Lutowanie Dell E67s

Lutowanie Dell E67s to proces, który polega na łączeniu elementów elektronicznych w jeden układ. Proces ten wykorzystuje ciekły metal (stop) i inne materiały, aby połączyć elementy elektroniczne. Proces ten jest czasami trudny i wymaga odpowiedniego oprzyrządowania i zdolności. Dell E67s jest procesorem, który wymaga lutowania w celu połączenia z płytą główną. Łączenie elementów w Dell E67s wymaga precyzji i doświadczenia, aby zapewnić, że wszystkie elementy będą działać prawidłowo. W przeciwnym razie, niedokładnie wykonane lutowanie Dell E67s może spowodować uszkodzenie elementów lub nawet całej płyty głównej.

Ostatnia aktualizacja: Lutowanie Dell E67s

W życiu każdej osoby, która zajmuje się elektroniką, czy chociażby majsterkujem przychodzi okres, gdzie musimy coś zlutować. Elektronicy najczęściej potrzebują tej umiejętności do budowania swoich urządzeń, w końcu nie możemy cały czas tworzyć układów na płytkach stykowych. Lutowanie jest umiejętnością, której szybko się można nauczyć, a oglądanie efektów swojej pracy jest bardzo satysfakcjonujące. Jeśli jesteście gotowi, to zaczynamy, do dzieła!

Przygotowanie stanowiska

Prawidłowo przygotowanie stanowisko jest wbrew pozorom bardzo ważną kwestią, musimy pamiętać, że pracujemy z wysokimi temperaturami i łatwo tutaj o oparzenie. Miejsce gdzie odkładać będziemy lutownicę chociażby aby sięgnąć po następny element powinno być wyposażone w odpowiedni stojak, dzięki czemu nie będzie możliwości przypalenia niczego obok. Następnym ważnym elementem jest czyścik do grota, może być to wilgotna gąbka, lub mosiężne wiórki. Przydatnym akcesorium jest często "trzecia ręka”, jest to uchwyt dzięki któremu elementy które będziemy lutować nie będą przesuwać się nam po obszarze roboczym jednocześnie ryzykując jego przypaleniem. Przykładowa trzecia ręka poniżej.

Kolejnym, chyba najbardziej istotnym elementem jest sama lutownica. Jeżeli zamierzamy trochę zajmować się elektroniką, to już na początku odradzam lutownic podłączanych bezpośrednio do sieci. Urządzenia te nie zawierają żadnych zabezpieczeń, ponieważ grzałka lutownicy bez żadnych pośredników, często słyszy się o przypadkach, gdzie przy dłuższym użytkowaniu “wyskakiwały” bezpieczniki, czy nawet lutownica raziła prądem. Warto zainwestować kilkadziesiąt złotych więcej i kupić nawet najtańszą stację lutowniczą. Nawet modele z niższej półki są wyposażone w transformatory, oraz inne zabezpieczenia, co dodatkowo zwiększa żywotność narzędzia. Komfort użytkowania zwiększają także dołączone do zestawu akcesoria takie jak gąbka do czyszczenia grota, czy uchwyt na lutownicę. Modele droższe są wyposażone w czujniki temperatury, a grot jest niezwykle lekki, przez co lutowanie z pomocą takich stacji to czysta przyjemność, jednak na samym początku nie warto wydawać zbyt dużo. Jednym z popularniejszych modeli jest przedstawiony poniżej. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/lutownica. jpg" alt="" width="400"/>

Jeżeli wiemy już jakiej lutownicy powinniśmy używać to należy zastanowić się nad samym spoiwem. Już na początku musimy zwrócić uwagę na dwie ważne kwestie. Pierwszą z nich jest to z czego składa się spoiwo, wbrew pozorom nie jest to czysta cyna, tylko połączenie co najmniej dwóch składników. Jeżeli lutowaniem chcemy zajmować się hobbystycznie, to śmiało możemy korzystać ze lutowie które ma w swoim składzie ołów. Unia Europejska zabrania lutowania spoiwami które zawierają ołów, ale tyczy się to tylko firm które lutują produkty które domyślnie mają znaleźć się na rynku.

Dla nas jest to duże ułatwienie, ponieważ spoiwami które nie zawierają ołowiu lutuje się dużo trudniej. Kolejną ważną składową lutowia jest topnik, dzięki niemu lutowanie będzie łatwiejsze. Ale czym tak naprawdę jest ten topnik? Topnik to substancja która przy pomocy zachodzących reakcji chemicznych oczyszcza lutowane metala oraz ułatwia topnienie cynie. W spoiwach lutowniczych najczęściej występuje jako rdzeń lutowia. Już teraz wiemy, że najlepszym dla nas spoiwem będzie produkt o wartościach Sn60Pb40 z topnikiem.

Jeśli już teraz wyszukamy lutowia o tej wartości pokaże nam się sporo produktów, ale czym one się różnią? Głównie średnicą i to na nią powinniśmy zwrócić uwagę! Do naszej nauki w zupełności wystarczy cyna o średnicy 1mm, będzie to grubość dzięki której nie będziemy musieli podawać kilku centymetrów spoiwa na jeden element, ale też zapewni nam ono odpowiednią precyzje. Gdy będziemy lutować drobniejsze elementy zostaniemy poniekąd zmuszeni do zmiany lutowia o mniejszej średnicy, ale na razie to jest jak najbardziej odpowiednie. Jeśli nie lutujemy bardzo często możemy wybrać spoiwo o wadze 10 gram, opakowania tego typu są najtańsze i z reguły wystarczają do drobnych prac, gdy lutujemy dużo warto kupić większą ilość. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/cyna. jpg" alt="" width="400"/>

Kolejnym istotnym narzędziem który ułatwi nam pracę jest odsysacz do cyny. Szczególnie na początku naszej przygody z lutowaniem nie raz zdarzy się, że nałożymy za dużo cyny. Wtedy to odsysacz wyciągnie do nas pomocną dłoń. Modeli na rynku jest sporo, ale w tym przypadku nie warto rozglądać się za drogimi modelami. Wystarczy nam taki za kilka złotych. Profesjonaliści korzystają z odsysaczy podłączanych do specjalnych kompresorów. To co zapewnia im bezodrzutową pracę, jednak do naszych zastosowań wystarczy najbardziej podstawowy model. Jeżeli chodzi o pracę z odsysaczem. Sprawa wygląda bardzo prosto, gdy w którymś miejscu nałożymy zbyt dużo lutowia wystarczy je podgrzać.

Następnie przykładając końcówkę odsysacza do rozgrzanego spoiwa wcisnąć przycisk zwalniający. Oczywiście jeszcze przed rozgrzewaniem odsysacz należy “naładować”, czyli wcisnąć większy przycisk do końca. Odsysacz po uwolnieniu sprężyny tworzy w środku podciśnienie, dzięki czemu wciąga roztopione spoiwo. Musimy pamiętać też o regularnym czyszczeniu odsysacza, ponieważ w środku osadza się cyna, im więcej cyny się osadzi, tym słabiej będzie działać nasz odsysacz. Najprostszy i najlepszy dla początkujący będzie odsysacz taki jak poniżej. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/odsysacz. jpg" alt="" width="400"/>

Z podstawowych rzeczy to tyle, warto zaopatrzyć się w obcinaczki boczne, topnik w płynie oraz plecionkę lutowniczą, ale nie jest to konieczne. Potraktujmy te akcesoria jako takie, które możemy mieć i ułatwią nam znacznie pracę, ale jeśli nie będziemy ich mieli to nic się nie stanie.

Jak będziemy lutować?

Aby zrozumieć samo lutowanie warto poznać dwie główne kategorie tej czynności. Lutowanie dzielimy na miękkie i twarde, do spajania elementów elektronicznych używamy lutowania miękkiego. Może nasunąć się pytanie dlaczego akurat miękkie? Dlatego, że nie roztapiamy elementów które chcemy łączyć, a jedynie spoiwo które będzie te elementy spajać. Do lutowania elementów elektronicznych korzystamy z zakresu temperatur 200-300 stopni Celsjusza. Dlaczego nie więcej? Są dwa główne powody, pierwszy z nich, to temperatura roztapiania się spoiw lutowniczych na bazie cyny. Aby sprawnie lutować przy użyciu cyny wystarczy około 250 stopni Celsjusza. Przy większych elementach takich jak złącza temperaturę będziemy zwiększać do około 300/350 stopni, ponieważ elementy które spajamy pobierają ciepło z grota. Drugą kwestią jest fakt, że elektronika ma stosunkowo niską wytrzymałość temperaturową, niektóre układy można uszkodzić już w stu stopniach.

Skoro powiedzieliśmy o lutowaniu miękkim, warto powiedzieć kilka słów o lutowaniu twardym. Tutaj sprawa wygląda trochę inaczej, bo pracuje się na dużo wyższych temperaturach, często sięgających 1000/2000 stopni Celsjusza. Lutowanie twarde wykorzystywane jest często przy łączeniu rur miedzianych. Dlatego, że w takiej temperaturze roztapia się spoiwo którym będziemy lutować jak i elementy lutowane. Często to ten sam materiał z którego zrobione są elementy które będziemy spajać. Uzyskanie takiej temperatury na zwykłym grocie byłoby bardzo ciężkie do osiągnięcia, jednocześnie zajmowałoby dużo czasu. Aby zapobiec tym przeciwnością korzystamy z palników i lutujemy najczęściej przy pomocy miedzi.

A więc do dzieła!

Wykonanie lutu składa się z trzech głównych kroków. Na początku warto je zapamiętać, ale później swoją rolę odegra przyzwyczajenie i pamięć mięśniowa.

1. Przykładamy grot do elementów które będziemy lutować.
2. Rozgrzanie tych elementów do temperatury która umożliwi roztopienie się cyny.
3. Roztopienie cyny na elementach które chcemy lutować.

Aby utrwalić tą wiedzę przejdźmy do praktyki, bo tylko dzięki niej nauczymy się jak lutować. Może wydawać się to dziwne, ale do nauki lutowania nie potrzebujemy ogromnego zestawu elementów które będziemy lutować. Nie licząc płytki uniwersalnej, tak naprawdę wystarczy nam to co będziemy mieć pod ręką. Czyli m. in. niepotrzebne lub uszkodzone diody, rezystory, czy układy scalone.

Rozgrzejcie swoje lutownice, przygotujcie cynę oraz układy. Jeżeli posiadacie lutownicę z kontrolą temperatury to najlepiej ustawić wartość z zakresu 325-350 stopni Celsjusza. Następnie musimy włożyć nóżki elementu który będziemy lutować do otworów w płytce uniwersalnej. W taki sposób, aby element był nieruchomy warto zagiąć jego nóżki. Następnie musimy rozgrzać element oraz sam otwór (w naszej płytce pokryty jest miedzią), ostatnią rzeczą jest roztopienie cyny na tych elementach. Najczęstszym błędem jest nakładanie cyny na grot, a następnie przenoszenie jej na element, tego nigdy nie robimy! Aby zobrazować jak cała czynność powinna wyglądać zerknijmy na zdjęcia poniżej.

Przykładamy grot i ogrzewamy elementy które będziemy lutować. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/IMG_20180918_195224. jpg" width="400" height="300"/>

Roztapiamy spoiwo na elementach. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/IMG_20180918_195234. jpg" alt="" width="400"/>

Prawidłowy lut powinien wyglądać mniej więcej tak:

Prawidłowy lut powinien mieć kształt stożka. Jeżeli ma kształt bąbla, czy też spoiwo znajduje się tylko w otworze, znaczy to, że lut jest nieprawidłowy i należy go poprawić. Natomiast jeśli przydarzy nam się, że roztopimy za dużo cyny i pokryje ona pole obok warto skorzystać z odsysacza. Przedstawię teraz jak z jego pomocą pozbyć się nadmiaru cyny. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/IMG_20180918_195508. jpg" alt="" width="400"/>

Przykład niepoprawnego lutu.

Aby pozbyć się zbyt dużej ilości lutowia musimy je rozgrzać. Ale jak będziemy próbować oderwać je za pomocą obcinaczek, czy śrubokręta wyrwiemy pole lutownicze. Gdy cyna się rozgrzeje przykładamy najbliżej jak to możliwe odsysacz do cyny. Następnie zwalniamy jego blokadę, podciśnienie zassie spoiwo do odsysacza. Nie musimy martwić się o końcówkę urządzenia do odsysania Jest wykonana z teflonu i wytrzymuje temperatury rzędu 250 stopni Celsjusza. Jeżeli nie usuniemy odpowiedniej ilości spoiwa czynność powtarzamy do skutku. pl/data/include/cms/Blog/Lutowanie-czyli-nie-taki-diabeLN-straszny/IMG_20180918_195545. jpg" alt="" width="400"/>

Wygląd lutu po pierwszym odessaniu cyny.

Gdy przylutujemy nasz rezystor, przylutujmy kolejny, potem diody, aby cała czynność nam się utrwaliła. W końcu ćwiczenia praktyczne przyniosą nam najwięcej korzyści, a działające układy będą ogromną satysfakcją. Celowo nie poruszyłem tutaj lutowania powierzchniowego, ze względu na trudność. Jeśli chcemy dobrze lutować powierzchniowo musimy mieć opanowane lutowanie przewlekane. A dodatkowo będziemy musieli zaopatrzyć się kilka produktów które nam to ułatwią!

Produkty użyte w poradniku:

• Stacja lutownicza
• Spoiwo lutownicze
• Odsysacz do cyny
• Trzecia ręka

Przepraszam za odkopywanie tak starego tematu, jednak jest on wysoko w Google po wpisaniu "lutowanie nóżki procesora wrocław" (bez cudzysłowia).

Lutowaniem nóżek do procesorów we Wrocławiu zajmują się niektóre serwisy komputerowe np. mi dolutowano zastępczą nóżkę* do Phenom II x4 955, która NIE była z brzegu, a chyba w trzecim czy czwartym rzędzie mniej więcej po środku za 40 zł. Możliwe, że gdyby była z brzegu, to kosztowałoby to 30 zł. Mam na myśli Serwis JTT. Sprzęt został gratis odebrany i odwieziony do mojego domu. Po wszystkim dostałem wydrukowaną fakturę Vat.Jedyna wada, to, że przy odbiorze procesora z mojego domu Pan z serwisu nie miał żadnego pokwitowania (a ja nie pomyślałem wtedy, żeby np. nagrać film czy zrobić zdjęcia, a tylko za namową mamy spisałem rejestrację samochodu), więc ryzykowałem. Procesor przed oddaniem był sprawdzany w serwisie i dostałem informację, iż działa.serwisjtt. pl
olx. pl/oferta/serwis-jtt-naprawa-i-rozbudowa-komputerow-CID619-ID8FuRb. htmlNiestety nie mam zbytnio jak tego sprawdzić, gdyż dopiero po tym dowiedziałem się (z Internetu), iż nie jest obsługiwany przez moją płytę główną - chyba GA-MA78G-DS3H (rev. 1. 0). Wcześniej myślałem, że Phenom II x4 955 ma tylko dwie wersje - C2 (125 W) i C3 (95 W), a dopiero po tych wydarzeniach (gdyż komputer raczej z tego powodu nie chciał uruchomić się z tym procesorem po naprawie - kręciły się wiatraki w komputerze, ale nie było sygnału głośnika systemowego i nic nie pojawiało się na monitorze) znalazłem w Internecie, iż jest jeszcze wersja C3, co ma TPD 125 W (HDZ955FBK4DGM) - co jest za dużą ilością na moją płytę główną i właśnie taką kupiłem (wcześniej myślałem, że w specyfikacji na CPU World jest jakiś błąd i skoro na stronie Gigabyte jest napisane, że Phenom II x4 955 o steppingu C3 ma 95 W i jest obsługiwany przez mobo, to znaczy, że tak będzie, a tu taka niespodzianka).*Nóżka od procesora została złamana chyba dlatego, że dałem za dużo pasty termoprzewodzącej (w kształcie X) i procesor się przykleił do chłodzenia, który przy wyjmowaniu (żeby go dobrze zamontować, gdyż okazało się, iż najpierw w moim chłodzeniu chyba Spartan PRO HE924 najpierw trzeba nim złapać "haczyk", a dopiero potem dotknąć nim "procka", a następnie drugi haczyk) pociągnął CPU ze sobą i wyrwał z gniazda, a następnie procesor został ponownie do niego włożony, a następnie (po sprawdzeniu, że prawdopodobnie przez niego komputer nie działa, a tylko kręcą się wiatraki) wyciągnięty i znów wyrwany z gniazda przez chłodzenie (kilka razy nie za mocne ruszanie chłodzeniem ręką przed wyciągnięciem go z haczyka przy pomocy śrubekrętów nie pomogło). Potem wyprostowałem nóżki (przy pomocy karty "rabatowej" chyba "Rodzina PLUS" i pilnika do paznokci, jednak jeden pin się niestety wyłamał - może dlatego, że wcześniej używałem chyba dowodu osobistego czy karty płatniczej izzykarta z mBanku, które jednak są za grube etc. ). Właśnie dlatego oddałem procesor do naprawy i teraz (wg informacji z serwisu) jest sprawny.Przy okazji dałem też do naprawy zepsute gniazdo ładowania micro USB 2. 0 w tablecie Kiano Slim Tab 8 (koszt: 50 zł+20 zł za złącze = 70 zł) i dobrze działa.Z serwisów, które lutują nóżki oprócz JTT Serwis są np. jeszcze np. :
- A&D Serwis (ok. 50 zł, a więc drożej)
być może:
- AX PRO 24
- KALERON
- WroKomp
i może inne (chociaż nie wszędzie się tego podejmą, w niektórych miejscach twierdzą wręcz, iż takie lutowanie czy przyczepienie odłamanej nóżki od procesora jest niemożliwe, co jest jednak raczej nie zgodne z prawdą, o ile ma się odpowiedni sprzęt, umiejętności i dobrze się to zrobi etc.

W robotyce nie istnieje inna czynność tak powszechna jak lutowanie. Ten fakt nikogo jednak nie powinien dziwić, gdyż to w głównej mierze od niej zależy jakość połączeń i bezawaryjność osobiście wykonanych projektów. Zastanawiasz się, jak lutować? Otóż lutowanie to trwałe połączenie różnego rodzaju elementów metalowych przy pomocy spoiwa, którym w naszym przypadku jest lut. Lut po rozgrzaniu lutownicą zmienia swój stan ze stałego na ciekły, co umożliwia precyzyjne pokrycie nim wszelkich lutowanych powierzchni. Po wyschnięciu staje się twardy i stały. Oczywiście wtedy, kiedy zostanie dobrze wykonany, z pełną precyzją i zaangażowaniem. Interesuje cię lutowanie? Poradnik przedstawiony poniżej z pewnością ci w tym pomoże. Jak zatem lutować, żeby było to zgodnie ze sztuką, trwałe i bezproblemowe?

Czym jest prawidłowe lutowanie? Jak się lutuje?

Lutowanie to proces polegający na łączeniu ze sobą dwóch elementów metalowych w sposób trwały i nierozłączny bez użycia fizycznej siły. Wykorzystuje się w tym celu spoiwo wykonane z metalu.

Lutowanie – krok po kroku

Spoiwo należy ogrzać do temperatury wyższej niż topnienie, lecz niższej niż temperatura topnienia łączonych elementów, dzięki czemu podczas lutowania elementy łączone pozostaną w stanie docelowym, a spoiwo zmieni swój stan skupienia na ciekły. Temperatura lutowania powinna więc być równa temperaturze topnienia spoiwa. Przewodzenie napięcia między dwoma połączonymi elementami jest skutkiem adhezji, polegającej na łączeniu ze sobą warstw powierzchniowych, bez występowania nietrwałych wiązań chemicznych. W przewodzeniu pomaga również dyfuzja, czyli rozprzestrzenianie się cząsteczek i energii w danym ośrodku.

Wyróżniamy dwa rodzaje lutowania, które różnią się temperaturą topnienia lutu:

• lutowanie twarde polega na rozgrzewaniu lutu do temperatury wyższej niż 450 stopni Celsjusza
• lutowanie miękkie (lutowanie na zimno) – temperatura lutowania miękkiego równa jest lub niższa niż 450 stopni Celsjusza

Oba rodzaje lutowania mogą być wykonywane nawet przez amatorów. Spoiwo w stanie bliskim ciekłego wypełnia szczelinę między dwoma elementami łączonymi, a także przywiera do niewielkich porów znajdujących się na każdym z nich. Pory zwiększają powierzchnię styku spoiwa, umożliwiając stworzenie bardzo wytrzymałych połączeń. Aby jednak nasz lut właśnie taki był, należy zadbać między innymi o topnik, który oczyści łączone powierzchnie z tlenków, co umożliwia stworzenie metalicznego wiązania. Pamiętaj, aby dostosować sposoby lutowania do wykorzystywanych materiałów!

Co to jest spoiwo? Zasady lutowania

Stop lutowniczy służy do lutowania i charakteryzuje się składem umożliwiającym jego rozgrzanie we właściwej temperaturze. Niecałe 15 lat temu najczęściej spotykanym spoiwem była mieszanka cyny i ołowiu, lecz ograniczenie względem tego drugiego materiału w 2006 roku spowodowało, że producenci zaczęli stosować luty bezołowiowe. Może to być stop lutowniczy z dodatkami srebra, miedzi lub bizmutu, a nawet antymonu. Spoiwa różnią się między sobą głównie temperaturą topnienia. Zazwyczaj jednak temperatura zmiany na stan ciekły wynosi od 215 do 230 stopni Celsjusza. Spoiwo sprzedawane w sklepach ma kształt lasek lub drutu nawiniętego na szpulę. 

Drut może być z kanałami wypełnionymi topnikiem. Topnik ułatwia proces lutowania i przyspiesza go, a przy tym pozwala na stworzenie znacznie mocniejszych połączeń za sprawą ciągłego oczyszczania łączonych powierzchni z tlenków. Co ciekawe, w sklepach znajdziemy również topnik w płynie. Czasami potrzeba go znacznie więcej niż w kanalikach wewnątrz spoiwa, dlatego warto się zaopatrzyć w niewielką butelkę na wypadek poprawiania lutów.

Rodzaje lutownic – poradnik. Jak używać lutownicy?

Na rynku znajdziemy bardzo wiele rodzajów lutownic. Poszczególne modele różnią się między sobą głównie budową, formą użytkowania i komfortem pracy, a także sposobem emitowania ciepła. Najważniejsze modele, które przyjęły się w elektronice i nie tylko, to:

• Lutownice oporowe (grzałkowe). Na ten moment najczęściej używany rodzaj lutownicy do robotyki, zazwyczaj w formie stacji lutowniczej zawierającej lekką kolbę (ostateczny element lutownicy) oraz zasilacz, którego nie trzeba brać w dłonie. Dzięki temu stacje lutownicze w rodzaju oporowych charakteryzują się bardzo wysokim stopniem precyzji dzięki lekkiej i ergonomicznie zaprojektowanej kolbie, a przy tym łatwością użytkowania i ustawienia temperatury.
• Lutownice transformatorowe to poprzednik lutownic oporowych i różnią się od nich głównie sposobem generowania energii. W tym wariancie odpowiada za to masywny transformator generujący dużą energię, która przepływa przez drut, będący jednocześnie grotem. Bardzo duża waga i niewielka precyzja to główne wady tej konstrukcji. Z zalet warto wymienić kilka ustawień mocy oraz względnie dużą trwałość, a przy tym niedługi czas niezbędny do rozgrzania grota.
• Lutownice hot-air (stacje na gorące powietrze) to bardzo precyzyjny wariant tego urządzenia elektronicznego, który polega na lutowaniu powietrzem o temperaturze wystarczającej do stopienia spoiwa. Temperaturę powietrza podnosi w przypadku tego modelu grzałka elektryczna. Urządzenie to znakomicie się sprawdza w rozlutowywaniu i podczas montażu SMD, lecz znacznie gorzej w samym lutowaniu.

Proces lutowania wykorzystujący zimny lut

Podczas procesu lutowania możemy natknąć się na wiele pułapek, które prowadzą do zniweczenia naszych starań. Częstą problemem dla osób rozpoczynających lutowanie jest powstawanie zimnego lutu, zwanego także zimnym stykiem. Sytuacja ta jest zawsze związana z nieodpowiednio dobrze wykonanym procesem lutowania, dlatego da się jej uniknąć poświęcając więcej czasu na naukę.

Podstawowym warunkiem, który musi zostać spełniony podczas lutowania, jest między innymi dyfuzja, która polega na przenikaniu cząsteczek lub energii w danym ośrodku. Z zimnym lutem mamy do czynienia wtedy, kiedy podczas lutowania następuje stopienie lutu lutownicą, a nie przez rozgrzane, łączone elementy. Taka sytuacja powoduje, że nie dochodzi do procesu dyfuzji, a jedynie do adhezji, czyli “sklejenia” się dwóch elementów ze sobą. Trwałe i mocne połączenia bez ryzyka zimnego lutu powstają tylko wtedy, kiedy zarówno sam grot, jak i pozostałe elementy lutowane będą rozgrzane do temperatury wyższej niż temperatura topnienia lutu. Wówczas spełnione zostaną dwa warunki do właściwego lutowania – adhezja oraz dyfuzja. Zimny lut może powstać także wskutek niezastosowania topnika lub przy jego zbyt małej ilości. Na powierzchniach lutowanych znajduje się warstwa tlenków, która stanowi barierę dla lutu i tym samym wpływa na siłę połączenia.

Parametry dobrej stacji lutowniczej

Każda lutownica oraz stacja lutownicza różni się między sobą wieloma parametrami, które warto wziąć pod uwagę podczas dokonywania zakupu. To w głównej mierze właśnie od nich zależy łatwość wykonywania pracy, jak i jej precyzja i brak uczucia zmęczenia. Warto także wiedzieć, że niektóre modele zupełnie nie nadają się do danej pracy, szczególnie dla osób, które zajmują się robotyką profesjonalnie lub amatorsko.

Bardzo istotny jest wybór formy lutownicy w formie stacji. Tylko taki model zapewni łatwość użytkowania i pełen komfort pracy, nawet podczas wielogodzinnych sesji lutowania elementów wymagających mnóstwa precyzji. Stacja jest rozdzielona, dlatego w dłoni trzymamy wyłącznie samą kolbę z grotem, zaś w stacji położonej tuż obok znajduje się cała reszta elektroniki. 

• Moc lutownicy jest zdecydowanie najważniejszym parametrem wpływającym na wybór konkretnego modelu. Zbyt mała moc w lutownicy oporowej powoduje, że ogrzanie grota zajmuje nawet 30 minut, co w skrajnych przypadkach będzie wymagało włączenia lutownicy jeszcze przed rozpoczęciem jakichkolwiek prac. Kolejnym następstwem zbyt niskiej mocy jest fakt, iż podczas procesu lutowania następuje obniżenie temperatury grota. Lutowanie małych rezystorów nie będzie żadnym problemem, jednak kłopoty zaczną się przy lutowaniu złącz, gdyż urządzenie nie będzie w stanie zapewnić temperatury odpowiedniej do wykonania tej pracy.
• Grot jest równie istotny i należy poświęcić mu dużo uwagi, gdyż to od niego może zależeć powodzenie danego lutu. Grot to końcowy element lutownicy, który często jest traktowany przez producentów najtańszego sprzętu zbyt ogólnikowo, przez co ulega bardzo szybkiemu zużyciu wskutek tracenia kształtu i właściwości. Zniszczony grot już po kilku sesjach lutowania będzie wymagał wymiany, zaś ten ze stacji renomowanego producenta będzie mógł kontynuować swoją pracę przez znacznie dłuższy czas.
• Należy zwrócić ogromną uwagę również na wygodę użytkowania. Rączka powinna być lekka i dobrze leżeć w dłoni, a przy tym nie powinna ulegać zbyt szybkiemu nagrzewaniu. Warto wiedzieć, że osoby zajmujące się robotyką często spędzają na lutowaniu wiele godzin.

Jak lutować – krok po kroku

Proces lutowania opisywanego w tym poradniku tyczy się wyłącznie elektroniki użytkowej, dlatego wszelkie informacje w nim zawarte tyczą się lutowania miękkiego – do 450 stopni Celsjusza. Warto jednak wiedzieć, że lutowanie elektroniki odbywa się w znacznie niższej temperaturze, która przeważnie nie przekracza 250 stopni Celsjusza. Lutowanie to dość łatwy proces, wymaga jednak doświadczenia i dużej precyzji, nawet od zaawansowanych i profesjonalnych konstruktorów. Każdy ruch musi być pewny i stanowczy, lecz przy tym także stosunkowo spokojny i powolny. Większość osób zajmujących się lutowaniem amatorsko popełnia dwa podstawowe błędy, które mogą zaważyć na trwałości pracy i jej bezpieczeństwie. Należy do nich między innymi przenoszenie roztopionej cyny na grocie oraz pośpiech podczas pracy.

Lutowanie rozpoczynamy od przyłożenia grota lutownicy do lutowanego elementu. Grot przykładamy nie do spoiwa, a do elementów, które chcemy ze sobą zespolić, skutecznie podwyższając ich temperaturę. Wiele osób pierwszy krok rozumie absolutnie niewłaściwie i rozpoczyna swoją pracę od rozgrzania kawałka cyny, która osiada na grocie naszej lutownicy, po czym przenoszą ją na lutowane elementy. To ogromny błąd i działanie zupełnie niezgodnie ze sztuką.

Drugim etapem lutowania jest chwilka przerwy, której potrzebujemy na właściwe rozgrzanie się powierzchni, które ze sobą spajamy. Pamiętajmy jednak, że chodzi o rozgrzanie powierzchni, a nie o ich spalenie nadmierną temperaturą. Elementy powinny być gorące, lecz nie w takim stopniu, aby je uszkodzić. Powinno to zająć nie więcej niż kilka sekund.

W dalszym ciągu trzymając lutownicę w miejscu łączenia, przechodzimy do ostatniego punktu, w którym przykładamy cynę, np. w postaci drutu lub laski do miejsca, w którym grot dotyka lutowanych elementów. Wówczas temperatura grota w połączeniu z temperaturą spajanych przedmiotów spowoduje zmianę stanu skupienia cyny poprzez jej roztopienie. Dzięki temu połączenie będzie mocne i trwałe, a przy tym bardzo równe.

Dodatki akcesoryjne, które warto mieć

Zawsze i niezależnie od tego, czy zajmujemy się robotyką profesjonalnie czy może robimy to hobbystycznie, powinno się posiadać dobrze wyposażony warsztat. Niedobór narzędzi może skutkować między innymi źle wykonaną pracą i irytacją, dlatego warto go unikać za wszelką cenę. Co warto mieć?

• Odsysacz do cyny przyda się zawsze i wszędzie. Narzędzie to umożliwia odsysanie podgrzanej cyny i ma formę strzykawki lekarskiej bez igły. To małe akcesorium działa jednak na odwrotnej zasadzie, gdyż po wciśnięciu przycisku w górnej części tworzymy podciśnienie zamiast nadciśnienia, dzięki czemu stopiona cyna wpływa do środka. To małe urządzenie przyda się między innymi podczas oczyszczania płytek.
• Bardzo istotne jest, by zawsze pod ręką mieć dodatkową butelkę topnika. Płyn ten ułatwi nam lutowanie i wstępnie przygotowuje powierzchnie elementów, oczyszczając je z wielu osadów, takich jak tlenki. Ponadto topnik ułatwia i przyspiesza topnienie cyny.
• Okulary chronią oczy i warto je stosować nawet podczas bardzo krótkich sesji lutowania. Zbieg niefortunnych zdarzeń może spowodować, że kawałek odcinanego drutu wystrzeli w stronę naszej twarzy, w skrajnych wypadkach raniąc oko.
• Obcinaczki są niezbędne do odcinania nóżek lutowanych elementów i warto je mieć zawsze pod ręką. Podobnie z wkrętakami i śrubokrętami w wielu rozmiarach. Zajmują bardzo niewiele miejsca, a czasami okazują się absolutnie niezbędne.

Czym jest trzecia ręka?

Akcesorium, które warto opisać znacznie dokładniej niż powyższe, jest zdecydowanie uchwyt uniwersalny, zwany również potocznie trzecią ręką. Uchwyt ten jest wyposażony w dwa krokodylki oraz dużą lupę. Przedmiot ten jest w większości przypadków niezbędny. Ułatwia proces lutowania i zapewnia duży komfort operatorowi lutownicy.

Podczas lutowania, jedną ręką trzymamy lutownicę za kolbę, drugą zaś trzymamy cynę. Innymi słowy – brak nam ręki do przytrzymania lutowanych elementów, co wywołuje mnóstwo irytacji u większości osób zajmujących się lutowaniem sporadycznie. Lutowaną płytkę zaczepiamy o dwa krokodylki (lub jeden, zależnie od potrzeb), po czym rozpoczynamy pracę w wygodnej pozycji. Możemy praktycznie dowolnie ustawić sobie kąt nachylenia i uzyskać doskonałą widoczność oraz łatwość dostępu do wszystkich części lutowanego elementu.

Równie istotna jest lupa. Wbrew pozorom lupa służy nie tylko jako akcesorium dla ludzi starszych, którzy miewają problemy ze wzrokiem. Wielogodzinne sesje lutowania mogą wywołać szybkie zmęczenie oczu i problemy z ich akomodacją. Oznacza to, że tego typu kłopoty miewają nawet młodsi konstruktorzy, dla których w pewnym momencie problemy przybiorą na sile i mogą spowodować przymus założenia okularów. Lupa doskonale przed tym chroni.

Na czym ćwiczyć lutowanie? Co można lutować?

Nauka lutowania poprzez ćwiczenia jest zawsze praktyczna i umożliwia szybkie nabranie wprawy w tej czynności, bez zbędnego niszczenia dobrych płytek drukowanych. Są to płytki treningowe PCB. Modele przeznaczone do ćwiczeń są wykonane zgodnie ze sztuką i mają bardzo wysoką jakość, dzięki czemu do złudzenia przypominają płytki drukowane, używane szeroko w robotyce.

Drugim urządzeniem niezbędnych podczas treningów lutowania jest sama lutownica. Zawsze należy do celów treningowych używać profesjonalnej lutownicy, najlepiej tej, z której będziemy korzystać już po naszym kursie. Wiele osób błędnie zakłada, że trening powinno się wykonywać na prostej i taniej lutownicy transformatorowej. Prawda jest jednak taka, że ćwicząc w ten sposób wyrobimy sobie pewne nawyki, które przeniesiemy także do pracy z lutownicą oporową.

Płytki drukowanie i ich charakterystyka – lutowanie przewodów

Płytki drukowane PCB (Printed Circuit Board) mają dość podobną zasadę działania do płytek stykowych. Mianowicie w płytkach stykowych w celu stworzenia urządzenia elektrycznego, należało za pomocą blaszek i przewodów stworzyć połączenie elektryczne. W płytkach drukowanych, wszelkie połączenia między stykami są nadrukowane (co imituje blaszki i przewodu), dzięki czemu nie ma potrzeby ich ponownego łączenia. Ma to ogromne znaczenie w przypadku elektroniki użytkowej i robotyki. Łączenie ze sobą luźnych przewodów i wykorzystywanie do tego celu wielu elementów mechanicznych nie przekłada się na trwałość i bezpieczeństwo danych urządzeń.

W budowie płytki drukowanej warto wyróżnić między innymi warstwę TOP (górna warstwa elementów) oraz warstwę opisu w postaci nadruków naniesionych na płytkę. Cała płytka jest wykonana z laminatu szklano-epoksydowego pokrytego soldermaską, którego grubość wynosi przeważnie od 1 do 3 mm. Laminat nie przewodzi prądu, a przy tym jest niezwykle wytrzymały na zniszczenia fizyczne. Po drugiej stronie płytki znajdziemy z kolei warstwę ścieżek, czyli połączeń wykonanych z miedzi. Miejsca przeznaczone do zalutowania (pady) są pokryte bardzo cienką warstwą cyny, naniesionej wskutek procesu zwanego cynowaniem. W droższych modelach producenci stosują także procesy złocenia padów, co ma zwiększyć ich walory praktyczne.