowy | Ciekła A Stała B Pasta C |
2 Niekalafoniowa (żywiczna) | |||
Organiczny 1 | 1 Rozpuszczalna w wodzie | ||
2 Nierozpuszczalna w wodzie | |||
Nieorganiczny 3 | 1 Sole | 1 Z chlorkiem amonu 2 Bez chlorku amonu |
|
2 Kwasy | 1 Kwas fosforowy 2 Inne kwasy |
||
3 Alkalia | Aminy i/lub amoniak | ||
*Mogą być stosowane inne aktywatory |
Rodzaje topników różnią się składnikami, postacią oraz przeznaczeniem. Poniżej przedstawiamy charakterystykę lotnego topnika do lutowania twardego.
Klasyfikacja topników do lutowania twardego według PN-EN 1045:2001
Klasa | Typ | Temp. akrywności | Charakterystyczne składniki | Przeznaczenie |
---|---|---|---|---|
FH1) | FH10 | 550-880°C | związki boru, proste fluorki | topniki ogólnego przeznaczenia |
FH11 | 550-800°C | związki boru i złożone fluorki, chlorki | lutowanie stopów miedzi z aluminium | |
FH12 | 550-850°C | związki boru, wolny bor, proste i złożone fluorki | lutowanie stali nierdzewnych i innych stali oraz metali twardych | |
FH20 | 700-1000°C | związki boru, fluorki | topniki ogólnego przeznaczenia | |
FH21 | 750-1100°C | związki boru | topniki ogólnego przeznaczenia | |
FH30 | 550-880°C | związki boru, fosforany, krzemiany | lutowanie spoiwami miedzianymi i niklowymi | |
FH40 | >1000°C | chlorki, fluorki | lutowanie, gdy nie jest wskazana obecność boru | |
FL2) | FL10 | >550°C | higroskopijne fluorki, głównie związki litu | lutowanie aluminium i jego stopów |
FL20 | >550°C | niehigroskopijne fluorki | ||
1)Topniki do lutowania metali ciężkich 2)Topniki do lutowania metali lekkich |