Jootis: definitsioon, tüübid (pehme vs kõva) ja kasutusvaldkonnad

Jootis: definitsioon, pehmete ja kõvade jootiste võrdlus ning kasutusvaldkonnad — praktiline juhend elektroonikast torustikuni, pliivaba vs pliijoodis selgitus.

Jootis on metall või sulam, mis sulab oluliselt madalamal temperatuuril kui liidetavad metallid. Jooti kasutatakse metallosade ühendamiseks ja selle rakendust nimetatakse jootmiseks. Põhimõtteliselt eristatakse kahte peamist tüüpi: pehme jootis (madal sulamistemperatuur) ja kõva jootis ehk brazing (kõrgem sulamistemperatuur). Pehmeid jootmisi tehakse tavaliselt jootekolvidega ning neid kasutatakse laialdaselt elektroonikas, elektritöödes ja torustikus; kõva jootis (brazing) nõuab kõrgemat temperatuuri ja sageli põletit või eriseadmeid ning seda kasutatakse tugevamate või kuumakindlate liidete jaoks.

Tüübid ja koostis

Pehmejootiste hulka kuuluvad nii traditsioonilised pliipõhised segud kui ka tänapäevased pliivabad sulamid.

• Pliijoodis (tina–plii): tüüpilised koosseisud on näiteks ~60/40 või 63/37 (tina / plii). Need sulavad ligikaudu 183–190 °C ümber (eutektikum 63/37 sulab ~183 °C). Mõned neist on mürgised, sest neis on plii. Pliipõhiseid joodiseid kasutati varem laialdaselt nii elektroonikas kui ka tarbeesemetes ja torustikus, kuna need on odavamad ja neil on head voolamis- ning märgumisomadused.
• Pliivabad joodised: tänapäeval levinud valikud on tina-hõbe-vasak (näiteks SAC305 — ~96.5% tina, 3.0% hõbe, 0.5% vask) ja muud Sn‑põhised sulamid. Need sulavad tavaliselt umbes 217–220 °C juures, mistõttu nõuavad nad kõrgemat jootmistemperatuuri. Mõnikord lisatakse joodisele indiumit (indiumit), et parandada voolavust või vähendada temperatuuri, kuid indium on kallis.
• Kõvajoodised (brazing/joining): nende sulamistemperatuur on oluliselt kõrgem (tüüpiliselt üle 450 °C) ja kasutatakse nikli-, vase- või hõbedapõhiseid sulameid klaasi, terase või vase tugeva ühendamiseks.

Regulatsioon ja tervis

Ajalooliselt kasutati plii sisaldavaid joodiseid ka tarbekaubades, näiteks purkide ja torude liitmiseks. Hiljem avastati, et plii võib sattuda joogivette või toitu ja põhjustada tervisekahjustusi, mistõttu Euroopa Liit, Hiina ja California keelasid 2006. aastal paljudes tarbeesemetes plii kasutamise. Pliijoodis muutus mitmes kohas elektroonikaseadmetes ebaseaduslikuks ja hakati laialdaselt üle minema pliivabadele lahendustele. Siiski kasutatakse pliipõhiseid joodiseid mõnes erirakenduses siiani — elektroonikatööstuses on need endiselt levinud teatud protsessides.

Jootevahend (flux) ja oksüdatsiooni probleem

Jootmisel oksüdeeruvad metalli pinnad sageli ja tekib õhukeseid metalli oksiidikihte, mis takistavad joodi voolamist ja sidumist. Selle vältimiseks kasutatakse jootevahendeid ehk flux'e, mis reaalselt lahustavad metallioksiide või takistavad nende uuesti tekke ning parandavad joodise levikut. Levinud fluxi tüübid on:

• Rosin (tärpentiini baasil) – elektroonikas väga levinud.
• Vee‑lahustuvad (water‑soluble) – neid kasutatakse siis, kui on vaja täielikult puhastatavat pinda.
• No‑clean – järelpuhastust ei nõudvad segud, sobivad paljudele elektroonikarakendustele.

Mõnel jootmisaine sul on jootesüdamik — jootlati sisehas olev flux, mis aktiveerub jootmisel ja teeb protsessi mugavamaks.

Tehnika, töövahendid ja ohutus

• Elektrilised jootekolvid ja temperatuuri regulaatorid aitavad hoida õiget soojust (elektroonika tavaliselt 250–350 °C pliivabade tinade puhul, pliipõhiste suhtes madalamad väärtused).
• Hea jootetöö nõuab puhtaid pindu, õiget pinna märgumist ja piisavat soojuseülekannet — liiga kõrge temperatuur võib kahjustada komponente, liiga madal ei anna korralikku liidet.
• Tööruumi tuleks hästi ventileerida ning kasutada vajadusel fume extractorit, sest jootaustest (eriti plii ja fluxi aurud) võib tekkida terviserisk. Plii puhul järgida asjakohaseid jäätmekäitluse ja ohutusjuhiseid.

Kasutusvaldkonnad

Jootmist kasutatakse paljudes valdkondades, näiteks:

• Elektroonika ja trükkplaatide ühendamine
• Elektrilised juhtmed ja komponendid
• Torustik ja radiaatorite liitmine (pehmejootmine või kõvajootmine vastavalt nõudlusele)
• Metallkonstruktsioonide detailide liitmine ja remonditööd
• Keraamika ja klaasi teatud ühendused (spetsiaalsed jootised, mis võivad sulada ~450–550 °C)

Kokkuvõtlikult: jootis on oluline tööriist metallide ühendamisel — õige koostise, töötemperatuuri, jootevahendi ja tehnikaga saavutatakse tugev ning korrosioonikindel liide. Tänapäeval tuleb valikuid teha ka regulatsioonide ja terviseriskide valguses, eelistades vajadusel pliivabasid lahendusi ja korralikku ohutustehnikat.

Küsimused ja vastused

K: Mis on joodik?

K: Millised on kaks jootevahendi tüüpi?

K: Millised on kaks peamist pehme joote tüüpi?

K: Millisel temperatuuril need eri tüüpi jootmed sulavad?

K: Miks kasutati kunagi pliid toidupurkides?

K: Kas pliid kasutatakse tänapäeval veel elektroonikas?

K: Mida lisatakse metallidele enne nende jootmist?

Otsing