Cyna lutownicza – podstawowe informacje

Cyna do lutowania (lutowie miękkie) to metalowe spoiwo używane do trwałego łączenia komponentów elektronicznych. Najczęściej występuje w postaci cienkiego drutu na szpuli lub w fiolce, który topi się pod wpływem temperatury rozgrzanego grota lutownicy i tworzy wspólną spoinę między łączonymi elementami. Tradycyjne lutowie składa się głównie z cyny (Sn) i ołowiu (Pb) – przykładem jest popularny stop Sn60Pb40, zawierający 60% cyny i 40% ołowiu, o temperaturze topnienia ok. 183°C. W sprzedaży dostępne są również stopy bezołowiowe (np. Sn99Cu0,7 z dodatkiem miedzi, topiący się ok. 227°C), jednak klasyczna cyna ołowiowa wciąż cieszy się uznaniem hobbystów ze względu na łatwość lutowania.

Praktycznie każda cyna lutownicza przeznaczona do elektroniki posiada rdzeń z topnikiem (zwykle jest to kalafonia). Oznacza to, że wewnątrz drutu cynowego znajduje się kanał wypełniony topnikiem, który uwalnia się podczas lutowania i oczyszcza łączone powierzchnie. Dzięki temu lut dobrze przylega i rozpływa się po padach czy wyprowadzeniach elementów. Cyna z rdzeniem kalafoniowym ułatwia pracę – początkujący często mogą lutować bez konieczności dodatkowego nakładania kalafonii na elementy.

Rodzaje spoiwa lutowniczego

Cyna ołowiowa vs. cyna bezołowiowa

Tradycyjna cyna lutownicza zawiera ołów, który znacząco obniża temperaturę topnienia stopu i poprawia właściwości lutowia (sprawia, że jest bardziej plastyczne i łatwiej rozpływa się po łączeniu). Przykładem jest cyna Sn60Pb40 dostępna w naszej ofercie – idealna do prac hobbystycznych i serwisowych. Z kolei cyna bezołowiowa nie zawiera toksycznego ołowiu, co jest wymagane w produkcji seryjnej (normy RoHS). Jednak lut bezołowiowy topi się w wyższej temperaturze i jest nieco trudniejszy w użyciu: wymaga mocniejszego rozgrzania lutownicy i zwykle daje spoiny o matowym wyglądzie. Dla porównania, luty wykonane cyną ołowiową są błyszczące i mają mniejsze skłonności do tzw. zimnych lutów przy prawidłowej technice.

Jeśli dopiero zaczynasz przygodę z lutowaniem, warto sięgnąć po cynę ołowiową Sn60Pb40 z topnikiem – jest ona bardziej wyrozumiała na błędy i topi się już w okolicach 180°C. Oczywiście należy zachować środki ostrożności (wentylacja, mycie rąk po pracy), ale okazjonalne używanie takiego spoiwa w warsztacie hobbystycznym jest powszechne. Cyny bezołowiowe (np. Sn99Cu0,7) poleca się raczej do projektów wymagających eliminacji ołowiu lub dla doświadczonych elektroników.

Średnice drutu i formy pakowania

Cyna lutownicza dostępna jest w różnych grubościach drutu. Cienka cyna o średnicy ok. 0,5 mm świetnie nadaje się do lutowania precyzyjnych elementów SMD i drobnych punktów na płytkach drukowanych – łatwiej kontrolować niewielką ilość spoiwa. Średnica 1 mm to uniwersalny wybór przy lutowaniu typowych podzespołów przewlekanych (rezystory, kondensatory, układy w obudowach DIP itp.) oraz przewodów o niezbyt dużym przekroju. Grubsza cyna (np. 2 mm) sprawdzi się przy lutowaniu masywniejszych elementów, grubych przewodów, konektorów czy blach – dostarcza więcej stopionego metalu, co ułatwia wykonanie takiej spoiny.

Nasz sklep oferuje cyny w formie poręcznych szpulek oraz fiolek. Dla osób lutujących okazjonalnie lub potrzebujących mobilnego zestawu idealna będzie mała fiolka zawierająca np. 10 g drutu lutowniczego (przykładowo cyna 1mm 10g Cynel). Taka ilość wystarczy do drobnych napraw czy montażu kilku prostych układów. Jeśli jednak lutujesz częściej albo większe projekty, lepszym wyborem są szpule 100 g lub 250 g – dostępne w różnych średnicach. Przykładowo, uniwersalna cyna 0,5 mm na szpuli 100 g (Sn60Pb40) sprawdzi się w typowych pracach, a do większych potrzeb dostępne są duże szpule 250 g (średnice 1 mm czy 2 mm). Wszystkie oferowane spoiwa posiadają rdzeń z kalafonią, co gwarantuje wygodę użytkowania.

Jak lutować – wskazówki i dobre praktyki

• Odpowiednia temperatura lutowania: Upewnij się, że lutownica jest dostatecznie nagrzana. Dla cyny Sn60Pb40 optymalna temperatura grota to ok. 320°C, natomiast dla lutowia bezołowiowego może to być 350–370°C. Zbyt niska temperatura spowoduje, że cyna nie będzie chciała się topić lub powstaną zimne luty, a zbyt wysoka może przegrzać elementy i spalić topnik.
• Kontakt i czas: Przyłóż rozgrzany grot jednocześnie do wyprowadzenia elementu i pola lutowniczego na płytce, po czym dotknij cyną z drugiej strony. Cyna powinna się stopić w ciągu 1–2 sekund i ładnie rozpłynąć. Nie trzymaj lutownicy zbyt długo w jednym miejscu – kilka sekund wystarcza do wykonania lutu. Dłuższe grzanie może uszkodzić element lub płytkę.
• Dodawaj cynę we właściwym momencie: Nie top cynę na grocie “w powietrzu” – zamiast tego podgrzej najpierw lutowane miejsce, a dopiero potem dosuń drut cynowy. Wtedy roztopiona cyna popłynie tam, gdzie trzeba (na złącze), a nie zostanie na grocie.
• Czysty i pobielony grot: Dbaj o czystość grota lutownicy. Przed rozpoczęciem pracy i po lutowaniu oczyść grot z resztek starej cyny i topnika (np. wycierając go o wilgotną gąbkę). Zawsze staraj się mieć na grocie odrobinę roztopionej cyny (tzw. pobielony grot) – to ułatwia przewodzenie ciepła i chroni grot przed utlenianiem.
• Wentylacja i higiena: Lutuj w dobrze wentylowanym miejscu lub używaj odciągu oparów, ponieważ podczas lutowania wydzielają się dymy z topnika. Przy lutowaniu cyną ołowiową po skończonej pracy umyj ręce. Zawsze staraj się nie wdychać dymu lutowniczego – to głównie opary kalafonii, które w nadmiarze są drażniące.

FAQ – Najczęstsze pytania

P: Czym różni się cyna ołowiowa od bezołowiowej?

O: Główną różnicą jest skład stopu i temperatura topnienia. Cyna ołowiowa (np. Sn60Pb40) zawiera ołów, dzięki czemu topi się już w okolicach 183°C i łatwiej się rozpływa – luty są błyszczące i stosunkowo proste do uzyskania. Cyna bezołowiowa (np. Sn99Cu0,7) wymaga wyższej temperatury (około 227°C lub więcej) i daje spoiny matowe. Jest wymagana w przemyśle ze względu na przepisy RoHS, ale początkującym sprawia więcej trudności.

P: Jaką średnicę cyny wybrać do lutowania?

O: To zależy od tego, co lutujesz. Do małych pól lutowniczych i drobnych elementów (np. SMD, finezyjne naprawy na płytkach) lepsza będzie cienka cyna ok. 0,5 mm – pozwoli podać niewielką ilość lutowia z precyzją. Do większości typowych zastosowań uniwersalna jest średnica ~1 mm – sprawdzi się przy lutowaniu przewlekanych elementów na PCB czy łączeniu przewodów. Bardzo grube luty (wielożyłowe kable o dużym przekroju, złącza samochodowe itp.) wymagają grubszej cyny 1,5–2 mm, aby dostarczyć więcej stopu i szybciej wypełnić łącze.

P: Czy cyna lutownicza zawiera kalafonię w środku?

O: Tak, większość drutów lutowniczych przeznaczonych do elektroniki ma rdzeń wypełniony topnikiem (najczęściej kalafonią). Informacja o tym jest zwykle podana na opakowaniu – np. „cyna z topnikiem 2%”. Taki rdzeń sprawia, że podczas lutowania nie trzeba osobno dodawać kalafonii do każdego połączenia, ponieważ wydziela się ona z wnętrza drutu i oczyszcza lutowane powierzchnie. W przypadku bardziej wymagających prac i tak można użyć dodatkowego topnika zewnętrznego, ale do prostych lutów wystarcza topnik zawarty w cynie.

P: Czy ołów zawarty w cynie jest groźny?

O: Ołów jest toksycznym metalem ciężkim, ale w cynie lutowniczej jest związany w stopie i podczas lutowania nie paruje w znaczących ilościach. Głównym źródłem dymu przy lutowaniu są pary topnika (kalafonii). Niemniej jednak, należy zachować ostrożność: zawsze lutować przy wentylacji, unikać spożywania posiłków podczas lutowania i umyć ręce po kontakcie z lutowiem ołowiowym.

P: W jakiej temperaturze topi się cyna do lutowania?

O: To zależy od składu stopu. Najpopularniejszy stop Sn60Pb40 topi się w temperaturze ok. 183°C. Cyny z większą zawartością cyny (np. Sn63Pb37 lub stopy z dodatkiem srebra) mogą mieć temperaturę topnienia zbliżoną, rzędu 180–190°C. Natomiast cyny bezołowiowe topią się wyżej – zwykle około 227°C (Sn99Cu0,7) lub 217°C (stop Sn96,5Ag3,5). Dlatego ważne jest dostosowanie temperatury lutownicy do używanego typu lutowia.

P: Dlaczego moje luty są matowe lub kiepsko wyglądają?

O: Jeśli używasz cyny bezołowiowej, spoiny będą matowe z natury – to normalne. Natomiast matowy, chropowaty lut wykonany cyną ołowiową zwykle oznacza tzw. zimny lut, czyli nieprawidłowo rozlany stop. Przyczyną bywa zbyt niska temperatura lub poruszenie elementem podczas stygnięcia. Lutuj odpowiednio rozgrzanym grotem i nie ruszaj elementu, aż lut ostygnie.

P: Jak przechowywać cynę lutowniczą?

O: Cyna lutownicza nie wymaga szczególnych warunków – przede wszystkim trzymaj ją w suchym miejscu, aby nie zbierała wilgoci. Dobrze jest zachować oryginalne opakowanie (szpulę czy fiolkę) i zabezpieczyć cynę przed kurzem. Jeśli drut lutowniczy leży nieużywany przez bardzo długi czas, na jego powierzchni może pojawić się ciemny nalot tlenków. Taka utleniona cyna wciąż nadaje się do użytku, ale może wymagać mocniejszego topnika lub lekkiego odczyszczenia mechanicznego przed lutowaniem.

P: Czy można użyć lutowia do rur (hydraulicznego) do elektroniki?

O: Nie jest to zalecane. Lutowie do instalacji hydraulicznych bywa bezołowiowe (ze względu na kontakt z wodą pitną), ale często wymaga użycia żrącej pasty lutowniczej lub zawiera topniki kwasowe, które nie nadają się do elektroniki – mogą uszkodzić płytki PCB i elementy wskutek korozji. Do elektroniki zawsze używaj specjalnej cyny lutowniczej z topnikiem kalafoniowym. Zapewni to bezpieczne połączenia i brak negatywnych skutków dla komponentów.