Jak lutować kable audio – poradnik krok po kroku

Lutowanie to trochę ginąca sztuka — kiedyś w zasadzie każdy „prawdziwy mężczyzna” wiedział, jak lutować kable audio czy wideo i miał do tego celu odpowiednie wyposażenie. Obecnie rozleniwiła nas mocno mnogość wysokiej jakość kabli czy komponentów elektronicznych. Po co męczyć się przeprowadzając lutowanie przewodów elektrycznych, kiedy idealny dla nas kabel jest w zasięgu kilku kliknięć? Jeżeli jednak chciałbyś powrócić do korzeni i zgłębić antyczną (naprawdę!) sztukę lutowania, poniższy tekst stanowi znakomity pierwszy krok, na drodze do tego, byś mógł w pełni opanować lutowanie elektroniki i przewodów.

Czego dowiesz się z tego tekstu?

Poniższy tekst zawiera nie tylko wszystko to, co potrzebujesz wiedzieć, by przeprowadzić proces lutowania, ale i zdradza kilka faktów i ciekawostek, dzięki którym zabłyśniesz na przyjęciach koktajlowych dla lutowników. Dowiesz się między innymi:

• o tym, jak proces lutowania był udoskonalany na przestrzeni wieków,
• jakie istnieją sposoby lutowania i co potrzebujesz, by móc je wykorzystać,
• jak należy krok po kroku przeprowadzać proces łączenia elementów przewodów przy pomocy połączeń lutowanych.

Uzbrojony w tę wiedzę będziesz mógł rozpocząć swoją przygodę z lutowaniem, a co za tym idzie, postawić pierwsze kroki na drodze do zbudowania własnego, spersonalizowanego systemu audio z prawdziwego zdarzenia!

Lutowanie przewodów elektrycznych — działanie z bogatą tradycją

Mogłoby się wydawać, że cały proces lutowania to stosunkowo młody wynalazek. Nic bardziej mylnego! Otóż jak się okazuje, z powodzeniem lutowano już kilka tysięcy lat temu w starożytnej Mezopotamii.

Ówcześni lutownicy, mimo zastosowania zdecydowanie mniej zaawansowanych rozwiązań technologicznych niż my, wykorzystywali rozgrzane spoiwo do uzyskania połączeń niezbędnych do tworzenia znakomicie prezentującej się biżuterii. Ze stopów do lutowania korzystano już też w dawnym Egipcie — najlepszym dowodem na to, że chłopaki z północnej Afryki wiedzieli, jak lutować, jest maska pośmiertna niejakiego Tutenchamona. 

Lutowane tworzywa w  pewnym stopniu przyczyniły się też do rozwoju technologicznego wewnątrz Imperium Rzymskiego — korzystając ze sprzętu do lutowania, rzymianie mogli tworzyć nie tylko elementy ozdobne, ale i również użytkowe. Dzięki temu wyroby rzymskich rzemieślników odznaczały się lepszą trwałością i poziomem wykonania niż przedmioty i produkty tworzone poza granicami Imperium.  Jak lutowanie kabli i przewodów elektrycznych stało się możliwe w domowym warsztacie?

Prawidłowe lutowanie mogło zostać przeprowadzone tylko przez wykwalifikowanych specjalistów, zgłębiających technikę lutowania przez wiele lat praktyki. Jakie nowinki techniczne sprawiły, że obecnie lutowanie przewodów czy też inne rodzaje lutowania mogą być przeprowadzone w domowym zaciszu, bez konieczności zaliczenia wieloletnich praktyk jako czeladnik u lokalnego mistrza?

Pierwszym krokiem na drodze do rozpowszechnienia lutowania było wprowadzenie cyny ołowiowej,  która rozpowszechniła się do XV wieku. Cyna ołowiowa cechowała się nie tylko niższą temperaturą topnienia, ale i też większym stopniem wytrzymałości. Raczej nie musimy tłumaczyć, w jaki sposób przyczyniło się to do zwiększenia niezawodności oraz efektywności całego procesu.

Następnym krokiem było wynalezienie lutownicy, do którego doszło w XIX wieku. Początkowo lutownice podgrzewano za pomocą ognia, ale wraz z biegiem czasu udoskonalono urządzenie. Spory udział w tym procesie mieli nasi zachodni sąsiedzi, którzy jako pierwsi opatentowali (prawie!) współczesny wariant lutownicy w latach 20. tych ubiegłego wieku. Końcowym efektem tego ciągu wydarzeń jest np. lutownica transformatorowa, którą znajdziemy w wielu domowych skrzynkach z narzędziami.

Ostatnim istotnym krokiem na drodze do rozpowszechnienia lutowania było wprowadzenie i udoskonalanie topnika. Dzięki temu wynalazkowi z początku XX wieku zredukowano utlenienie podczas lutowania oraz usprawniono rozpływanie się cyny. Wszystkie te powyższe rozwiązania przyczyniły się do rozwoju procesu lutowania!

Jak lutować: lutowanie twarde czy lutowanie miękkie?

Wiesz już, w jaki sposób lutowanie przeszło drogę od zaawansowanej, wręcz tajemnej techniki dostępnej tylko dla wysoce wykwalifikowanych specjalistów, do procesu, który jest w stanie wykonać przeciętny Jasiu, przy odrobinie wsparcie ze strony wujka Google. Jakie są natomiast rodzaje lutowania? Jest ich kilka — możemy wymienić między innymi lutowanie twarde oraz lutowanie miękkie. 

Przykładowo, lutowanie twarde odbywa się przy temperaturze powyżej temperatury topnienia łączonych metali. Ostateczna temperatura zależy więc od typu metali, natomiast możesz być pewien, że będzie wynosić grubo ponad 400°C.  Lutując na twardo, skorzystasz z mosiądzu, srebra lub miedzi jako spoiwa, uzyskując w ten sposób wytrzymałe i twarde połączenie. Z tego względu wykorzystuje się je między innymi do produkcji narzędzi i elementów mechanicznych oraz konstrukcyjnych. 

Nas jednak oczywiście lutowanie twarde nie będzie zbytnio interesować — lutowanie przewodów elektrycznych to lutowanie miękkie. Odbywa się w temperaturze poniżej 450°C, zwykle przy użyciu stopów cyny z dodatkiem ołowiu lub bez niego. Topnik (np. kalafonia) usuwa tlenki z powierzchni metali, umożliwiając dobre połączenie, które wystarczająco sprawdzi się w przypadku kabli i komponentów elektronicznych. Co potrzebujesz, by je przeprowadzić?

Wybieramy sprzęt do przewodów elektrycznych: lutownica transformatorowa, oporowa czy stacje lutownicze?

Jak zapewne się domyślasz, lutowanie kabli nie może odbyć się bez odpowiedniego urządzenia. Jest nim rzecz jasna lutownica! Jaki model sprawdzi się najlepiej, jeżeli należysz do początkujących w tej dziedzinie?

W zasadzie masz do wyboru dwie podstawowe opcje: jest to lutownica transformatorowa bądź lutownica oporowa. 

• Pierwsze rozwiązanie to najpopularniejszy wybór, jeżeli chodzi o lutowanie miękkie. Lutownice transformatorowe, o charakterystycznym pistoletowym kształcie, znajdują się na rynku już od wielu lat i traktowane są jako swoisty, niezawodny koń roboczy. 
• Alternatywą jest lutownica oporowa, którą zazwyczaj wyposażono w regulację temperatury. Wygląda zupełnie inaczej niż „zwykła” lutownica, charakteryzując się podłużnym kształtem. Grot lutownicy oporowej zazwyczaj może mieć regulowaną temperaturę działania, najczęściej jest to od 200 do 450 stopni. 

Z tego względu lutownica oporowa przydaje się szczególnie w przypadku prac wymagających najwyższej precyzji — ma jednak nieco mniejszą moc niż wariant transformatorowy, dlatego też nie zawsze sprawdzi się w przypadku grubszych kabli. Wariant transformatorowy jest natomiast mniej poręczny i wymaga większej uwagi przy lutowaniu, z drugiej strony jednak jest trochę tańszy i poradzi sobie z każdym wyzwaniem z kategorii lutowania kabli.

Oba rozwiązania mają swoich zagorzałych fanów i przeciwników, ostateczny wybór należy więc do Ciebie! Pamiętaj jedynie by w przypadku wariantu oporowego postawić na sprzęt z regulacją w zakresie od 200°C do 450°C, natomiast gdy kupujesz sprzęt transformatorowy, zadbaj, by jego moc wynosiła przynajmniej 30 W.

Jeżeli planujesz częściej „bawić się” w lutowanie, możesz sprawdzić, jakie obecnie na rynku są dostępne stacje lutownicze. To mniej mobilne, ale bardziej rozbudowane alternatywy dla opisanych powyżej wariantów. Zapewniają więcej opcji, takich jak np. podgrzewanie płytki drukowanej przed rozpoczęciem lutowania, czy też obecność dwóch rodzajów lutownic w jednym urządzeniu (np. palnika gazowego i transformatorowego).

Musisz liczyć się z tym, że stacje lutownicze, choć bardziej profesjonalne, będą wymagały od Ciebie większej inwestycji finansowej. 

Co musisz mieć, zanim zaczniesz lutować końcówki przewodów?

Zakładamy, że masz już odpowiedni sprzęt. Teraz czas wyposażyć się we wszystkie niezbędne materiały. A są to:

1. Topnik — dzięki substancji tej ułatwisz sobie znacznie cały proces. Jak działa topnik? Otóż usuwa tlenki z powierzchni metalu, co z kolei przekłada się na wydajniejsze łączenie się spoiwa z elementami lutowanymi. 
2. Spoiwo — bez tego cała ta impreza się nie odbędzie! Zazwyczaj spoiwo to mieszanka, w której dominuje cyna z małym dodatkiem kalafonii, usprawniającej proces topienia się. To właśnie dzięki spoiwu powstają trwałe połączenia, zapewniające przewodność elektryczną.
3. Szczypce oraz kombinerki — gołymi rękami nie ma co się zabierać za dotykanie połączeń lutowanych (chyba że interesuje Cię modna w niektórych kręgach skaryfikacja). Do tak precyzyjnych prac, niezbędne są porządne szczypce i kombinerki.
4. Uchwyt typu tzw. Trzecia Ręka — specjalny uchwyt ułatwiający stabilizację miejsca lutowania.
5. Płytka drukowana — niezbędna, jeżeli chcesz zmierzyć się z trudniejszym sposobem na lutowanie.
6. Alkohol izopropylowy — konieczny, by oczyścić przewód po zakończeniu lutowania.

Łączenie lutowanych elementów: jak się za to zabrać?

Mamy wszystkie niezbędne narzędzia umożliwiające łączenie kabli i przewodów przy pomocy spoiwa. Czas więc przygotować kable do lutowania!

Pierwszym krokiem będzie odmierzenie i przycięcie przewodów na długość, która będzie pasowała przy Twoim systemie audio. Następnie musisz pozbyć się izolacji z końcówek przewodów – wystarczy, że usuniesz około 1 cm, maksymalnie 2 cm. Wykonasz ten krok, korzystając ze ściągacza do izolacji, zwracając przy tym ogromną uwagę na to, by nie naruszyć żył wewnątrz kabla!

Tak odsłonięte przewody musisz teraz oczyścić. Potrzebne Ci do tego są kawałki drobnoziarnistego papieru ściernego. Końcowym efektem tego działania powinna być błyszcząca powierzchnia przewodów. 

Teraz do akcji wkracza topnik — musisz nałożyć jego warstwę na końcówki, które wcześniej przygotowałeś. Warstwa musi być bardzo cienka, jeżeli chcesz mieć pewność, że cały proces przebiegnie szybko i bezbłędnie. Jesteś prawie gotowy na główny gwóźdź programu, czyli samo lutowanie.

Jak lutować, by skutecznie połączyć końce przewodów?

Jaki jest sprawdzony sposób na udane lutowanie? Istnieje pewna podstawowa, sprawdzona od dziesiątek lat technika. Korzystając z niej, musisz nagrzać oba łączone elementy przy pomocy lutownicy, a następnie dodać cyny, która rozpłynie się na nich. Jeżeli utrzymasz się we właściwej temperaturze lutowania — czyli nie spadniesz poniżej 400°C ani nie przekroczysz magicznej granicy 450°C, cyna elegancko rozpłynie się, tworząc gładziutkie połączenie.

Zakładamy, że wszystko przebiegło zgodnie z planem i po ostygnięciu rzeczywiście powstało błyszczące gładkie połączenie. To znak, że najprawdopodobniej prace zostały zakończone sukcesem. Pozostaje więc wziąć w garść szczoteczkę i nawilżyć ją delikatnie alkoholem izopropylowym, i oczyścić okolice lutowanego obszaru z resztek topnika. Gdy usuniesz nadmiar lutu, a następnie podepniesz schłodzony już kabel i nic nie dymi ani huczy po uruchomieniu sprzętu to gratulacje — właśnie z powodzeniem zlutowałeś swój pierwszy kabel audio!