W związku z wycofywaniem czynników chłodniczych CFC, wiele dyskutuje się na temat wymagań dotyczących połączeń lutowanych dla nowych mieszanek zastępczych. Istnieją dwa podstawowe powody, dla których wykonawcy powinni zwracać baczniejszą uwagę na jakość połączeń lutowanych:

• Zamienniki bezfreonowe, takie jak R-410a, pracują przy ciśnieniu znacznie wyższym niż obecne czynniki chłodnicze, takie jak R-22. Na przykład, przy temperaturze 70°F ciśnienie robocze R-22 wynosi 120 PSIG, natomiast R-410a 200 PSIG. Obecnie czynnik chłodniczy R-410a jest znacznie droższy niż R-22, więc w przypadku wycieku utracony czynnik będzie droższy do wymiany.
• Powiązanym zjawiskiem jest przejście na wyższe wskaźniki SEER klimatyzacji. Aby sprostać wymaganym przez rząd 13 SEER, wielu producentów prawdopodobnie zwiększy rozmiar wężownicy. Oznacza to zazwyczaj więcej połączeń lutowanych. Chociaż nie ma to wpływu na wykonawców, producenci HVAC mają również dodatkową zachętę do poprawy jakości lutowania.

W obu przypadkach jedna rzecz się nie zmieniła. Kluczem do wykonania szczelnych połączeń lutowanych jest właściwa technika. Solidne połączenia lutowane są wynikiem przestrzegania kilku kluczowych procedur.

Czyszczenie
Jest to krok łatwy do przeoczenia, szczególnie w przypadku nowych instalacji. Zanieczyszczenia takie jak brud, olej lub ciężki tlenek powierzchniowy będą hamować "zwilżanie"; zdolność stopionego stopu lutowniczego do rozprzestrzeniania się i przylegania do powierzchni. Przetrzyj części szmatą, a następnie użyj szczotki drucianej ze stali nierdzewnej lub Scotchbrite®, aby usunąć warstwę tlenku.

Regulacja płomienia
Jest to kolejny krytyczny aspekt. Ustawienia płomienia zależą od rodzaju źródła ciepła. Dla tlenu i acetylenu zalecany jest płomień neutralny. Odpowiedni jest również płomień z lekkim nadmiarem acetylenu (nawęglanie). Należy unikać płomienia z nadmiarem tlenu (płomień utleniający). Taka chemia płomienia zwiększa ilość tlenków na powierzchni i hamuje zwilżanie metalu wypełniacza.

Bardzo popularne stały się palniki powietrzno-acetylenowe z końcówkami typu swirl. Posiadają one pojedynczą regulację płomienia. Niezależnie od typu palnika, w miarę zwiększania lub zmniejszania rozmiaru rury należy zmieniać końcówkę na większą lub mniejszą, zamiast po prostu zwiększać ciśnienie.

Neutralny Płomień

Płomień Nawęglania

Ogrzewanie
Nieprawidłowe nagrzewanie jest główną przyczyną źle wykonanych połączeń. Odpowiednia wytrzymałość i plastyczność spoiny zależy od wciągnięcia stopionego lutu do wnętrza połączenia. Z zewnątrz pierwsze połączenie wygląda dobrze. Chociaż to połączenie może być odpowiednie, w odpowiednich okolicznościach, wysokie wibracje lub naprężenia mogą spowodować powstanie pęknięcia.

Aby temu zapobiec, musimy zastosować metodę ogrzewania, która doprowadzi obie części, w tym wnętrze złącza, do temperatury lutowania. Zalecamy to wieloetapowe podejście do ogrzewania:

1.  Rozpocznij od podgrzania rury. Ogrzać wokół rury, aby przewodzić ciepło wewnątrz złączki.

2.  Po tym wstępnym podgrzaniu, przenieś palnik na złączkę. Kierując płomień w stronę rury.

3.  Przesuwać palnik pomiędzy rurą a złączką, aby doprowadzić obie części do temperatury lutowania.

4.  Przesuń płomień w kierunku podstawy złącza i nałóż metal wypełniający. Stopiony stop lutowniczy będzie podążał za ciepłem do podstawy kielicha.

5.  Kroki 3 i 4 powinny być wykonane po obu stronach rury/złącza. Ponadto, wraz ze wzrostem średnicy rury, należy powtórzyć te czynności w kilku punktach na obwodzie. Sprzyja to równomiernemu nagrzewaniu i zapewnia odpowiednią ilość wypełniacza oraz brak "zagłodzonych" obszarów.

Ważne jest, aby poczekać na oba kawałki do wchłonięcia wystarczającej ilości ciepła przed zastosowaniem metalu wypełniacza. Pręt lub drut powinien łatwo topić się i płynąć, gdy jest stosowany do metalu bazowego. Unikaj topienia pręta tylko za pomocą płomienia palnika.

Napełniacz Mutowniczy
Dostępne spoiwa lutownicze są odpowiednie do wykonywania szczelnych połączeń. W tabeli metali wypełniających Harrisa podano zalecane metale wypełniające do różnych kombinacji metali nieszlachetnych.

Flux
Podczas lutowania miedzi lub mosiądzu wymagany jest topnik w celu redukcji tlenków powierzchniowych, ochrony metalu bazowego podczas ogrzewania i zmniejszenia napięcia powierzchniowego metalu wypełniacza. W przypadku łączenia miedzi z miedzią fosfor w prętach lutowniczych, (Stay Silv® 5, 15, Blockade®, Dynaflow®), zapewniają tę funkcję. W przypadku lutowania innych metali wymagany jest oddzielny topnik chemiczny.

Topnik powinien być stosowany oszczędnie i nakładany za pomocą pędzla. Sugerowaną metodą jest pozostawienie ¼" nietopionego obszaru na końcu rury. Podczas podgrzewania kapilary będą wciągać stopiony topnik przez złącze.  Po zakończeniu lutowania należy usunąć pozostałości topnika mokrą szmatką.

Lutowanie
Nieco kontrowersyjnym obszarem jest użycie lutowania jako zamiennika dla połączeń lutowanych. Większość komercyjnych stopów lutowniczych, zwłaszcza cyna/ołów i cyna/antymon, nie są zalecane do zastosowań chłodniczych o wysokich wibracjach. Stopy cyna/srebro, w tym nasz Stay Brite®, posiadają wymaganą wytrzymałość i plastyczność do zastosowań w instalacjach HVAC w budynkach mieszkalnych. Wyjątkiem są aplikacje, w których temperatura pracy przekracza 200°F.

Warto zauważyć, że Międzynarodowy Kodeks Mechaniczny przewiduje, że połączenia lutowane rur miedzianych z czynnikami chłodniczymi "Grupy A1" są dopuszczalne. R-410A jest zaliczany do tej grupy czynników chłodniczych.

Zalety połączeń cynowych/srebrnych są dobrze udokumentowane. Eliminuje się konieczne przedmuchiwanie azotem podczas ogrzewania, a zewnętrzne chłodzenie zaworów wrażliwych na ciepło nie jest konieczne.

Należy pamiętać, że topniki lutownicze są żrące. Należy uważać, aby uniknąć nadmiaru topnika na rurze i złączce, który może skończyć się wewnątrz zamkniętego systemu. Aby to wyeliminować, należy nakładać topnik za pomocą pędzla.

Należy pamiętać, że niektóre instrukcje montażu i biuletyny serwisowe producentów systemów klimatyzacji przewidują połączenia lutowane. Wykonawcy powinni postępować zgodnie z instrukcjami producenta oraz wszelkimi wymaganiami przepisów lokalnych i krajowych.