Do wykonania lutowania niezbędne jest posiadanie odpowiedniego wyposażenia takiego jak palniki, narzędzia do czyszczenia powierzchni złącza, narzędzia do cięcia, właściwego ukształtowania zakończeń rur przed połączeniem (np. kielichowania), gratowania i innych specjalistycznych narzędzi i przyrządów.

Lutowanie na twardo

Złącza wykonane metodą lutowania twardego uważa się za złącza stałe. Najczęściej stosowanym rodzajem, w przypadku lutowania twardego, jest złącze zakładkowe, aczkolwiek dopuszczalne są również inne rodzaje. Zaleca się, aby w konstrukcji złącza brać pod uwagę łączone materiały, współczynniki rozszerzalności tych materiałów, rozszerzalność elementów wewnętrznych i zewnętrznych itd., tak aby wielkość szczeliny była zgodna z dobrą praktyką lutowania twardego i zapewniała bezpieczne połączenie. 

Lutowanie twarde, jako zalecana technika w połączeniach nierozłącznych, przebiega z zastosowaniem twardych lutów oraz w razie konieczności topników. Zalecane jest stosowanie lutu typu LCuP6 – fosforowy na bazie miedzi oraz typu LAg2P –fosforowy z 2% domieszką srebra. Należy ściśle przestrzegać zaleceń znanych producentów lutów co do ich przeznaczenia i zakresu stosowania.

Lutowanie twarde powinno odbywać się w osłonie gazu obojętnego, przepuszczanego przez łączone rury w celu uniknięcia tworzenia się zgorzeliny na wewnętrznej powierzchni rur miedzianych. Gazami ochronnymi są azot lub gazy szlachetne. Lutowanie twarde nie nadaje się do łączenia rurek z aluminiowymi wkładkami, gdyż ich temperatura topnienia jest niższa niż temperatura lutowania. 

Czynniki chłodnicze nowej generacji pozwalają na osiągnięcie wyższej temperatury i ciśnienia roboczego niż wcześniej stosowane. Przy stosowaniu złączek do kapilarnego lutowania twardego lub zaciskowych, należy każdorazowo sprawdzić zakresy zastosowania, w szczególności maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze.

Cięcie

Podstawowym wymaganiem we wszystkich połączeniach rur miedzianych jest prostopadłość płaszczyzny cięcia do osi rury. Zalecanym narzędziem jest stosowanie obcinaka krążkowego, który zapewnia prostopadłość krawędzi i brak zniekształceń obciętych końców. Takie cięcie nie powoduje powstania gratu (zawalcowania krawędzi do środka) oraz przedostania się wiórów do wnętrza rury.

Rys. 1. Nożyk (fot. AGMET)

Kielichowanie (roztłaczanie)

Uformowanie kielicha umożliwia połączenie rur miedzianych (szczególnie o małych średnicach) bez użycia fabrycznie wytwarzanej złączki dwukielichowej. Należy używać rozwalcarek z mimośrodową główką, które równocześnie rozginają ściankę i rozwalcowują rurę, tworząc kielich walcowy o dokładnym kształcie i wymiarach.

Rys. 2. Hydrauliczne narzędzie roztłaczające (fot. AGMET)

Gięcie

Gięcie rur miękkich można wykonać giętarką tzw. kuszową, a rury półtwarde i twarde powinny być gięte na giętarkach nawijających rurę na odpowiednio ukształtowany „kamień”, zapewniając płynne gięcie bez przewężania rury.

Czyszczenie powierzchni złącza

Powierzchnie łączonych elementów przeznaczone do lutowania powinny być bezpośrednio przed lutowaniem oczyszczone do metalicznego połysku. Do czyszczenia miedzi używa się boraksu lub mieszaniny soli boraksu.

Poprawne wykonanie złączy lutowanych

Szczelina lutownicza musi być wystarczająco mała, ponieważ spoiwo powinno się w niej rozprowadzać na zasadzie efektu kapilarnego. Ponadto szczelina między powierzchniami, które mają zostać połączone lutem twardym, powinna być utrzymywana w granicach tolerancji przewidzianych przez konstrukcję złącza i w granicach stosowanych w procedurze oceny poprawności wykonania. Powierzchnie, które mają zostać połączone lutem twardym, muszą być czyste i odtłuszczone oraz pozbawione farby, nalotu tlenku i obcych materiałów.

Aby zapobiec utlenianiu się złącza lutowanego lutem twardym oraz łączonych powierzchni należy zastosować odpowiedni topnik lub atmosferę ochronną, lub kombinację obu tych rozwiązań. Jest to szczególnie ważne w instalacjach chłodniczych, gdzie pożądane jest zapobieganie tworzeniu się tlenków wewnątrz obiegu czynnika chłodniczego, ponieważ mogą one zatykać filtry i tworzyć roztwory kwasowe z czynnikiem chłodniczym lub olejem.

Tam, gdzie lutowanie twarde wykonuje się po jednej stronie, a po lutowaniu dostęp do drugiej strony jest ograniczony, drugą stronę złącza należy zabezpieczyć poprzez zastosowanie przedmuchiwania odpowiednim gazem oczyszczającym (np. azotem) lub w inny sposób zapewniający podobny stopień zabezpieczenia. Po zakończeniu lutowania należy usunąć wszelkie pozostałości topnika, aby uniknąć korozji. 

Gdy jest to wykonalne, zewnętrzną stronę złącza lutowanego należy skontrolować wizualnie, aby sprawdzić czy powłoka topnika została usunięta i spoina jest ciągła.

Opracowanie redakcyjne

LITERATURA:
[1] Elżbieta LANGMAN: Miedź w instalacjach chłodniczych i pompach ciepła (cz. 1 i cz. 2). Wymagania dla instalacji wykonywanych z miedzi. Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 6/2009 i 9/2009.
[2] Mirosław WIKORCZYK: Dobór i obróbka rur miedzianych. Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 6/2008