Lutowanie w prostych pracach modelarskich cz. 1

Trudno obyć się w modelarstwie RC bez połączeń lutowanych. Metod lutowania jest kilka. Może to być tak zwane lutowanie lutem twardym, za  pomocą palnika gazowego lub lutem miękkim za pomocą lutownic na gorące powietrze lub propan-butan, elektrycznych z grzałką lub transformatorowych.

Natrafiam czasem na opinie, że lutownice transformatorowe nie nadają się do lutowania grubszych elementów takich jak stalowe lub mosiężne blachy, pręty, grubsze przewody miedziane. Zarzuty, jakie padają, to zbyt mała moc a co za tym idzie zbyt szybkie zabieranie ciepła z grota przez lutowany przedmiot. Sporo narzekania jest przy lutowaniu akumulatorków NiMH, których elektrody mają sporą i z pozoru trudną do lutowania powierzchnię i pobielenie ich cyną stanowi największy problem. Myślę, że opinie takie powstają po niezbyt udanych, wskutek nieodpowiedniego podejścia do zagadnienia, próbach lutowania wymienionych przedmiotów.

Sprzęt i materiały eksploatacyjne
Do naszych modelarskich zastosowań w zupełności wystarczy nam jednak zwykła transformatorowa lutownica elektryczna. Jest dosyć tania i praktycznie zawsze gotowa do użytku. Na rynku jest wiele modeli lutownic transformatorowych. Ja z czystym sumieniem mogę polecić serię lutownic o nazwie Lutola. Są to lutownice rodzimej produkcji. Używam ich od lat. Więcej informacji o nich można znaleźć na stronie Lutoli.

Mam do dyspozycji dwie lutownice o mocy 100W i 65W. W każdej zamocowałem inny grot. Czasami używam lutownicy do wycinania w styropianie różnych zagłębień, otworów o różnych kształtach. Do tego celu wykonuję specjalne groty o przedziwnych kształtach a do ograniczenia temperatury grota używam regulatora natężenia oświetlenia, popularnie nazywanego ściemniaczem ściennym. Do lutowania akumulatorków lub przewodów miedzianych o przekroju około 4mm² (11AWG) w zupełności wystarczy grot z przewodu miedzianego o przekroju 1,5mm². Do lutowania grubszych przedmiotów, jak niewielkie kawałki blachy stalowej, nawet o grubości 1mm lub przewody o przekroju powyżej 4mm², dobrze jest założyć grubszy grot z przewodu 2,5mm². Można wtedy spokojnie połączyć nawet stalowe druty o średnicy 3mm. Wszystko zależy od tego, w jaki sposób będziemy używać cyny i kalafonii. Na jednym ze zdjęć widać materiały eksploatacyjne jakich używam do lutowania. Podstawowym materiałem jest oczywiście spoiwo lutownicze zwane popularnie cyną. Jest to najczęściej stop cyny z ołowiem w różnych proporcjach. W elektrotechnice i elektronice wykorzystuje się cynę w formie cieniutkiej rurki (potoczna nazwa „tinol”) wypełnionej topnikiem (kalafonia).

W przypadku elementów elektronicznych używamy wyłącznie takiej cyny. Praktycznie, podczas wlutowywania elementów w płytkę drukowaną, wystarczy oczyszczenie ścieżek papierem ściernym o gradacji 1000, włożenie elementu w otwór płytki, przyłożenie cyny z kalafonią (tinolu) i dotknięcie grotem lutownicy. Cyna powinna ładnie rozlać się wokoło nóżki elementu i utworzyć ładną, błyszczącą spoinę. Podobnie postępujemy przy lutowaniu na płytkach z montażem powierzchniowym. Możemy zrobić  do tego celu grot z bardzo cienkiego drutu miedzianego. Nie nabieramy cyny na grot, bo zanim przeniesiemy ją na miejsce lutowane, kalafonia zawarta w cynie wytopi się i spoina będzie słaba, brzydka lub powstanie tak zwany ,,zimny lut” objawiający się przerwami w działaniu urządzenia, wskutek złego styku elementów. Jeśli zdarzy nam się, że cyna niepotrzebnie połączy sąsiednie ścieżki lub punkty lutownicze a nie posiadamy odsysacza do cyny, często wystarczy stygnącym grotem nabrać większą porcję kalafonii, dotknąć połączonych miejsc i włączyć lutownicę. Cyna powinna sama wrócić na swoje miejsce.

Kalafonia podczas lutowania spełnia kilka zadań. Najważniejszym jest dobre przewodzenie ciepła między grotem lutownicy a łączonymi elementami oraz cyną. Innym zadaniem jest oddzielenie łączonych elementów od otaczającego ich powietrza. Zapobiega to szybszemu utlenianiu się oczyszczonych z tlenków a podgrzewanych powierzchni łączonych elementów. Kalafonia powoduje też równomierne rozlewanie się cyny na lutowanych elementach.

Dotykanie lutowanych przedmiotów samym grotem lub z kroplą cyny, nie będzie ich skutecznie nagrzewać. Miejsce lutowane należy dobrze oczyścić z ewentualnej emalii, farby, rdzawego nalotu lub patyny a następnie zwilżyć kalafonią lub pastą lutowniczą.

Niektóre pasty zawierają jednak pewne składniki czyszcząco trawiące lutowane powierzchnie. Wymagają więc usunięcia po zakończeniu lutowania poprzez umycie lutowanego miejsca w ciepłej wodzie. Na zdjęciu widać też biały, brudny krążek. Jest to tabletka aspiryny. Służy do łatwego usuwania emalii izolacyjnej z drutów nawojowych. Koniec drutu przeznaczony do oczyszczenia przyciskamy do tabletki gorącym grotem lutownicy i przeciągamy.

Można też na tym zdjęciu zobaczyć małą buteleczkę z napisem Fosol. Jest to popularny środek do  usuwania rdzy, doskonale nadający się do lutowania blaszek mosiężnych oraz stalowych zarówno gołych jak i cynkowanych lub niklowanych. Z powodzeniem zastępuje używany dawniej tak zwany kwas do lutowania. Była to substancja powstała po tak zwanym przegotowaniu kwasu solnego, czyli wrzuceniu do niego kawałków cynku.  Odradzam takie doświadczenia, bo ani to przyjemne ani bezpieczne. (wydzielają się duże ilości ciepła i nieprzyjemnej woni). Lepiej kupić Fosol. Po nim też trzeba miejsca lutowane przynajmniej przetrzeć wilgotną ściereczką. Najlepiej jednak lutowanie przećwiczyć na przykładach.

Aby lutowanie było jednak „łatwe, lekkie, i przyjemne”, należy pamiętać o utrzymaniu lutownicy w należytym stanie. Jeśli cyna po dotknięciu gorącym grotem nie topi się po 1-2 sekundach, oznacza to, że coś nie jest w porządku. Trzeba zwrócić uwagę na czystość miejsc styku grota z płaskownikami wychodzącymi z lutownicy. Śruby mocujące grot muszą być dobrze dokręcone a sam grot zawsze czysty. W czasie lutowania grot potrafi zmniejszać swoją grubość w miejscu zgięcia, przez co zmniejsza się jego maksymalna temperatura. W takim przypadku trzeba go wymienić na nowy. Po zamocowaniu nowego grota, włączając lutownicę, trzeba go jednocześnie zanurzyć w kalafonii i dopiero pobielić cyna.

Lutowanie przewodów i konektorów
Lutowanie konektorów typu banan (goldów) do przewodów akumulatora Li-Po to przykład jednego z najczęstszych zastosowań lutowania w praktyce modelarskiej. Połączenie miedzianego przewodu o sporym przekroju z banankiem wymaga odpowiedniego sposobu postępowania.

Izolację usuwamy z przewodu podobnym sposobem, jak struganie ołówka. Ścinamy ją pod niewielkim kątem a nóż ma się ślizgać po żyłach przewodu nie kalecząc ich. Przewody na zdjęciach były już odizolowane przez producenta akumulatorów, więc wyglądają  trochę inaczej. Po usunięciu izolacji na długości około 2_3mm zostawiamy druty przewodu w ich naturalnym ułożeniu. Nie skręcamy ich dodatkowo bo tylko zwiększymy średnicę przewodu i może być problem z włożeniem go do otworu bananka. Teraz musimy pobielić końce przewodów. Podgrzewamy odizolowany koniec przewodu zwilżonym w kalafonii grotem lutownicy i nasączamy kalafonią a następnie cyną.

Pozostawiamy przewód do ostygnięcia, aby nam się nie zdeformowała nagrzana izolacja. Kolej na bananek. Trzeba go zamocować w taki sposób, aby nie odprowadzać z niego ciepła. Może to być krokodylek elektrotechniczny lub listewka z otworem. Podgrzewamy bananek grotem lutownicy, pamiętając o kalafonii. Następnie wsuwamy w jego otwór cynę. Powinna się topić od nagrzanego bananka i wypełniać jego otwór. Nie zalewamy całego otworu cyną, bo wypłynie z zagłębienia i brzydko rozleje się na zewnątrz. Pamiętać tylko należy o pobieleniu brzegu otworu. Teraz dopiero, bardzo delikatnie obcinamy ostruganą wcześniej izolację pod kątem prostym, uważając, aby nie nadciąć żył przewodu. Umieszczamy sprężynujący lekko przewód w otworze bananka i podgrzewamy. Cyna po roztopieniu pozwoli na samoistne wsunięcie się pobielonego końca przewodu w otwór bananka a sama powinna wyłożyć się w ładne przejście z brzegu bananka na przewód. Trzeba zwrócić uwagę na równe ułożenie przewodu i bananka, aby połączenie nie było po prostu krzywe.

Tak wykonane połączenie zabezpieczamy koszulką termokurczliwą, odpowiednio ułożoną na bananku. Można na męskie złącze nasunąć złącze żeńskie i obkurczyć koszulkę na takim zestawie. Po  podważeniu koszulki igłą i wyciągnięciu żeńskiego złącza, będziemy mieli męskie złącze akumulatora zabezpieczone jak na zdjęciu. Pomijam tu zasadność zastosowania takiej konfiguracji tego połączenia (jednocześnie męska i żeńska część złącza przy akumulatorze). Istnieje możliwość niezamierzonego zwarcia akumulatora. Ja nie cierpię nadmiaru plątających się przewodów, więc mocuję je do akumulatorów, eliminując możliwość takiej pomyłki. Innym powodem zastosowania danego rodzaju połączenia jest pewna unifikacja sprzętu wśród określonej grupy modelarzy. Celem takiej unifikacji jest możliwość doraźnego wymieniania się sprzętem. Bardzo ułatwia to pomoc na zawodach lub wykrycie przyczyny źle działającego elementu.
c.d.n.

sprzęt do lutowania	akcesoria do lutowania	odsysacz do cyny
wypelnienie cyną	wypelnienie cyną	wypelnienie cyną
wlutowywanie przewodu	wlutowywanie przewodu	wlutowywanie przewodu
wlutowany przewód	zabezpieczenie koszulką	zabezpieczenie koszulką
	zamocowanie do akumulatora