JUOTTAMINEN



24.11.2011

Juotostapahtuman, juotteiden ja juoksutteiden sekä työvälineiden käsittelyn jälkeen menemme itse juottamiseen.

Pääkohdat juottamisessa ovat seuraavat:

1. Juotin lämmitetään riittävästi ennen juottamista.
2. Tarkistetaan, että juottimen kärki on puhdas ja kunnolla tinattu.
3. Terä pidetään kevyesti painamalla juotoskohdassa.
4. Juotoskohtaa lämmitetään jonkiverran (n.60°C) juotteen sulamispisteen yläpuolelle.
5. Lämpöä käytetään vain senverran, että juote sulaa ja kastaa juotoksen.
6. Juotetta viedään juotoskohtaan - mieluimmin vastakkaiselle puolelle kuin juotin.
7. Juotetta ei pidä käyttää enempää kuin mitä koko liitoksen kastaminen vaatii.
8. Juotteen ja juoksutteen roiskumista pitää välttää.
9. Juottamisen jälkeen on liitoksen saatava jäähtyä rauhassa tärinältä, liikuttelulta yms.
    Mitään nesteitä ei jäähdyttämisessä saa käyttää.
10. Juotosten suorittamisen jälkeen juotoksiin jääneet juoksutejäänteet poistetaan sopivaa
    liuotinta käyttäen.

Juottamisessa on erityisen tärkeää, että juotoskohtaa lämmitetään riittävästi.
Kuitenkin on myös huomioitava se, ettei liitosta lämmitetä liikaa - mikä voi aiheuttaa esim. juotettavien komponettien tuhoutumisen tai piirilevyfolion irtoamisen levystä.

Juottimen tehon ja terän mallin on oltava sopiva suhteessa juotoksen kokoon (ja ympäröivän materiaalin lämmönjohtokykyyn) jotta liitosta voidaan lämmittää riittävästi.
Mikäli näin ei ole tai muutoin ei liitosta lämmitetä riittävästi saadaan helposti aikaan ns. kylmäjuotos.
Tällöin juote on sulanut, mutta liitettävät pinnat (tai osa niistä) eivät ole lämmenneet tarpeksi, jotta juote tarttuisi kunnolla niiden pintoihin.
Kylmäjuotos ei kestä kuormitusta vaan juote irtoaa pienestäkin rasituksesta metallien pinnoista.
Liitoksesta syntyy tällöin epävarma ja se saattaa ilmetä vasta pitkänkin ajan jälkeen mikäli sitä ei ole huomattu ajoissa korjata.

Juotetta ei pidä käyttää liikaa. Sopiva määrä on sellainen, että liitettävät osat (kuten johtimet) ovat havaittavissa juotoksen pintaa tarkasteltaessa.

Ja aina on muistettava, että juotetta ei milloinkaan viedä juottimen terällä juotoskohtaan.
Joissain tapauksissa voidaan juote sulattaa liitettävän pinnan ja terän välissä.
Juottimen terän ja työkappaleen pintojen välinen kosketusala on pieni johtuen pintojen karheudesta. Tästä johtuen tämä menetelmä helpottaa juottamista.

Pintojen väliin jäävä ilma toimii eristimenä estäen lämmön tehokkaan siirtymisen työkappaleille.
Koska juoksute sulaa paljon alhaisemmassa lämpötilassa kuin juote niin se kastaa ensin sekä työkappaleet että terän.
Tämän jälkeen sekä juote että työkappale kuumenevat hyvin nopeasti ja liitoksesta tulee hyvä.
Saattaisi luulla sulaneen juotteen viemisen terällä juotoskohteeseen olevan yhtä hyvän, mutta asia ei ole näin.
Sulanut juote ei nimittäin kasta työkappaleita ennenkuin juoksute on ne puhdistanut.

Kun liitosta kuumennetaan niin sillä oleva juote pysyy hetken "sameana". Sitten juote yht'äkkiä kirkastuu ja muuttuu täysin nestemäiseksi.
Tällöin liitos on lämmennyt riittävästi ja juote leviää kauniisti liitoksen jokaiseen osaan mikäli juotetta on tarpeellinen määrä.
Kastumisen tulee tapahtua parin, kolmen sekunnin kuluttua kuumennuksen aloittamisesta.
Jos se vie pitemmän ajan niin juoksute palaa ja liitokseen on lisättävä uutta juotetta.
Liitoksesta ei tule tällöin yhtä siistiä ja kunnollista kuin "kerralla tehty" on.

Kun sula juote on kastanut hyvin liitoksen otetaan juotin pois työkappaleelta ja annetaan liitoksen jäähtyä rauhassa.
Missään tapauksessa ei liitosta saa liikutella juottamisen aikana tai välittömästi sen jälkeen. Vasta kunnolla jäähtynyt liitos on tukeva.

Jatkuva kuumentaminen aiheuttaa myös haurautta juotetuissa kuparilangoissa.
Kun juote jäähtyy niin se kutistuu. Juotemassan keskus on se osa joka jäähtyy viimeiseksi.
Siinä osassa tapahtuu myös kutistumista eniten. Tämän takia saattaa juotepinnan keskelle muodostua pieni kuoppa, josta ei ole kuitenkaan mitään haittaa sen ollessa täysin normaali ilmiö.

Kun ns. kanavatina (eli normaali juotoslanka) jäähtyy se pysyy jokseenkin kirkkaana.
Jos se muuttuu sameaksi, rakeiseksi tai kiteiseksi on syytä epäillä juotoksen laatua koska juotteesta on ennenaikojaan palanut juoksute pois tai koko juote on kärsinyt liiallisesta kuumentamisesta.

Syytä on myös aina tarkistaa ettei juottamisen jälkeen ole vaaraa oikosuluille.
Johtimia ei tule kuoria liian kaukaa eikä myöskään liian läheltä juotoskohtaa.



25-napaiseen D-liittimeen malliksi juotettu johto. Holkin sisähalkaisija on sopiva max. 1mm johtimelle. On varottava, ettei tinaa nouse eristeen alle



Liitos on suojattuna kutistesukalla. Se sekä tukevoittaa liitosta, että estää paljaita johdinsäikeitä tekemästä oikosulkua jos liitos repeää tai sen tekemisessä on tehty virheitä.

Esimerkiksi D-liittimen juotosholkin ulkopuolelle pitää eristämätöntä osaa johtimesta jäädä johtimen paksuuden verran.
Tefloneristeisen johtimen eriste saa sen suuren lämpötilansiedon takia alkaa suoraan juotoksesta.



Edellisessä kuvassa esiintyy puristettava N-liitin osineen. Liittimen keskipiikissä on kuvan mukainen tarkistusreikä, josta tinan tulee tulla juuri ja juuri näkyviin kun sitä on tarpeeksi "syötetty".
Tinan syöttäminen tapahtuu juotosholkin johdinpäästä ja lämmittäminen sen läheisyydestä siten, ettei piikin pintaan tule liiemmin juotetta eikä johdineriste vaurioidu.
Mikäli juottaminen tapahtuu "toisinpäin" eli tina syötetään tästä reiästä ja johdineriste on kiinni piikin päässä ei voida mistään nähdä onko tinaa mennyt juotokseen riittävästi.
Koaksiaalikaapelin liittimen suhteen on kuitenkin ongelmallista se, että yleensä liitinpiikki pitää saada välieristeeseen asti ja tilaa juottamiselle ei ole. Yksi vaihtoehto on tinata johdinpää ja laittaa fluxia holkin sisään ja lämmittää juotettava piikki ilman tinan lisäystä. Tämä edellyttää sitten kyllä ammattitaitoa!

Juotoslämpötila:

Nopeassa jatkuvassa tinajuotteella juottamisessa vaaditaan juotoskohdan lämmittämistä lämpötilaan, jonka on oltava 50 - 70°C korkeampi kuin juotteen sulamispiste.
Yleisesti ottaen on lämpötilan oltava vähintään 290°C ja korkeintaan 315°C tavallisilla tinajuotteilla.
Jos maksimilämpötila ylitetään tuhoutuu juoksuteaine ennen aikojaan.
Juottimen maksimilämpötilaksi suositellaan 370 - 400°C.

JUOTOSLIITOKSEN OMINAISUUDET

Kuten aiemmin on todettu sulaa juote lämmitettäessä ja kastaa työkappaleet, jolloin niiden pinnalle muodostuu juotteen ja perusmateriaalin seos.
Juotettaessa kuparia tai messinkiä on tämän seoskerroksen paksuus 0.08 - 0.13 mm.

Kun kaksi rinnakaista pintaa, jotka ovat 0.15 - 0.25 mm päässä toisistaan juotetaan yhteen, ne yhdistyvät seoskerroksella, joka on vahvempaa kuin juote.
Etäisyyden ollessa suurempi jää vliin myös pelkkää juotetta sisältävä kerros jolloin liitoksen lujuus on pienempi.
Sääntänä pidetään, että pelkää juotetta sisältävän kerroksen tulee olla niin ohut kuin mahdollista.
Pintojen välin katsotaan olevan parhaan kun se on 0.025 - 0.25 mm.

Kaikki juoksuteaineet - paitsi neutraalit hartsit - ovat syövyttäviä ja niiden jätteet ovat sähköisesti johtavia. Syövyttävät juoksutejätteet on tarkoin poistettava juotoksesta ja sen ympäristöstä.
Ei pidä luulla, etteivätkö myös joidenkin elektroniikkatöissä käytettyjen juotelankojen hartsit olisi syövyttäviä.
Ellei siitä ole juotteen valmistajan taholta erityisesti mainittu on aina syytä puhdistaa juotokset tämän syöpymisen varalta.

Kahden eri metallin ollessa elektrolyyttisesti yhteydessä toisiinsa ne muodostavat galvaanisen sähköparin jolloin toinen metalleista vähitellen syöpyy.
Juotos joka on alttiina kosteudelle muodostaa tällaisen elementin. Tällöin sillä metallilla, jolla on korkeampi potentiaali (anodi) on taipumus syöpyä.
Tämän seurauksena juotoksen lujuus ja johtokyky alenee. Pelkästään ilman sisältämä kosteus voi aiheuttaa syöpymistä.

ERIKOISEMPIEN MATERIAALIEN JUOTTAMINEN

Tähän asti olleet ohjeet ovat käsittäneet lähinnä kuparin, tinatun kuparin, messingin, raudan yms. yleisesti helposti juotettavien materiaalien juotosliitoksia.
Kuitenkin voidaan oikeilla menetelmillä juottaa muitakin materiaaleja.

Alumiinin ja muiden kevytmetallien pinnat ovat aina peittyneenä ohuella läpinäkyvällä oksidikalvolla.
Tätä kalvoa on miltei mahdotonta kokonaan poistaa. Jopa teräsharjauksen tai hionnan jälkeen syntyy välittömästi uusi oksidikerros metallin ollessa kosketuksissa ilman kanssa.
Alumiinioksidi on sähköisesti johtamatonta, hyvin kovaa ja vaikeasti sulavaa.
Tästä johtuen on kevytmetalleihin vaikea saada tehtyä kestäviä juotoksia.
Tilannetta voidaan huomattavasti parantaa estämällä hapen (ilman) pääsy juotoskohtaan puhdistuksen ja juottamisen aikana.

Lyijyllä seostettuja juotteita ei tässä tapauksessa voida käyttää koska alumiini ja lyijy muodostavat galvaanisen parin, joka kosteuden johdosta aiheuttaa syöpymistä.
Alumiinille käytettävät juotteet sisältävät tavallisesti 50 - 75 % tinaa ja loput sinkkiä sekä mahdollisesti vähän kadmiumia.

Myös lasia ja metallia voidaan juottaa yhteen. Indiumin ja tinan seoksilla, lyijyllä ja hopealla on suhteellisen alhainen sulamispiste ja niillä pystytään liittämään lasia ja metallia toisiinsa.
Seos jossa on 50% indiumia ja 50% tinaa on sopivaa tähän tarkoitukseen. Sen sulamispiste on 116°C.

Nikkeli ja nikkelöidyt pinnat ovat helposti juotettavia tinajuotteilla, joissa on 60 - 70 % tinaa.

JUOTOKSIEN PUHDISTUS JA TARKASTUS

TAKAISIN !