Lutowanie

Lutowanie

Lutowanie to technika łączenia elementów elektronicznych i przewodów. Narzędziem służącym do lutowania jest lutownica. Za jej pomocą topi się miękki metal zwany lutowiem, który w stanie ciekłym oblewa łączone elementy, a następnie, po odsunięciu lutownicy, zastyga, tworząc przewodzące połączenie zwane lutem.

Czy należy w ogóle przejmować się lutowaniem, kiedy planuje się do budowy układów elektronicznych używać wyłącznie płytki stykowej niewymagającej lutowania? Tak. Prawie każdy projekt wymaga zlutowania czegoś, np. kiedy kupisz elementy niemające
wyprowadzeń (np. potencjometry, przełączniki i mikrofony) i musisz do ich styków przylutować druty pozwalające na podłączenie ich do płytki

Oczywiście z lutownicy korzysta się na znacznie większą skalę przy budowie trwałych układów elektronicznych na płytkach uniwersalnych albo perforowanych.

 

Przygotowywanie do lutowania

Do lutowania będziesz potrzebować: lutownicy (25 – 30 W), szpuli standardowego stopu lutowniczego (60/40 z rdzeniem kalafoniowym) o średnicy 1,2 lub 0,6 mm, bezpiecznej podstawki na lutownicę oraz małej gąbki. Pamiętaj, aby lutownicę zawsze odkładać na podstawkę znajdującą się na stole roboczym, w takim miejscu, by nie przeszkadzała w pracy.

Oprócz tego przygotuj dodatkowe wyposażenie, czyli okulary chroniące przed odpryskami lutowia, zacisk szczękowy (który pełni też funkcję radiatora odprowadzającego ciepło z wrażliwych elementów), antyelektrostatyczną opaskę, butelkę alkoholu izopropylowego, kawałek papieru, ołówek i taśmę klejącą. Wszystkie elementy, które chcesz przylutować, rozłóż na papierze i przyklej za pomocą taśmy klejącej. Podpisz je zgodnie z tym, jak są oznaczone na schemacie, np. napisz R1. Załóż okulary ochronne
i opaskę antyelektrostatyczną oraz zadbaj o odpowiednie wietrzenie pomieszczenia.

Namocz i wyciąnij gąbkę. Włącz lutownicę, odczekaj około minuty, aż się nagrzeje do około 370°C), a następnie zwilż grot, dotykając nim przez krótką chwilę gąbki. Jeśli używasz nowego grotu, to przed rozpoczęciem lutowania pobiel go cyną, aby lutowie nie przyklejało się do jego powierzchni (z kleistego lutowia może uformować się kropla, która może napytać Ci biedy, jeśli spadnie na obwód). Aby pokryć grot cyną, należy nałożyć na niego niewielką ilość roztopionego lutowia. Następnie nadmiar materiału zetrzyj gąbką.

Od czasu do czasu pobielaj grot lutownicy cyną, aby nie dopuścić do jego zabrudzenia. W sklepach można też dostać specjalne środki do czyszczenia grotów, których należy używać wówczas, gdy brud nie chce się odłączyć w wyniku zwykłego maczania w cynie.

 

Technika lutowania

Wykonanie prawidłowego złącza lutowego wymaga kilku prostych czynności oraz pewnego doświadczenia. Należy pamiętać, że w lutowaniu najważniejsza jest szybkość działania. Czytając opis procedury, zwróć uwagę na wyrażenia w rodzaju „natychmiast”
czy „po kilku sekundach” i traktuj je dosłownie. Oto lista kroków, jakie należy wykonać, aby zlutować dwa elementy:

1. Oczyść lutowane powierzchnie. 

Przetrzyj wyprowadzenia, końcówki przewodów oraz wytraw powierzchnie płytki drukowanej alkoholem izopropylowym,
aby lepiej przystawało do nich lutowie. Poczekaj z rozpoczęciem lutowania, aż czyszczone powierzchnie całkowicie wyschną, inaczej mogą się zapalić!

2. Zabezpiecz łączone elementy.
Aby element, do którego chcesz przylutować drucik, nie ruszał się, możesz go umieścić w uchwycie trzeciej ręki albo imadle.
Do przytrzymania elementu nad płytką obwodu użyj szczypców szpiczastych. Lekkie wygięcie wyprowadzeń niektórych elementów, np. rezystorów, sprawia, że lepiej trzymają się w otworach.

3. Ustaw lutownicę.
Trzymając lutownicę jak długopis, ustaw jej grot pod kątem około 30 – 45 stopni do powierzchni roboczej (rysunek 15.7).

lutowanie

Rysunek 15.7. Trzymając lutownicę pod kątem, przytknij jej gorący grot do metalowych części, które chcesz zlutować, a następnie przyłóż stop lutowniczy, aby go roztopić

 

4. Przyłóż grot do połączenia, nad którym pracujesz. (Na razie jeszcze nie dodawaj stopu lutowniczego). Grot lutownicy powinien dotykać obu łączonych powierzchni (np. wyprowadzenia rezystora i miedzianego pola na płytce drukowanej). Nie dotykaj gorącym grotem bezpośrednio stopu lutowniczego. Odczekaj kilka sekund, aż metal się nagrzeje.

5. Przyłóż stop lutowniczy do nagrzanego obszaru metalu. Stopione lutowie rozpłynie się po połączeniu w ciągu kilku sekund. 

6. Natychmiast odejmij stop, a następnie lutownicą. Nie poruszaj w tym czasie lutowanym elementem, pozwalając na zastygnięcie
lutowia i związanie połączenia.

7. Odłóż lutownicę na podstawkę. Nigdy nie kładź lutownicy na blacie stołu roboczego.

8. Jak najkrócej przytnij cążkami wystające fragmenty wyprowadzeń.

 

Staraj się użyć dokładnie takiej ilości lutowia, jaka jest potrzebna; oznacza to, że musisz przytrzymać stop lutowniczy przy metalu przez ściśle określony czas. Jeśli dostarczysz za mało lutowia, połączenie będzie słabe. Jeśli dostarczysz za dużo, to powstaną kropelki mogące powodować zwarcia.

Wiele elementów elektronicznych pod długotrwałym wpływem wysokich temperatur może ulec uszkodzeniu. Dlatego staraj się przykładać grot lutownicy tylko tak długo, jak jest to konieczne, aby wykonać prawidłowe połączenie.

Aby zapobiec uszkodzeniu wrażliwych na ciepło elementów (np. tranzystorów), między lutowaną końcówką wyprowadzenia a elementem przyczep zacisk szczękowy. Nadmierna ilość ciepła zostanie odprowadzona do zacisku, co zapobiegnie uszkodzeniu
elementu. Zanim później weźmiesz narzędzie do ręki, pamiętaj, aby pozwolić mu ostygnąć.

 

Lutowanie - Sprawdzanie jakości połączenia

Po zakończeniu lutowania naleźy przyjrzeć się wykonanemu połączeniu, aby ocenić, czy jest mocne i czy może przewodzić prąd. Po ostygnięciu lutowie powinno być połyskliwe, a nie matowe, i powinno wytrzymać lekkie szturchnięcie z boku. Jeśli przylutowałeś element do płytki obwodu drukowanego, to w miejscu połączenia powinno być widoczne zaokrąglenie przypominające kształtem wulkan. Jeśli połączenie jest matowe albo ma chropowatą powierzchnię, to znaczy, że powstało wadliwe połączenie zwane zimnym lutem. Połączenia takie są znacznie słabsze od prawidłowo wykonanych i nie przewodzą dobrze elektryczności.

Lut zimny może powstać w wyniku przesunięcia lutowanego elementu, kiedy jeszcze nie zdążył wystygnąć, zabrudzenia np. olejem albo wskutek nienagrzania się lutowia do odpowiedniej temperatury. Częstym powodem powstawania zimnych lutów jest
ponowne lutowanie bez uprzedniego rozlutowania elementów, ponieważ wówczas pierwotny lut nie zostaje wystarczająco rozgrzany.

Jeśli powstanie zimny lut, najlepiej jest całkowicie usunąć lutowie, oczyścić łączone powierzchnie alkoholem izopropylowym i jeszcze raz wykonać połączenie.

 

Rozlutowywanie

Wcześniej czy później na pewno zdarzy Ci się utworzyć zimny lut albo odwrotnie przylutować jakiś element bądź też zrobić coś innego, z czego nie będziesz dumny. Aby pozbyć się tego typu usterek, należy usunąć lutowie z połączenia, a następnie wykonać je od nowa. Do usunięcia lutowia możesz posłużyć się odsysaczem do cyny albo taśmą rozlutowniczą (albo jednym i drugim).

Za pomocą taśmy rozlutowniczej (która ma postać płaskiego kawałka miedzi) możesz usunąć lutowie z trudno dostępnych miejsc. Należy ją przyłożyć do niechcianego materiału i rozgrzać, co spowoduje, że lutowie przywrze do miedzi i będzie można je usunąć.

Podczas używania taśmy rozlutowniczej należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ miedź doskonale przewodzi ciepło i jej dotknięcie może spowodować poważne oparzenie.

Działanie odsysacza do cyny polega na wytworzeniu podciśnienia, które powoduje zassanie lutowia roztopionego za pomocą lutownicy. Istnieją dwa typy odsysaczy:

Odsysacz sprężynowy z ruchomym trzpieniem — należy przeciągnąć trzpień w dół, a następnie ustawić dyszę nad połączeniem, które ma zostać usunięte. Później ostroźnie przykłada się grot lutownicy do połączenia, aby rozgrzać lutowie, nie dotykając przy tym końcówki dyszy. Kiedy lutowie przejdzie w stan ciekły puszczamy trzpień, aby je wessać do zbiornika. Aby później pozbyć się lutowia
z pompki, należy jeszcze raz nacisnąć trzpień. Czynności powtórz tyle razy, ile trzeba, aby wyeliminować cały niechciany materiał.
Odsysacz należy przechowywać ze zwolnionym trzpieniem naciągającym sprężynę. Jeśli się tego nie zrobi, znajdująca się wewnątrz gumowa uszczelka może ulec zdeformowaniu i uniemożliwić uzyskanie podciśnienia wystarczającego do zassania
lutowia.

Odsysacz gruszkowy — jest to pompka działająca podobnie jak odsysacz sprężynowy, lecz do wytworzenia podciśnienia służy specjalna gruszka, którą należy ścisnąć ręką. Najwygodniej jest urządzenie przymocować do lutownicy. Można nawet
kupić tzw. rozlutownice, czyli urządzenia z wbudowaną pompką ssącą.

Postępowanie po zakończeniu lutowania

Po zakończeniu pracy zawsze wyjmuj wtyczkę lutownicy z gniazdka. Jeszcze ciepły grot wyczyść wilgotną gąbką, aby usunąć resztki lutowia. Po wystygnięciu grotu możesz usunąć uporczywy brud za pomocą specjalnej, przeznaczonej do tego celu pasty.
Później dobrym zwyczajem jest postępowanie w następujący sposób:
Pozwól lutownicy całkowicie ostygnąć, zanim ją odłożysz na miejsce.
Stop lutowniczy schowaj do torebki, aby się nie zabrudzić.
Po zakończeniu lutowania zawsze myj ręce, ponieważ większość stopów zawiera toksyczny ołów.

elektronikaElektronika dla bystrzaków. Wydanie III Autor: Cathleen Shamieh Wydawnictwo: Septe

Podobne artykuły

Podziel się ze znajomymi tym artykułem - udostępnij na FB lub wyślij e-maila korzystając z poniższych opcji:

wszystkie oferty