Podstawy lutowania dla branży HVAC
Podstawy lutowania dla branży HVAC

Lutowanie to ta z umiejętności, którą powinien posiadać każdy instalator lub serwisant klimatyzacji i pomp ciepła. Ale czym w ogóle jest proces lutowania, jakie mamy luty, jakie materiały powinieneś wybrać i na co koniecznie zwrócić uwagę podczas wyboru materiałów? Na te i więcej pytań odpowiadamy w niniejszym artykule.

Czym jest lutowanie i jakie zjawiska zachodzą podczas procesu lutowania?

Lutowanie jest jednym ze sposobów łączenia instalacji w układach chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła. Lutowanie to dokładnie proces łączenia materiałów za pomocą spoiwa, czyli lutu o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia samego materiału. Podczas procesu lutowania zachodzi zjawisko dyfuzji. Cząstki lutu wnikają w łączone materiały i dzięki temu powstaje połączenie czyli lutowina. W przeciwieństwie do procesu spawania, gdzie topiony jest materiał rodzimy, w lutowaniu dochodzi tylko do topienia lutu, który wypełnia szczelinę lutowniczą.

Jednym z głównych podziałów procesu lutowania jest podział ze względu na osiąganą temperaturę. Pierwsze to lutowanie miękkie, czyli to, gdzie temperatura topnienia jest poniżej 450 stopni Celsjusza. Drugie to lutowanie twarde, gdzie temperatura topnienia lutu wynosi ponad 450 stopni Celsjusza i to właśnie lutowanie twarde jest wykorzystywane w układach klimatyzacyjnych, chłodniczych i pompach ciepła.

Co to jest kapilarność w lutowaniu?

Kapilarność to zdolność lutu do penetrowania szczeliny. Im mniejsza szczelina, tym lepsze warunki do zadziałania sił kapilarnych i tym lepsze wypełnienie szczeliny lutem, dlatego ważne jest, aby dobrać odpowiednie średnice rur i złączek, odpowiednie średnice narzędzi do wykonywania kielichów i uwzględnić również pojęcie rozszerzalności cieplnej materiałów (przy połączeniach różnoimiennych), aby zachować zjawisko kapilarności.

Czym jest zwilżanie lutu?

Równie istotnym mechanizmem procesu lutowania jest zjawisko zwilżania lutu. Jest to zdolność pokrywania powierzchni materiału cienką, równomierną warstwą lutu. Jeżeli źle dobierzemy spoiwo i topnik, może dojść do sytuacji, gdzie na powierzchni rury powstaną zgrubienia (krople lutu) i lut nie rozleje się równomiernie, przez co nie dojdzie do połączenia dyfuzyjnego materiałów łączonych.

>>> Sprawdź narzędzia i akcesoria do lutowania dostępne w Coolmarket.pl <<<

Jaki lut wybrać?

W układach chłodniczych, klimatyzacyjnych, czy pompach ciepła, z reguły mamy do czynienia z połączeniami jednoimiennymi, czyli łączeniami rur miedzianych. Zdarzają się również połączenia różnoimienne, czyli połączenia np. miedzi ze złączką mosiężną, króćców w wymienniku ciepła podczas wymiany na przykład zaworów, czy połączeniu rury miedzianej z aluminiową w mniejszych układach chłodniczych. Dlatego tak ważny jest wybór odpowiedniego lutu, który zapewni pewne połączenie. Tutaj rozważymy kilka materiałów łączonych ze sobą.

Pierwsze takie połączenie (najbardziej popularne) to jest miedź z miedzią. Do połączeń miedzi z miedzią wykorzystujemy luty miedziano-fosforowe i tutaj wystarczająca będzie zawartość srebra 2%, 5%. Można użyć też 15%. Im wyższa zawartość srebra w lucie, tym łatwiej nałożyć taką spoinę, a połączenie będzie bardziej elastyczne, czyli bardziej odporne na drgania. Jest to ważne, gdy lutujemy np. fragmenty rur przy agregacie, gdzie występują drgania. Luty 2%, 5% nadają się do lutowania rur o średnicach do 18 mm. Powyżej tej średnicy zalecane jest użyć lut o wyższej zawartości srebra. Przy tych połączeniach nie jest wymagane użycie topnika.

Kolejne połączenie to miedź z mosiądzem. Przy tym połączeniu warto wybrać lut o wyższej zawartości srebra, na przykład powyżej 34% lub 40%, 45%.  Przy tym połączeniu zalecane jest użycie topnika.

Kolejny wariant to połączenie miedzi z aluminium. Przy połączeniu miedzi z aluminium, należy wybrać lut aluminiowo-cynkowy, który ma niższą temperaturę topnienia od topnienia lutu miedzianego. Wymagane jest tutaj użycie topnika lub lutu, który już zawiera w sobie topnik (lut rdzeniowy). Połączenie aluminium z miedzią warto zabezpieczyć przed działaniem wilgoci np. nakładając koszulki termokurczliwe.

Ostatnie połączenie, które omówimy to połączenie aluminium z aluminium. Tutaj używamy również lut aluminiowo-cynkowy.

Luty miedziane i aluminiowe występują w postaci pałeczek i zwojów. Topniki można spotkać w postaci pasty i proszków. 

Jaki osprzęt do lutowania wybrać?

Połączenie lutowane, obok połączeń skręcanych, czy zaciskowych, stanowi szeroką grupę połączeń wykonywanych w instalacjach chłodniczych i pompach ciepła. Dlatego wybór odpowiedniego sprzętu do lutowania zapewni nam pewne i sprawne wykonanie tego procesu. W technice lutowania twardego można rozróżnić kilka metod lutowania. Najczęściej stosowaną układach chłodniczych i klimatyzacyjnych, jest metoda 912 oraz 918, czyli lutowanie twarde metodą płomieniową oraz lutowanie twarde metodą rezystancyjną.

Osprzęt do lutowania, jaki możemy teraz znaleźć na rynku, to małe zestawy lutownicze. Są one idealne do sporadycznych prac, a ich mała waga i gabaryty powodują, że są one łatwe w transporcie i w użytkowaniu. Duże zestawy lutownicze znajdują zastosowanie w przemysłowych instalacjach. Zawierają one butle wymienne, dzięki czemu paradoksalnie, w porównaniu do mniejszych zestawów, koszty eksploatacji tych dużych zestawów do lutowania są niższe.

Coraz częściej wybierane przez instalatorów są zgrzewarki elektryczne, które cechują się niską wagą i małymi gabarytami, a jedynym kosztem eksploatacyjnym są pałeczki elektrodowe. W tym rozwiązaniu musimy pamiętać, że zgrzewarka elektryczna potrzebuje dostęp do sieci elektrycznej. Urządzenia te zgrzewają rurę punktowo, dzięki czemu nie działamy z otwartym ogniem, więc takie zgrzewarki sprawdzą się wszędzie tam, gdzie istnieje obawa opalenia obudowy czy konstrukcji układu lub gdzie jest po prostu ciasno i mamy mniej komfortowy dostęp.

Podczas prac lutowniczych warto też rozważyć dodatkowe akcesoria i materiały, które ułatwią nam pracę. W naszej ofercie możecie znaleźć osłony do lutowania, bariery cieplne w postaci żelu i w postaci pasty, które zabezpieczają elementy układu przed działaniem promieniowania cieplnego wytwarzanego przez palniki czy zgrzewarki.

>>> Sprawdź narzędzia i akcesoria do lutowania dostępne w Coolmarket.pl <<<

Na co zwrócić uwagę podczas lutowania?

  1. Po pierwsze, dobór odpowiednich średnic rur. Aby uzyskać omawiane wcześnie zjawisko kapilarności, musimy pamiętać, by dobrać odpowiednie średnice rur i odpowiednie średnice armatury złączek, aby były ze sobą dobrze spasowane.
  2. Kolejny punkt to dobór odpowiedniego spoiwa. Musimy sprawdzić jakie materiały będą lutowane i czy to będą jednoimienne połączenia, czy różnoimienne połączenia, by wybrać odpowiedni lut.
  3. Dobór odpowiedniego topnika - jeżeli zachodzi taka konieczność, to należy użyć topnika (służy do usuwania tlenków z powierzchni).
  4. Przygotowanie powierzchni rury po cięciu należy ogradować w celu usunięcia zadziorów. Mogą być one potencjalnymi ogniskami nieszczelności. Spoiny zaburzają wtedy płynięcie lutu do szczeliny, dlatego warto przeczyścić powierzchnię na przykład czyścikami lub szczotkami i wówczas uzyskamy lepszą dyfuzję łączonych materiałów.
  5. Wybór odpowiedniego sprzętu do lutowania, czyli wybór takiego sprzętu, który pozwoli uzyskać dostatecznie wysoką temperaturę topnienia wybranego wcześniej lutu, to ten jeden punkt, który często jest pomijany przez instalatorów i serwisantów.
  6. Podczas procesu lutowania należy usunąć powietrze z układu, wtłaczając do niego gaz obojętny, np. azot. Azot zapobiega utlenianiu się wewnętrznych ścian rur, a takie produkty utleniania mogą spowodować zanieczyszczenie czynnika chłodniczego, zakwaszenie oleju lub zatkanie zaworu rozprężnego czy elektromagnetycznego.

 

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper Premium