Spis treści
Lutowanie stali nierdzewnej wymaga zastosowania określonego rodzaju spoiwa i temperatury. W jaki sposób przeprowadzić lutowanie nierdzewki, aby uzyskać trwały efekt? Czy można wykonać lutowanie mosiądzem stali, czy może lutowanie srebrem to zawsze jedyne i najlepsze rozwiązanie?
Lutowanie miękkie stali
Lutowanie kwasówki to proces wykorzystujący dwa rodzaje stopów lutowniczych: stop cyny ze srebrem o temperaturze topnienia 215-225 stopni Celsjusza oraz czysty stop cyny o temperaturze ok. 230 stopni. Lutowanie nierdzewki ferrytycznej o zawartości 17%Cr wymaga wstępnego przygotowania powierzchni, natomiast przy stali austenitycznej o zawartości 18%Cr – 9%Ni można zastosować lut miękki. Z kolei w przypadku stabilizowanych niobem albo tytanem gatunków stali austenitycznych i ferrytycznych lutowanie miękkie stali okazuje się trudniejsze bez wcześniejszego właściwego przygotowania powierzchni. Jej stan wykończenia wpływa także na zjawiska zwilżalności w trakcie procesu lutowania. Powierzchnie polerowane (2B) bądź po wyżarzaniu bez nalotu (2R) nadają się gorzej do lutowania niż powierzchnie po trawieniu (1 lub 2D).
Lutowanie kwasówki lutem miękkim zwykle realizuje się przy pomocy lutownicy elektrycznej, jednakże można używać również metody nagrzewania palnikiem acetylenowo-tlenowym. Lutowanie miedzi ze stalą wymaga wykorzystania właściwego topnika. W przypadku stali nierdzewnej topnik nie może zawierać chlorków, które wpływają w negatywny sposób na właściwości korozyjne materiału. Oparte na kwasie ortofosforowym topniki nie zawierają chlorków, a ponadto zapewniają otrzymanie odpowiednich właściwości lutu. Lutowanie stali czarnej należy zakończyć dokładnym wyczyszczeniem powierzchni stali z pozostałości topnika.
Aby lutowanie stali nierdzewnej ferrytycznej albo austenitycznej wskazaną metodą zakończyło się uzyskaniem najlepszej jakości połączeń, należy zastosować elementy o właściwej chropowatości.
Lutowanie twarde stali
Drugim sposobem łączenia materiałów jest lutowanie twarde stali nierdzewnej. Lut twardy do stali nadaje się w szczególności do stali nierdzewnych austenitycznych (stopów żelaza, chromu i niklu). W tym przypadku głównie wykorzystywane są stopy Ni-Cr-B, Ag-Cu-Zn-Sn, Ni-Cr-Si, Cu. Z kolei lutowanie twarde stali nierdzewnej o strukturze ferrytycznej (stopów Fe-Cr) zazwyczaj wykonywane jest z zastosowaniem stopów Ag-Cu-Zn-Sn, Ag-Cu-Zn-Ni albo Si-Cu-Sn-Ni. Lutowanie mosiądzem stali jest więc niewskazane.
Lut twardy do stali ferrytycznej wykorzystywany jest w oparciu o procedury podobne do tych dotyczących lutowania stali austenitycznych. Podstawowa różnica przy lutowaniu ferrytycznej stali polega na obowiązku bardzo dokładnego przestrzegania czasu i temperatury lutowania, celem uniknięcia nadmiernego rozrostu wydzieleń i ziarn węglików chromu.
Lutowanie twarde stali nierdzewnej wykonuje się w próżni bądź kontrolowanej atmosferze o obojętnym charakterze, takiej jak mieszanina wodoru i azotu albo suchy wodór. W ten sposób można zapobiec utlenianiu powierzchni stali nierdzewnej. Ponadto, w celu zapewnienia niskiego potencjału utleniania atmosfery, należy utrzymać jej wilgotność na poziomie temperatury rosy, czyli przynajmniej -55 stopni Celsjusza, a najlepiej -70 stopni. Lutowanie stali czarnej odbywające się w piecu wymaga konkretnej temperatury. W zależności od użytego stopu lutowniczego jest to od 600 do 1200 stopni Celsjusza, z kolei prędkość nagrzewania musi być na poziomie od 15 do 20 stopni/minutę. Proces chłodzenia odbywa się w próżni, a potem w atmosferze obojętnej (lutowanie miedzi ze stalą ferrytyczną) oraz redukcyjnej (lutowanie srebrem lub innymi materiałami stali austenitycznej).
We wszystkich wymienionych przypadkach czasu wytrzymania w temperaturze lutowania nie można wydłużyć ponad konkretny czas niezbędny dla operacji łączenia. Optymalny poziom zwilżalności rodzimego materiału przez tworzywo lutu jest osiągany już po kilku minutach. Ponadto stabilizowane gatunki nierdzewnej stali o ferrytycznej strukturze poddawane procesowi lutowania w osłonie gazu bądź próżni wymagają użycia specjalnych procedur oraz spoiw.
