Dlaczego warto lutować i gdzie wykorzystać tę umiejętność

Począwszy od elektroników po majsterkowiczów czy hobbystów – wiele osób regularnie stosuje proces znany jako lutowanie. Jest to jedna z ważniejszych umiejętności, która umożliwia wykonywanie obowiązków w pracy, przeprowadzanie rutynowych zadań związanych z montażem i konserwacją czy majsterkowaniem.

Lutowanie jest szczególnie powszechne w przypadku prac związanych z budowaniem obwodów, montażem PCB (ang. printed circuit board – obwód drukowany), prototypowaniem elektronicznym czy też naprawą podstawowych urządzeń domowych, z których korzystamy na co dzień.

Jest również niezwykle użyteczne w rozwijaniu kompetencji STEM wśród uczniów. Stanowi swoiste ABC dla każdego, kto chce się zajmować szeroko rozumianą elektroniką.

Co właściwie oznacza lutowanie

Krótko mówiąc: lutowanie jest rozpowszechnioną i nieskomplikowaną metodą klejenia lub łączenia ze sobą różnych rodzajów materiałów i komponentów. Proces odbywa się przy użyciu niewielkiej ilości stopu metalu, zwanego lutem, oraz podgrzewanego ręcznego narzędzia, zwanego lutownicą. Lutowanie elementów polega na topieniu niewielkiej ilości stopu lutowniczego wokół łączonych elementów lub powierzchni i pomiędzy nimi, zazwyczaj za pomocą gorącej metalowej końcówki (zwanej grotem.

Po schłodzeniu i utwardzeniu powstałe lutowane połączenie lub złącze jest uważane za trwałe. Zapewnia ono bezpieczne przewodzenie elektryczności (w przypadku obwodów elektrycznych) i wodoszczelne połączenie pomiędzy lutowanymi częściami (w zastosowaniach hydraulicznych). Warto jednak zauważyć, że utwardzone luty można zwykle ponownie stopić i dość łatwo usunąć poprzez ponowne zastosowanie wystarczającej ilości ciepła. Pozwala to, w razie potrzeby, na oddzielenie lub przerobienie części, które wcześniej były ze sobą lutowane. Ten proces nazywa się rozlutowywaniem.

Jak bezpiecznie lutować

Lutowanie jest bezpieczne pod warunkiem odpowiedniego przygotowania i przeszkolenia. Przed rozpoczęciem pracy powinniśmy się upewnić, że dysponujemy odpowiednim sprzętem ochrony osobistej oraz odpowiednimi zabezpieczeniami , a otoczenie jest wolne od zagrożeń.

Oczywistym zagrożeniem jest grot lutownicy, który musi być bardzo gorący, aby mógł spełniać swoją funkcję. Nawet podstawowe modele zwykle bardzo szybko nagrzewają się do około 400 stopni Celsjusza. Jest to wystarczająco wysoka temperatura, aby w przypadku niewłaściwej obsługi spowodować poważne oparzenia. Aby ich uniknąć, można korzystać ze specjalnych rękawic.

Bardziej zaawansowane modele stacji lutowniczych mogą mieć szereg wbudowanych funkcji bezpieczeństwa. Bezpieczeństwo zwiększyć mogą także dodatkowe akcesoria.

Oprócz wysokiego ciepła istnieje kilka innych realnych zagrożeń, na które należy zwrócić uwagę podczas lutowania. W szczególności należy pamiętać, że sam materiał lutowniczy może czasami „ostrzeliwać” po przegrzaniu. Takie zdarzenie jest powodowane tworzeniem się kieszeni powietrznych lub zanieczyszczeniami wywołującymi tak zwany „efekt popcornu”. Dlatego też podczas lutowania koniecznie trzeba ubierać okulary ochronne, zwłaszcza jeśli jesteśmy osobami początkującymi.

Techniki lutowania do różnych zadań

Istnieje wiele wskazówek i zasad dotyczących ogólnych prac lutowniczych, które mają mniej lub bardziej uniwersalne zastosowanie. Jednak niektóre naprawy wymagają bardziej zindywidualizowanego podejścia. Można zaopatrzyć się w szeroką gamę przejściówek i dodatków do lutownicy, które znacznie ułatwią i usprawnią poszczególne rodzaje prac.

Jak lutować drut

Większość ludzi sięga po „codzienne” lutowanie przy okazji naprawy lub ulepszenia istniejącego połączenia elektrycznego. Bardzo często może to wymagać znajomości sposobu lutowania przewodu, a dokładniej lutowania dwóch przewodów razem. Lutowanie drutu, kabli i przewodów odbywa się przy użyciu lutownicy i lutu. Aby można było wykonać czynność lutowania, lut należy doprowadzić do stanu płynnego. Natomiast lutowane elementy nie zmieniają stanu skupienia. Istotne jest, aby zachować niższą temperaturę spoiwa niż lutowanych elementów.

Jak lutować płytkę drukowaną

W przypadku płytek drukowanych, wykorzystywanych do nauki lutowania w szkołach, istnieje kilka różnych technik używanych specjalnie do lutowania elektronicznego, zwłaszcza do dodawania komponentów do płytki drukowanej (PCB). Większość elementów PCB zaprojektowano do montażu na dwa sposoby:

  • THT (ang. through-hole technology) – metoda przewlekana
  • SMD (ang. surface-mount technology) – metoda powierzchniowa.

W metodzie przewlekanej komponenty elektroniczne mają wyprowadzenia w postaci drutów, które w trakcie montażu na płytce przewlekane są przez otwory i lutowane do ścieżek po przeciwnej stronie płytki niż montowany element.

Metoda powierzchniowa zaś wymaga umieszczania komponentów elektronicznych na płytce ze ścieżkami. Elementy wyróżniają się niewielkimi wymiarami, mają płaskie obudowy i końcówki lutownicze, które łączymy spoiwem z punktem lutowniczym.

Wybór odpowiedniej metody jest podyktowany rodzajem płyty i zastosowanego komponentu.

Co to jest rozlutowywanie

Rozlutowywanie jest procesem odwrotnym do lutowania i polega na usuwaniu utwardzonego materiału lutowniczego z wcześniej lutowanych złącza, powierzchni lub elementu. Przy wystarczającej staranności i wiedzy można to zrobić za pomocą zwykłej lutownicy. Istnieje jednak wiele adekwatnych narzędzi i akcesoriów do rozlutowywania, znacznie ułatwiających i uprzyjemniających pracę. Należą do nich:

  • osysacze,
  • rozlutownice,
  • wszelkiego rodzaju plecionki.
 Do czego może się przydać umiejętność lutowania

Lutowanie znajduje najczęściej zastosowanie między innymi w łączeniu elementów elektronicznych, wszelkiego rodzaju podzespołów, płytek drukowanych, robotów. Lutowanie wykorzystuje się też w szeroko rozumianym przemyśle technicznym czy produkcyjnym.

Obecni uczniowie, którzy za kilka lat będą wchodzili na rynek pracy, powinni wykazać się umiejętnościami STEM. Zatem lutowanie będzie dla nich podstawą. Warto zwrócić uwagę, że nie jest to typowo męskie zajęcie. Z powodzeniem z tematem poradzą sobie równie dobrze dziewczynki, jak i chłopcy.

W domu lutownica przyda się we wszelkiego rodzaju hobbystycznych zajęciach, jak modelarstwo, a także w prostych naprawach zabawek dziecięcych, domowych sprzętów takich jak głośniki czy oświetlenie, a nawet biżuterii.

Lutowanie pozwala uzyskać trwałe połączenia na długie lata. Zamiast wzywać specjalistę do każdej drobnej usterki lub kupować nowe urządzenie, większość drobnych napraw można zrealizować samodzielnie, a tym samym redukować ilość elektrośmieci.

Marek Prokurat- pasjonat, praktyk