Z naukowego punktu widzenia, jak i dlaczego działają pocące się (lutowane) rury miedziane?

Kilka lat temu przebudowałem łazienkę i nauczyłem się pocić rury miedziane. Od tego czasu zawsze byłem w stanie to robić z powodzeniem, ale zawsze zastanawiałem się, jak i dlaczego to działa. Przeprowadziłem pewne wyszukiwanie w Internecie, ale większość tego, co znajduję, to artykuły i filmy „jak to zrobić”, ale nic nie wyjaśnia, w jaki sposób i dlaczego to działa. Czy ktoś może mi udzielić odpowiedzi na te pytania, które mnie zepsuły?

1. Co dokładnie robi topnik?

   • Co się stanie, jeśli cały topnik wypali się, zanim stopi się lut?
   • Co jeśli w ogóle nie używałeś topnika?
   • Czym jest topnik?

2. Gdzie dokładnie powinieneś wycelować płomień? (Widziałem różne raporty na ten temat)

   • Tuż przy stawie (gdzie jest strumień)? (z mojego ograniczonego doświadczenia wydaje się, że natychmiast wypala strumień i czasami powoduje problemy)
   • Na miedzianej rurze, około cala od złącza?
   • Przy złączce, do której lutowana jest rura?

3. Czym dokładnie jest działanie kapilarne, które wciąga stopiony lut do złącza?

   • Co to powoduje i jak działa?
   • Czasami znajduję się w sytuacji, w której lut topi się, ale po prostu kapie z rury, zamiast zostać wciągniętym do złącza. Co zrobiłem źle? Zwykle muszę wszystko wyczyścić i zacząć od nowa, kiedy to się stanie

Myślę, że @ArchonOSX ma dobrą odpowiedź, ale chciałbym rozwinąć nieco więcej na ten temat (mając doświadczenie w spawaniu, lutowaniu i lutowaniu).

Przechodzenie punkt po punkcie:

1. Topnik zwykle sprzyja wiązaniu między metalami nieszlachetnymi a lutem. Odbywa się to poprzez czyszczenie metalu (usuwanie zanieczyszczeń powierzchniowych), odtlenianie metalu i zapobieganie dalszemu utlenianiu. Gorący metal zwykle utlenia się szybciej niż zimny metal, ale topnik usunie tlen (poprzez absorpcję, adsorpcję lub utlenienie samego topnika) tam, gdzie jest stosowany.

   • Jeśli cały topnik spali się (lub utlenia) przed zakończeniem lutowania złącza, lut będzie mniej przepływał tam, gdzie jest to potrzebne, ponieważ metale nieszlachetne ulegają utlenieniu. Lut nie wiąże się tak dobrze z utlenionymi powierzchniami, więc zamiast tego zbiera się i kapie.
   • Jest to możliwe, ale trudne. Dopóki nie będziesz w środowisku beztlenowym (i nawet wtedy może nie działać), prawdopodobnie nie uzyskasz dobrej więzi.
   • Wikipedia jest w tym całkiem dobra.

2. Chcesz, aby metal był równomiernie podgrzewany, aby rozszerzalność cieplna była równomierna, aby odprowadzanie wilgoci było równomierne, aby wszystko było jednolite. Miedź, będąc dobrym przewodnikiem elektrycznym, jest również bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Jeśli tylko ogrzejesz złącze, może okazać się, że stygnie ono stosunkowo szybko z powodu chłodzenia miedzi przez otaczającą je miedź.

   • Nie na styku (od razu). Kiedy jesteś promowanie przepływ lutowniczej, to nie chcemy się skupić płomień bardzo mocno.
   • Tak, aby wstępnie ogrzać otaczającą rurę.
   • Tak, ponieważ metal tutaj jest również często nieco grubszy niż gdziekolwiek indziej, więc podgrzanie do temperatury lutowania zajmuje najwięcej energii.

3. Działanie kapilarne jest interesującym zjawiskiem, które występuje, gdy jeden materiał może „zwilżyć” inny. Zwilżanie to proces, w którym energia powierzchniowa jest obniżana, gdy materiał w fazie ciekłej styka się z materiałem w fazie stałej. Niektóre płyny, takie jak rtęć, nie zwilżają innych, jak szkło (tworząc menisku w górę ). Woda działa odwrotnie, zwilżając szkło. Energia powierzchniowa musi być niższa niż napięcie powierzchniowe cieczy, aby zapobiec tworzeniu się koralików (kulkowanie się, które widać po wypaleniu topnika). W małych przestrzeniach ta zdolność zwilżania może spowodować, że kolumna cieczy podniesie się pod wpływem siły grawitacji. W przypadku materiałów nie zwilżających dzieje się odwrotnie .

   • Myślę, że odpowiedziałem na tę część powyżej.
   • Kiedy tak się dzieje, to dlatego, że stopiony lut nie może zwilżyć miedzi. Strumień obniża energię powierzchniową gołej miedzi (kolejna z jej funkcji), dlatego promuje odprowadzanie wilgoci, ale jeśli miedź nie jest wystarczająco gorąca, nie zwilży również.

JEDNAK wszystko, co właśnie opisałem, wskazuje, że lut znajduje się na powierzchni miedzi (adsorpcyjnej lub klejowej). W rzeczywistości lut jest w stanie utworzyć zlokalizowany stop z metalem nieszlachetnym, który wnika w pewną odległość do metalu nieszlachetnego. Dlatego lutowanie twarde (i lutowanie) może być dość mocne, nawet w porównaniu do spawania. Jest to proces absorpcyjny i ma miejsce, ponieważ wyższe temperatury pozwalają atomom miedzi na wystarczający ruch w obrębie ich sieci, aby umożliwić utworzenie stopu. Ten proces dodaje do opisanych wcześniej efektów.

Topnik pomaga zapobiegać zanieczyszczeniu stawu przez tlen. Za każdym razem, gdy ogrzewasz rzeczy, tlen chce im pomóc w spaleniu. Spawanie i lutowanie wymaga pewnej metody, aby zapobiec zanieczyszczeniu spoiny tlenem.

Płomień powinien być skierowany do oprawy ~ 1/2 "najgorętszym końcem jasnoniebieskiej części.

Jeśli zrobisz to dobrze, lut zostanie wciągnięty w ciepło, a następnie wniknie w złącze. Dokładny proces naukowy jest poza mną.