Lutowanie ręczne bezołowiowe

Jako materiały lutownicze stosuje się drut lutowniczy i topnik, ale najczęściej topnik zawarty jest już w lucie rdzeniowym. Lutownice nie są odpowiednie do lutowania podzespołów przyłączonych za pomocą pasty lutowniczej. Wprowadzono podział na lutownice do podzespołów do montażu powierzchniowego i lutownice do montażu przewlekanego, różnicując je w zależności od wielkość grota i warunków pracy.

Zasadniczym warunkiem poprawnego połączenia elementów jest dostarczenie do miejsca lutowania odpowiedniej ilości energii cieplnej w określonym czasie. Aby spełnić to wymaganie, temperatura grota lutownicy powinna być o ok. 40oC wyższa niż temperatura topnienia spoiwa, a więc wynosić ok. 260oC. Proces lutowania, od momentu dotknięcia grotem lutownicy punktu lutowniczego do momentu cofnięcia go trwa ok. 5 s. Po dotknięciu lutownicą, w ciągu sekundy spoiwo osiąga temperaturę topnienia. Jednocześnie aktywuje się topnik. Spoiwo przez ok. 4 sekundy rozpływa się na lutowanej powierzchni. Po cofnięciu lutownicy spoiwo krzepnie, a lutowane miejsce stygnie. Do ręcznego lutowania przeznaczone są spoiwa w postaci drutów lutowniczych, z topnikiem na bazie kalafonii, na przykład produkcji firmy Kester (np. o średnicy od 0,25 mm do 1,0 mm). Druty są wykonane do stopu o składzie N96,5Ag3,0Cu0,5 i mają temperaturę topnienia 217oC.

Lutownice do podzespołów do montaży powierzchniowego powinny mieć średnicę grota 3,0 mm, a jej temperatura jest ustawiana pomiędzy 260 – 295 stopni z tolerancją w stosunku do nastawionej temperatury nieobciążonej lutownicy +- 5 stopni.

Lutownice do podzespołów do montażu przewlekanego powinny być zgodne ze wskazaniami producentów takie jak: moc lutownicy, rozmiar grota i zakres temperatury. Jeżeli nie są dostępne takie wskazania, to zaleca się, aby lutownica pracowała przy 50W i odpowiedniej średnicy grota, na przykład 6,5 mm, i w temperaturze z zakresu od 300 stopni do 375 stopni, z tolerancją w stosunku do nastawionej temperatury nieobciążonej lutownicy +- 5 stopni.

Niezależnie od rodzaju podzespołu i rodzaju stopu lutowniczego obowiązują podstawowe zasady lutowania ręcznego. Aby uniknąć uszkodzenia podzespołów, zaleca się wybieranie lutownic odpowiednio do rozmiaru i masy cieplnej wyprowadzeń przeznaczonych do lutowania. Wszystkie narzędzia stosowane do lutowania powinny być utrzymane w czystości i pozbawione brudu, tłuszczu, oleju i innych cząstek. Lutowanie stopami bezołowiowymi jest bardziej wrażliwe na obecność zanieczyszczeń znajdujących się na grocie lutownicy. W celu zapewnienia właściwego połączenia lutowanego niezbędne są akceptowalne i powtarzalne warunki lutowania ręcznego.

• Stopy bezołowiowe mają znacząco wyższe temperatury topnienia niż standardowy stop Sn63Pb37. Niedoświadczony montażysta zwiększa często temperaturę pracy grota, uzyskując wielokrotnie efekty katastrofalne.
• Stopy bezołowiowe charakteryzują się gorszą zwilżalnością i rozpyłowością. Dlatego utworzone połączenia lutowanego wymaga odpowiednio długiego czasu: montażysta jest zmuszony pracować wolniej.
• W trakcie lutowania bardzo łatwo tworzą się mostki lutu lub powstają połączenia zawierające niewystarczającą ilość lut; zdarza się to nawet bardzo doświadczonym montażystom.
• Powierzchnia połączenia ma najczęściej matowy i ziarnisty wygląd utrudniający kontrolę jakości wykonania. Odpowiednie normy akceptują ten wygląd połączenia, jeżeli jest typowy dla stosowanego stopu lutowniczego i procesu lutowania.