Технологические процессы паяния и лужения

При­вет­ствую Вас на бло­ге kuzov.info!

В этой ста­тье мы рас­смот­рим как осу­ществ­ля­ет­ся луже­ние и пай­ка кузо­ва автомобиля.

Луже­ние и пай­ка кузо­ва авто­мо­би­ля при­ме­ня­лись при изго­тов­ле­нии и ремон­те авто­мо­би­лей с сере­ди­ны 1930‑х годов. Свин­цо­вый при­пой исполь­зо­вал­ся при мас­со­вом про­из­вод­стве авто­мо­би­лей для нане­се­ния на сва­роч­ные соеди­не­ния вна­хлёст кры­ши и зад­них кры­льев. Нане­се­ние при­поя на кузов дол­гие годы, до появ­ле­ния авто­мо­биль­ной шпа­клёв­ки, оста­ва­лось тра­ди­ци­он­ным мето­дом ремон­та повре­ждён­но­го кузо­ва авто­мо­би­ля (см. ста­тью об исто­рии изоб­ре­те­ния и раз­ви­тия шпа­клёв­ки).

Содер­жа­ние:

• Пре­иму­ще­ства луже­ния и пай­ки кузова
• Виды при­по­ев для ремон­та кузова
• Что такое флюс? Какой флюс исполь­зо­вать для луже­ния кузова?
• Какие инстру­мен­ты и мате­ри­а­лы нуж­ны для луже­ния и пай­ки кузова?
• Луже­ние и пай­ка кузо­ва автомобиля
• Запай­ка отверстий

Про­цесс состо­ит в нане­се­нии спе­ци­аль­но­го при­поя на пане­ли кузо­ва, что­бы запол­нить неров­но­сти, гер­ме­ти­зи­ро­вать и замас­ки­ро­вать сва­роч­ные соеди­не­ния, а так­же запа­ять отвер­стия. В то вре­мя, как в совре­мен­ном кузов­ном ремон­те чаще все­го при­ме­ня­ет­ся шпа­клёв­ка, при рестав­ра­ции клас­си­че­ских авто­мо­би­лей по-преж­не­му исполь­зу­ют при­пой. На самом деле, и луже­ние и шпа­клёв­ка име­ют свои пре­иму­ще­ства и недо­стат­ки. Глав­ны­ми недо­стат­ка­ми при­ме­не­ния при­поя для ремон­та кузо­ва явля­ют­ся слож­ность его нане­се­ния и нагрев кузо­ва. Слиш­ком слож­но­го в этом про­цес­се ниче­го нет, но тре­бу­ет­ся соблю­дать неко­то­рые пра­ви­ла и при­об­ре­сти навык. При пра­виль­ном воз­дей­ствии горел­ки нагрев полу­ча­ет­ся доста­точ­но щадя­щим. Даже крас­ка с обрат­ной сто­ро­ны может остать­ся целой. Шпа­клёв­ка в этом смыс­ле выиг­ры­ва­ет, так как нано­сит­ся на поверх­ность лег­че при­поя. По харак­те­ри­сти­кам при­пой во мно­гом пре­вос­хо­дит шпа­клёв­ку. Его пре­иму­ще­ства мы рас­смот­рим в этой ста­тье ниже.

При­пой раз­мяг­ча­ет­ся нагре­вом и нано­сит­ся на поверх­ность, под­го­тов­лен­ную луже­ни­ем. После осты­ва­ния обра­зу­ет­ся проч­ная связь при­поя с поверх­но­стью металла.

Нане­се­ние при­поя на кузов может потре­бо­вать­ся там, где слож­но или невоз­мож­но исполь­зо­вать дру­гие мето­ды ремон­та. При­пой удоб­но при­ме­нять, когда металл слиш­ком тол­стый для рих­тов­ки и отсут­ству­ет доступ с обрат­ной сто­ро­ны пане­ли. При­пой мож­но исполь­зо­вать на местах, где воз­мож­но неболь­шое дви­же­ние метал­ла при экс­плу­а­та­ции авто­мо­би­ля и шпа­клёв­ка может трес­нуть (сва­роч­ное соеди­не­ние). При­пой хоро­шо гер­ме­ти­зи­ру­ет сва­роч­ный шов и гаран­ти­ру­ет его кор­ро­зи­он­ную устой­чи­вость. Так­же, при исполь­зо­ва­нии кузов­но­го при­поя, тол­щи­на слоя не так кри­тич­на, как при при­ме­не­нии шпа­клёв­ки. При­пой хоро­шо подой­дёт для мест кузо­ва, где нуж­но сфор­ми­ро­вать кант.

Преимущества лужения и пайки кузова

1. При­пой дер­жит­ся на поверх­но­сти луч­ше шпа­клёв­ки. Проч­ность на раз­рыв (сила, тре­бу­е­мая, что­бы отде­лить при­пой от метал­ла, на кото­рый он нане­сён) состав­ля­ет 423 бара. Это очень высо­кий показатель.
2. Даже тол­стый слой при­поя не даёт усад­ки, в отли­чие от шпаклёвки.
3. При­пой име­ет луч­шую эла­стич­ность и проч­ность, чем авто­мо­биль­ные шпа­клёв­ки. Сви­нец хоро­шо гнёт­ся вме­сте с метал­лом, на кото­рый он нане­сён, поэто­му не трескается.
4. При­пой не потрес­ка­ет­ся и не отсло­ить­ся при уда­ре, как это быва­ет со шпаклёвкой.
5. При­пой явля­ет­ся водо­не­про­ни­ца­е­мым. Шпа­клёв­ку же нель­зя назвать пол­но­стью водонепроницаемой.
6. При­пой может выдер­жи­вать высо­кие тем­пе­ра­ту­ры, поэто­му может при­ме­нять­ся при ремон­те и после­ду­ю­щем нане­се­нии порош­ко­вой краски.
7. Ещё одним боль­шим пре­иму­ще­ством при­поя над шпа­клёв­кой явля­ет­ся то, что не сто­ит бес­по­ко­ить­ся о вре­ме­ни его затвер­де­ва­ния. Мож­но добав­лять допол­ни­тель­ный при­пой пря­мо на уже нане­сён­ный слой. Нуж­но толь­ко разо­греть поверх­ность и новый при­пой и доба­вить его. Не нуж­но пол­но­стью рас­плав­лять уже нане­сён­ный слой.

Паяние, лужение, склеивание.

Паяние – один из способов образования неразъемных соединений, широко распространенный в современном приборостроении, аппаратостроении и мелком машиностроении.

Склеивание – это сравнительно новый и весьма перспективный метод осуществления неподвижных соединений деталей и узлов. Он также широко используется в приборостроении и аппаратостроении. Как паяние, так и склеивание относится к числу операций, выполняемых в процессе сборки самими сборщиками.

Паянием называется процесс получения неразъемного соединения двух или нескольких металлических деталей, с помощью дополнительно вводимо металла или сплава, называемого припоем и имеющего меньшую, чем соединяемые металлы, температуру плавления. Промежуточный металл или сплав, применяемый при паянии, называют припоем. В зависимости от температуры плавления и механической прочности припоя различают паяние мягкими и паяние твердыми припоями. Кроме припоя при паянии применяют флюся, назначение которых сводится к защите места спая от коррозии при нагреве, обеспечению лучшей смачиваемости его расплавленным металлом и растворению металлических окислов.

Основным инструментом, применяемым при паянии мягкими припоями, являет паяльник.

Приемы плавления.

Ручное паяние мягкими припоями осуществляется с помощью паяльников различных конфигураций. Процесс начинают с подготовки мест спая, затем после припаивания очищают шов. Подготовка мест спая состоит обычно из механической очистки поверхностей деталей, обезжиривания, травления и сборки под пайку.

При паянии газопламенными горелками места спая нагревают пламенем паяльных ламп или газовых горелок.

При паянии погружением деталей в ванну с расплавленными солями припой предварительно, еще в твердом виде, прикрепляют к месту спая деталей.

При паянии в печах детали с заранее нанесенным флюсом и припоем нагревают.

Наиболее рациональным способом является паяние с нагревом токами высокой чистоты. Метод паяния заключается в том, что участок подлежащий нагреву, помещают в электромагнитное поле. В результате создается тепловой эффект, обеспечивающий нагрев детали при паянии. Все способы паяния с нагревом можно разделить на три основные группы:

— ручная периодическая пайка с фиксацией и без фиксации детали в индукторе;

— полуавтоматическая периодическая пайка с фиксацией детали в индукторе;

— автоматическая непрерывная пайка.

Склеивание как метод сборки неподвижных и неразъемных соединений получило в последнее время большое распространение. Основные преимущества склеивания: гладкость наружных поверхностей, лучшая герметичность, экономия веса, снижение трудоемкости и веса.

Технологический процесс клеевого соединения состоит из следующего:

Подготовка поверхностей к склеиванию сводится к очистке от пыли и жира и приданию необходимой шероховатости.

Качество клеевого шва в значительной степени зависит от приемов нанесения клея. Клей следует наносить в одну сторону во избежание попадания в него пузырьков воздуха.

Выдержка после нанесения клея, содержащая растворитель, обязательна.

Сборка и склеивание деталей между собой осуществляется с помощью специальных приспособлений и оборудования. Основным оборудованием для склеивания являются гидравлические или пневматические прессы, вакуумные установки.

Для затвердения клея нужен определенный температурный режим и повышения давления в печах.

Контролю и испытанию клеевого соединения следует придать большое значение. Основной дефект, который часто имеет место при склеивании, — так называемый «непроклей». Качество склейки считается удовлетворительным, если разрушение произошло по материалу детали, а не по клею.

Лужение: Механическая очистка: очистить поверхность до равномерного металлического блеска щетками или шлифованием.

Химическая очистка: обезжирить поверхность водным раствором каустической соды. Лужение поверхности: погружением, подготовить чистую металлическую посуду и заложить олово, расплавить олово, затем взять деталь и погрузить в раствор хлористого цинка, а затем в расплавленное олово и держать 4 – 5 минут.

Растиранием: надеть брезентовые перчатки. Тщательно очистить места лужения. На очищенные места для лужения нанести раствор хлористого кальция и посыпать его порошком нашатыря, равномерно нагреть поверхность паяльной лампой до температуры плавления олова и распределить олово по всей поверхности лужения. После окончательного лужения и охлаждения изделие протереть смоченным песком, промыть водой и сушить в древесных опилках.

Техника безопасности при пайке.

1.При работе с паяльной лампой:

· Работать в помещение без вентиляции запрещается. Перед работай проверять исправность вентиляции.

· Перед началом работы одеть спецодежду.

· Разжигать паяльную лампу на безопасном месте, вблизи кирпичного или специального устройства.

· Нельзя чрезмерно накачивать воздух в резервуар лампы.

· При работе с паяльной лампой: не наливать бензин до края чашечки паяльной лампы, а также в горящую или не остывшую лампу. Разжигать только сухую лампу.

· Гасить лампу надо только путем закрытия регулирующего вентиля.

2.При работе паяльником:

· Перегретый паяльник не следует охлаждать в жидкости.

· Запрещается паяльные работы: на изделиях, используемых до этого для хранения воспламеняющихся материалов.

3.При пользовании кислотами:

· При составлении травильных растворов смешивают только холодные растворы.

· Соляную или серную кислоту хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками.

· При составлении обезжиривающих растворов прибавку каустической соды производить только в холодную воду.

· Во избежание ожога вливать запрещается вливать воду в кислоту. Кислоту вливать в воду тонкой струей.

Виды припоев для ремонта кузова

• Суще­ству­ют раз­ные типы при­по­ев. Для ремон­та кузо­ва чаще при­ме­ня­ют­ся мяг­кие (лег­ко­плав­кие) при­пои. Они про­да­ют­ся в виде стерж­ней, длин­ной 45 см, раз­ной тол­щи­ны. В целом, они клас­си­фи­ци­ру­ют­ся как при­пои с содер­жа­ни­ем свин­ца и без содер­жа­ния свин­ца (lead free). Пер­вый тип при­поя при­ме­нял­ся мно­го лет из-за его лёг­ко­сти исполь­зо­ва­ния. Одна­ко он был запре­щён в неко­то­рых стра­нах для при­ме­не­ния в мас­со­вом про­из­вод­стве, по при­чине вре­да здо­ро­вью и окру­жа­ю­щей сре­де. Одна­ко, свин­цо­вый при­пой, по-преж­не­му исполь­зу­ет­ся част­ны­ми лица­ми и его мож­но встре­тить в про­да­же. Мно­гие масте­ра пред­по­чи­та­ют исполь­зо­вать имен­но свин­цо­вый припой.
• На при­пое ука­зы­ва­ет­ся соот­но­ше­ние его ком­по­нен­тов (оло­ва, свин­ца). Тра­ди­ци­он­ный при­пой для кузо­ва состо­ит из 30% оло­ва и 70% свин­ца. Может содер­жать­ся допол­ни­тель­ный ком­по­нент, к при­ме­ру, 74% свин­ца, 25% оло­ва и 1% сурь­мы. Сви­нец опа­сен для здо­ро­вья. Что­бы его при­ме­нять, тре­бу­ют­ся сред­ства защи­ты, и нуж­но учи­ты­вать меры без­опас­но­сти. Одна­ко его лег­че исполь­зо­вать. Он доль­ше оста­ёт­ся мяг­ким после нагре­ва (в диа­па­зоне от 180 до 260 гра­ду­сов по Цель­сию). Это облег­ча­ет его нане­се­ние и раз­рав­ни­ва­ние. Этот при­пой лег­ко нано­сит­ся на вер­ти­каль­ные и гори­зон­таль­ные поверх­но­сти. После затвер­де­ва­ния свин­цо­во­го при­поя, его не реко­мен­ду­ет­ся обра­ба­ты­вать шли­фо­валь­ной машин­кой, так как обра­зу­ет­ся очень ток­сич­ная пыль. Так, его обыч­но обра­ба­ты­ва­ют спе­ци­аль­ным кузов­ным напиль­ни­ком, а на завер­ша­ю­щей ста­дии брус­ком с круп­но­зер­ни­стой шли­фо­валь­ной бума­гой вруч­ную. Если всё же при­ме­ня­е­те шли­фо­валь­ную машин­ку, то нуж­но исполь­зо­вать толь­ко круп­ный абра­зив, что­бы не было взве­си из мел­кой пыли. Остат­ки свин­ца после шли­фо­ва­ния нуж­но сра­зу утилизировать.

При­пой с содер­жа­ни­ем свин­ца (Pb 74%), оло­ва (Sn 25%) и сурь­мы (1%).

• При­пой может иметь раз­ное соот­но­ше­ние свин­ца и оло­ва (70/30, 60/40 или 50/50). При­пой с более низ­ким содер­жа­ни­ем свин­ца так­же исполь­зу­ет­ся при ремон­те кузо­ва, но име­ет низ­кий диа­па­зон пла­стич­но­сти (от 183ºC до 188ºC), поэто­му его слож­нее исполь­зо­вать. При­пои с таким соот­но­ше­ни­ем обыч­но при­ме­ня­ют на гори­зон­таль­ных поверх­но­стях, так как они быст­ро ста­но­вят­ся жид­ки­ми и могут сте­кать. При­ли­па­ние у всех свин­цо­вых при­по­ев при­мер­но оди­на­ко­вое и зави­сит от пра­виль­но­сти под­го­тов­ки поверхности.
• Как аль­тер­на­ти­ва при­пою со свин­цом был раз­ра­бо­тан более без­опас­ный при­пой без содер­жа­ния свин­ца. Во всех при­по­ях без содер­жа­ния свин­ца, оло­во явля­ет­ся глав­ным ком­по­нен­том. Дру­гим ком­по­нен­том может быть сереб­ро, медь, индий или вис­мут. Боль­шин­ство при­по­ев без свин­ца име­ют либо более высо­кую, либо более низ­кую точ­ку плав­ле­ния, чем у свин­цо­во­го при­поя. Для ремон­та кузо­ва наи­бо­лее рас­про­стра­нён при­пой без свин­ца, состо­я­щий из оло­ва и сереб­ра (94% оло­ва и 6% сереб­ра или 96% оло­ва и 4% сереб­ра). Он име­ет более высо­кую сто­и­мость. При­пой без свин­ца при­мер­но равен по харак­те­ри­сти­кам тра­ди­ци­он­но­му при­пою со свин­цом с соот­но­ше­ни­ем 50/50 (свинец/олово). Такой при­пой име­ет более высо­кую точ­ку плав­ле­ния (221°C). После нагре­ва, он оста­ёт­ся в мяг­ком состо­я­нии менее про­дол­жи­тель­ное вре­мя, чем свин­цо­вый при­пой, что услож­ня­ет его вырав­ни­ва­ние. При засты­ва­нии полу­ча­ет­ся более твёр­дым и хруп­ким. Его слож­нее обра­ба­ты­вать напиль­ни­ком. Пре­иму­ще­ство в том, что его мож­но обра­ба­ты­вать шли­фо­валь­ной машин­кой, так как он не обра­зу­ет ток­сич­ной пыли. Хотя, не нуж­но забы­вать про респи­ра­тор. Допол­ни­тель­ным пре­иму­ще­ством при­поя без свин­ца явля­ет­ся более высо­кая проч­ность на разрыв.
• При­пой, при­ме­ня­е­мый в элек­тро­ни­ке, обыч­но состо­ит из 60% оло­ва и 40% свин­ца. Он может содер­жать флюс в цен­тре. Флюс с кани­фо­лью, часто исполь­зу­е­мый с таким при­по­ем, не спо­соб­ству­ет адге­зии к ста­ли, а флюс с кис­ло­той может дей­ство­вать хоро­шо. Такой при­пой луч­ше при­ме­нять толь­ко для пай­ки малень­ких отвер­стий, так как его диа­па­зон пла­стич­но­сти очень маленький.
• Для рабо­ты с кузо­ва­ми из алю­ми­ния исполь­зу­ет­ся дру­гой тип при­поя (с содер­жа­ни­ем оло­ва и цинка).

Методы лужения

Технология лужения реализовывается путем плавления припоя, смачивания поверхности припоем и его дальнейшей кристаллизации на поверхности. Согласно ГОСТ 17325-79 под припоем следует понимать материал с более низкой температурой плавления по сравнению материалом, из которого сделана деталь. Лужение меди, алюминия и стали осуществляется оловом. Для справки в таблице приведены температуры плавления этих металлов.

Существуют два вида лужения:

1. Гальваническое. Этим методом в производственных условиях лудятся изделия различной формы и размера. При наличии специального оборудования можно лудить радио- и электротехнические детали в домашних условиях.Гальваническое лужение выполняется в электролите:
   щелочном;
2. кислом.
3. Горячее. Самый древний метод нанесения полуды. Применяется для крупных деталей простой формы или проводов и кабелей при их подготовке к пайке. Виды горячего лужения:
   лужение методом натирания;
4. лужение методом погружения.

Скачать ГОСТ 17325-79

Гальваническая технология

Процесс базируется на использовании электрического тока и протекании электрохимических реакций. Лужение происходит методом погружения деталей в ванну со щелочным или кислым электролитом.

Основные достоинства гальванического нанесения полуды:

• обеспечение прочного сцепления полуды с металлической поверхностью;
• равномерность наносимого слоя;
• возможность контроля толщины покрытия, в том числе на изделиях сложной формы;
• получение слоя с низкой пористостью;
• экономное расходование полуды и припоя.

Основной недостаток заключается в высокой стоимости, обусловленной потреблением электрического тока. Этот процесс требует специального оборудования и высокой квалификации исполнителя. Лужение с использованием электролита связано со сложностью приготовления раствора. В ходе процесса должен вестись постоянный контроль концентрации щелочи или кислоты в электролите, а также состояния анодов и поверхности ванны.

При выполнении отдельных работ в радио- и электротехнике возникает необходимость лудить перед пайкой медные поверхности плат. Наиболее простой способ – химическое лужение.

Это гальваническая технология. Суть ее заключается в том, что в ходе протекания электрохимической реакции, ионы меди на поверхности замещаются ионами олова из оловосодержащего раствора. Чтобы осуществить такое лужение в домашних условиях понадобится паяльная ванна для лужения (лудилка). Ванны доступные по цене, компактные (диаметром около 80 мм, глубиной 35-40 мм), мощностью 150-300 Вт. Их можно применять для подготовки к пайке медных плат путем их погружения в припой, для нанесения полуды на электронные компоненты, для демонтажа радиоэлектронных элементов.

Раствор при гальванической обработке

Для лужения применяется два вида электролитов:

• кислые, содержат олово в форме Sn2+ ;
• щелочные, олово содержится в виде аниона SnO8 2- .

Из-за того, что в этих электролитах олово имеет разную валентность, отличаются скорости его осаждения. В щелочном электролите олово осаждается в два раза медленнее, чем в кислом.

Из кислых электролитов наибольшее распространение получили:

• хлоридный;
• борфтористоводородный;
• сульфатный.

В кислых электролитах должны присутствовать поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это могут быть клей, фенол или желатин. Если ПАВ не добавлять, то олово на катоде будет выделяться в виде кристаллов и не образует сплошной слой. Также в них должно быть достаточно свободной кислоты, чтобы подавлять гидролиз солей олова. В противном случае возникнут основные соли олова или труднорастворимые гидраты. Дополнительно для повышения электропроводности в состав раствора надо вводить проводящие соли (например, в сернокислом электролите — это сульфат натрия). Если учесть все эти требования, то можно повысить рассеивающие способности кислого электролита.

Щелочные электролиты имеют лучшую рассеивающую способность. Их целесообразно использовать для лужения некрупных деталей и деталей сложной формы.

Способов приготовления щелочных растворов много. Простым в приготовлении считается электролит, полученный из соли станната натрия. Он не содержит хлор-ионов, что снижает опасность корродирования стальных стенок лудильной ванны. Если при работе ванн возникают неполадки, то их легко устранить корректировкой свойств электролита.

Достоинства и недостатки электролитов приведены в таблице.

Раствор для химического лужения меди называют «жидкое олово». Его готовят таким образом. В 1 л дистиллированной воды добавляется 20 г хлористого олова, 40 г концентрированной Н2SO4, потом для снижения мутности 80 г тиомочевины. Для предотвращения образования кристаллов олова на поверхности, дополнительно в 200 мл воды растворяют 5 г вещества ОС-20. Затем растворы смешивают. Дают выстояться около трех часов. Потом в раствор погружают подготовленное и очищенное медное изделие, например, плату. После того, как на поверхности появится блестящий слой олова, раствор сливают.

Часто применяют метод кислотной пайки медных или алюминиевых проводов разного сечения. При этом в качестве флюса используется паяльная кислота. Благодаря ей создается надежное соединение металла и припоя, снимаются с поверхности изделий налеты и окислы. Самая распространенная кислота – водный раствор хлорида цинка.

При необходимости заменить паяльную кислоту можно:

• аспирином, растворенным в воде (1 таблетка на стакан воды);
• концентрированной уксусной или лимонной кислотой;
• концентрированной соляной кислотой (не подходит для пайки тонких деталей, так как может их повредить);
• паяльным жиром;
• ортофосфорной кислотой.

Горячее лужение

Горячее лужение может осуществляться одним из двух способов.

1. Лужение погружением. Процесс лужения следующий:
   • подготовить деталь;

   погрузить ее в емкость с раствором хлористого цинка;

2. клещами вынуть деталь из емкости;
3. не удаляя с поверхности слой хлористого цинка, переместить в ванну с расплавом олова;
4. выдержать деталь в ванне пока она не прогреется до 270-300 градусов;
5. вынуть изделие из лудильной ванны, встряхиванием удалить лишнюю полуду;
6. дать остыть;
7. для удаления хлористого цинка промыть деталь в растворе извести или в воде;
8. просушить в опилках.



9. Лужение натиранием. Провода и небольшие детали можно лудить с помощью паяльника. Последовательность действий:
   • покрыть поверхность флюсом;

   перенести на поверхность немного припоя;

10. прогреть поверхность паяльником;
11. передвигая паяльник в разных направлениях выровнять толщину слоя полуды.

Для равномерного нагрева поверхности паяльник надо держать так, чтобы он прилегал к ней и концом, и рабочей боковой гранью.

Если нанести полуду требуется на крупные детали простой формы, то можно использовать другой метод:

• предварительно подготовить изделие (очистить поверхность, промыть, протравить);
• нанести на поверхность хлористый цинк, прогреть его паяльной лампой до закипания;
• после закипания посыпать поверхность припоем, дождаться его расплавления;
• насыпать на поверхность порошковый нашатырь;
• растереть жидкое олово по поверхности с помощью щетки или холщовой ветоши, удаляя при этом излишнюю полуду;
• дать детали остыть;
• протереть влажным песком, после промыть водой, высушить.

В случае некачественной подготовки поверхности изделия, толщина слоя олова может различаться, в некоторых местах слой может не припаяться. Тогда это место следует зачистить напильником, подогреть и повторить лужение.

Что такое флюс? Какой флюс использовать для лужения кузова?

Цель флю­са – облег­чать про­цесс пай­ки и обес­пе­чить проч­ность соеди­не­ния при­поя с метал­лом кузо­ва. Одной из пре­град для дости­же­ния успеш­ной пай­ки явля­ет­ся нечи­сто­та поверх­но­сти (загряз­не­ния и окис­ле­ние). Загряз­не­ния могут быть уда­ле­ны меха­ни­че­ской чист­кой, но окис­ле­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся при уве­ли­че­нии тем­пе­ра­ту­ры, что ухуд­ша­ет при­креп­ле­ние при­поя к ремонт­ной поверх­но­сти. Металл име­ет тон­кий слой окси­дов или суль­фи­дов, каким бы чистым он не выгля­дел. Флюс пред­на­зна­чен для того, что­бы убрать этот слой и дол­жен предот­вра­тить фор­ми­ро­ва­ние ново­го оксид­но­го слоя во вре­мя нане­се­ния при­поя. Флюс не толь­ко предот­вра­ща­ют окис­ле­ние, но и обес­пе­чи­ва­ют хими­че­скую чист­ку и выпол­ня­ет сма­чи­ва­ю­щую функ­цию, сокра­щая поверх­ност­ное натя­же­ние рас­плав­лен­но­го при­поя, помо­гая ему луч­ше рас­те­кать­ся по поверх­но­сти. Таким обра­зом, при­пой не при­лип­нет на не под­го­тов­лен­ную метал­ли­че­скую поверх­ность, он будет соби­рать­ся в шари­ки. На под­го­тов­лен­ной поверх­но­сти при­пой нор­маль­но рас­те­ка­ет­ся и прилипает.

Флю­со­вая пас­та для лужения.
Для луже­ния кузо­ва при­ме­ня­ет­ся флю­со­вая пас­та. Она пред­став­ля­ет собой некое подо­бие пер­вич­но­го грун­та. В её состав вхо­дит кис­ло­та (хло­рид цин­ка или соля­ная кис­ло­та) и при­пой в виде порош­ка. Кис­ло­та хими­че­ски очи­ща­ет поверх­ность и уда­ля­ет окис­ле­ние, пере­во­дя его в рас­тво­ри­мую соль, а поро­шок одно­вре­мен­но въеда­ет­ся в металл, остав­ляя очень тон­кий слой (оло­ва или оло­ва со свин­цом), кото­рый улуч­ша­ет адге­зию при­поя при нане­се­нии на ремонт­ную область.

После нане­се­ния, пас­ту нуж­но нагреть и сте­реть остат­ки тряпкой.

Флю­со­вая пас­та акти­ви­ро­ва­на кис­ло­той (хло­рид цин­ка или соля­ная кис­ло­та), и её остат­ки тре­бу­ет­ся уда­лить после завер­ше­ния нане­се­ния при­поя. Если флюс осно­ван на соля­ной кис­ло­те, то ней­тра­ли­зо­вать её мож­но водой с содой, а потом обмыть чистой водой. Если флюс содер­жит хло­рид цин­ка, то для ней­тра­ли­за­ции потре­бу­ет­ся аце­тон. Так­же, мож­но исполь­зо­вать сред­ство дихро­мат натрия.

Части­цы от флю­со­вой пас­ты могут оста­вать­ся в порах и мел­ких углуб­ле­ни­ях сва­роч­но­го шва, что может стать при­чи­ной кор­ро­зии. Поэто­му, перед луже­ни­ем и нане­се­ни­ем при­поя, нуж­но, что­бы отвер­стия и углуб­ле­ния были заварены.

Чтобы соединить детали друг с другом, существует множество способов, один из них – пайка. Эта операция доступна даже домашним мастерам, но и в ней есть свои тонкости. Пайка и лужение металла часто идут рука об руку как дополняющие друг друга процессы.

Пайка представляет собой скрепление двух или более металлических деталей или частей при помощи дополнительного материала – припоя. Если, к примеру, сварка основана на расплавлении самих деталей и их сращении друг с другом, то пайка подразумевает, что соединяемые части остаются целыми, а соединяют их при помощи другого материала. Пайка хороша как электрическое соединение (именно поэтому так часто ее используют для сращения проводов).

Припой – это вещество, которое плавится при гораздо более низкой температуре, чем основные материалы. Обычно это олово, но в зависимости от типа пайки (она производится для разных металлов на разной температуре, кроме того, можно обеспечить и разную прочность соединения) это могут быть сплавы олова со свинцом, серебра с медью, меди с цинком, висмут или галлий. Олово и свинец – это легкоплавкий припой. Такой сплав размягчается до жидкого состояния при температуре ниже 500 градусов, поэтому соединение, им образованное, будет вполне герметичным, но не слишком прочным. Оно идеально подходит, если в будущем место пайки будет закрыто и не будет подвергаться внешнему воздействию. На легкоплавкий припой можно «посадить» сталь, медь, цинк, алюминий.

Припой с медью, цинком или серебром – тугоплавкий. Чтобы довести такое вещество до жидкого состояния, его нужно будет нагреть выше 500 градусов. Такой припой используется, если паянное изделие будет эксплуатироваться в суровых условиях или будет сильно подвержено коррозии.

Кроме пропоя для пайки нужен флюс – это еще одно вещество, которое смазывает соединяемые поверхности, предохраняя их от перегрева и обеспечивая лучший контакт. Для таких целей используют канифоль, борную кислоту, буру, нашатырь, хлористый цинк.

Пайка в традиционном виде выполняется вручную, но есть и приспособления для полуавтоматической пайки на производстве, а также – пайка с погружением в ванну с припоем, пайка с помощью газовых горелок или токами высокой частоты.

Лужение – это операция, обычно предшествующая пайке. Она заключается в нанесении на поверхности тонкого слоя олова. Полуда (слой олова) предотвращает коррозию, а в процессе пайки такие поверхности лучше смачиваются припоем. Облудить деталь можно старинным – горячим способом (например, опустив изделие в ванну с расплавленным оловом). Более современная технология – гальваническое лужение, когда процесс контролируется законами электрохимии.

Какие инструменты и материалы нужны для лужения и пайки кузова?

• Суще­ству­ют спе­ци­аль­ные набо­ры, в кото­рые вхо­дит сам при­пой, флю­со­вая пас­та, инстру­мен­ты для вырав­ни­ва­ния нане­сён­но­го при­поя и инструк­ция. Так­же, все при­над­леж­но­сти мож­но купить по отдельности.

Набор для луже­ния и пай­ки кузова.

• Необ­хо­дим при­пой и пас­та для луже­ния (tinning paste) с кистью для более лёг­ко­го нанесения.
• Так­же нуж­на чистая тряп­ка (луч­ше все­го под­хо­дит хлоп­ко­вая), для сти­ра­ния остат­ков пас­ты после нагрева.
• Для нагре­ва необ­хо­ди­ма сва­роч­ная газо­вая горел­ка, про­па­но­вая (бута­но­вая) горел­ка или фен с регу­ли­ров­кой тем­пе­ра­ту­ры и пото­ка воз­ду­ха. При исполь­зо­ва­нии сва­роч­ной газо­вой горел­ки, пла­мя долж­но быть настро­е­но на мини­маль­ную тем­пе­ра­ту­ру, при кото­рой будет пла­вить­ся флюс и разо­гре­вать­ся металл кузова.
• При­пой раз­рав­ни­ва­ет­ся спе­ци­аль­ны­ми бло­ка­ми из твёр­до­го дере­ва. При­ме­ня­ет­ся спе­ци­аль­ная смаз­ка (твёр­дый живот­ный жир), тон­кий слой мас­ла или пче­ли­ный воск, нано­си­мый на лопат­ку или блок, что­бы они не лип­ли к при­пою. Так при­пой, раз­гла­жен­ный бло­ка­ми, полу­ча­ет­ся более ров­ным. Мож­но изго­то­вить блок нуж­ной фор­мы самостоятельно.
• Нуж­но исполь­зо­вать респи­ра­тор с систе­мой HEPA (high efficiency particulate air) с филь­тром высо­кой эффек­тив­но­сти удер­жа­ния частиц, так­же извест­ный как фильтр N100. Мож­но так­же рядом уста­но­вить вен­ти­ля­тор, кото­рый будет сду­вать вред­ные испа­ре­ния в сто­ро­ну от масте­ра. Тогда вред испа­ре­ний сни­жа­ет­ся и мож­но обой­тись без респи­ра­то­ра. При исполь­зо­ва­нии при­поя со свин­цом необ­хо­ди­мо исполь­зо­вать пер­чат­ки. Нуж­но избе­гать кон­так­та при­поя и флю­са с кожей.
• Для обра­бот­ки затвер­дев­ше­го при­поя пона­до­бит­ся кузов­ной напиль­ник или шли­фо­валь­ный блок с круп­но­зер­ни­стой шли­фо­валь­ной бумагой.
• Нуж­но, что­бы все мате­ри­а­лы и инстру­мен­ты были в зоне дося­га­е­мо­сти, что­бы не терять вре­мя, во вре­мя лужения.

Последовательность выполнения работ

Первым делом идет подготовка поверхности проводов. С них необходимо снять изоляцию, краску, лак, грязь, жир. Для этого можно использовать скальпель, аккуратно зачищая им поверхность, а после легко протереть тряпочкой, чтобы не оставалось пыли. Работа по паянию проводов проводится в несколько этапов:

1. Устанавливаем паяльник на подставку и включаем его в сеть.
2. Через несколько минут окунаем жало паяльника в канифоль, для проверки его нагрева. Если канифоль плавится, то нагрев можно считать достаточным.
3. Лудим соединяемые поверхности, опускаем жало сначала в канифоль или обрабатываем его кислотой для пайки. Далее кончиком паяльника нужно взять немного припоя и аккуратно нанести на нужное место.

Сам процесс несложный, но требует ловкости и мастерства, поэтому у новичков не всегда получается аккуратная и красивая спайка. Хорошая спайка ровная и блестит, на ней отсутствуют какие-либо трещины, при этом она про прослужит долго и не будет проблем при работе с прибором. Стоит запомнить основные правила качественной работы:

• пайку нужно наносить быстро и точно;
• если с первой попытки не удалось правильно припаять, спайке нужно остыть, а потом наносить второй слой;
• припой нужно наносить не кончиком паяльника, а всей его поверхностью.

Подготавливаем инструмент

Сначала подготавливаем наконечник, его нужно заточить и разогреть. Стачивать жало необходимо под углом 45 градусов. Далее паяльник оставляют включенным на 20-30 минут. Если инструмент начинает дымить, это не страшно, так выгорает заводская смазка. После наконечник аккуратно зачищают напильником от гари.

Важно! Если наконечник паяльника из металлокерамики, в таком случае он не обрабатывается напильником, а вытирается влажной тряпочкой.

Выполняем лужение

После зачистки и обезжиривания поверхности жала проводится его лужение. После нагрева и чистки рабочую поверхность наконечника сразу же опускают поочередно в припой и канифоль. В этот момент главное – не дать ему окислиться. Дальше наконечник водим небольшими движениями вперед-назад по дну ванночки в подставке, периодически смачивая его в канифоли для более эффективной смазки. Когда рабочая область с обеих сторон покрылась припоем, подготовка инструмента завершена. Только после таких процедур инструмент готов к работе.

Спаиваем жилы

Завершающим этапом является спаивание жил. Для более надежного соединения, провода между собой можно скрутить, а потом наносить на них припой. Когда же провода состоят из пучка жил, то их лучше распушить и каждый проводок залуживать по отдельности. После чего переплетаем их между собой, скручиваем и запаиваем.

Внимание! Во время пайки не стоит двигать жилы, потому как соединение будет непрочным. Место соединения необходимо изолировать с помощью изоленты, что поможет избежать коротких замыканий при работе проводов.

Лужение и пайка кузова автомобиля

Сви­нец не жела­тель­но при­ме­нять на тон­ком метал­ле или быть осто­рож­ным, что­бы не пере­греть тон­кий листо­вой металл, тем самым, осла­бив его. Теп­ло­вой дефор­ма­ции могут под­вер­гать­ся осо­бен­но плос­кие пане­ли, так как име­ют мень­шую жёст­кость, в срав­не­нии с выпук­лы­ми фор­ма­ми и пане­ля­ми, име­ю­щи­ми рёб­ра жёсткости.

Про­цесс луже­ния и пай­ки кузо­ва (нане­се­ние припоя):

• Сна­ча­ла поверх­ность долж­на быть очи­ще­на от крас­ки и воз­мож­ной ржав­чи­ны. Исполь­зуй­те ней­ло­но­вый зачист­ной круг, кото­рый не уда­ля­ет металл при чист­ке. Зачи­щай­те поверх­ность мини­мум на 5 см с запа­сом по кра­ям. Про­три­те поверх­ность обез­жи­ри­ва­те­лем или ацетоном.
• Нане­си­те кистью флю­со­вую пас­ту для при­поя на ремон­ти­ру­е­мую область с запа­сом по краям.
• Далее поверх­ность с нане­сён­ной пас­той разо­гре­ва­ет­ся про­па­но­вой горел­кой (или дру­гим источ­ни­ком пла­ме­ни или горя­че­го воз­ду­ха) до момен­та, когда при­об­ре­тёт сереб­ри­сто-корич­не­вый пени­стый вид. Когда это про­изой­дёт, возь­ми­те чистую хлоп­ко­вую тряп­ку и вытри­те излиш­ки флю­са. Чистой хлоп­ко­вой тряп­кой нуж­но раз­ров­нять слой и сте­реть остат­ки флю­са. Долж­но полу­чить­ся ярко-сереб­ри­стое покры­тие. Важ­но не пере­гре­вать пас­ту для луже­ния, ина­че пас­та будет сожже­на и её при­дёт­ся счи­щать и нано­сить зано­во. Пла­ме­нем нуж­но водить, не задер­жи­ва­ясь на одном месте. Нуж­но исполь­зо­вать толь­ко кон­чик пламени.
• Мож­но при­ме­нить дру­гой метод луже­ния метал­ла кузо­ва. Нуж­но нагреть панель (не докрас­на). После разо­гре­ва поверх­но­сти исполь­зуй­те мед­ную мочал­ку для посу­ды, что­бы нане­сти флю­со­вую пас­ту. Удер­жи­вая плос­ко­губ­ца­ми или зажи­мом для свар­ки, её нуж­но намок­нуть во флю­со­вую пас­ту и начать про­ти­рать нагре­тую поверх­ность, про­дол­жая под­дер­жи­вать нагрев пане­ли пла­ме­нем. После луже­ния, остат­ки от флю­са нуж­но тща­тель­но смыть с поверх­но­сти рас­тво­ром горя­чей воды с содой.
• Нуж­но пред­ва­ри­тель­но под­го­то­вить дере­вян­ный блок для раз­рав­ни­ва­ния нане­сён­но­го при­поя. Если он не новый и уже исполь­зо­вал­ся, то нуж­но убрать остат­ки соста­ва, предот­вра­ща­ю­щим при­ли­па­ние к при­пою, кото­рый был на него нане­сён в про­шлый раз. Для это­го мож­но отшли­фо­вать его круп­но­зер­ни­стой шли­фо­валь­ной бума­гой. Подош­ва бло­ка долж­на быть чистой и ров­ной. Далее его нуж­но сма­зать жиром (или пче­ли­ным вос­ком), что­бы он не при­ли­пал к при­пою, а лег­ко сколь­зил по его поверх­но­сти. В про­цес­се рабо­ты, может пона­до­бить­ся сно­ва нане­сти смазку.

Нане­се­ние и раз­гла­жи­ва­ние припоя.

• Тех­но­ло­гия нане­се­ния при­поя может быть раз­ной. Мож­но нагреть панель и при­пой и нане­сти его на поверх­ность гор­ка­ми в несколь­ких местах. Потом сно­ва нагреть эти гор­ки и раз­ров­нять дере­вян­ным бло­ком. Есть дру­гой спо­соб. Нуж­но разо­греть поверх­ность кузо­ва, поста­вить стер­жень при­поя под углом 45 гра­ду­сов к поверх­но­сти и разо­греть его кон­чик до момен­та, когда он нач­нёт пла­вить­ся. Далее нуж­но наплав­лять при­пой полос­ка­ми, дви­гая при­пой вдоль поверхности.
• После нане­се­ния поло­сок нуж­но сно­ва разо­греть при­пой и начать раз­рав­ни­вать дере­вян­ным бло­ком, под­дер­жи­вая нуж­ную температуру.

Раз­гла­жен­ный при­пой (сле­ва) и при­пой, обра­бо­тан­ный кузов­ным напиль­ни­ком (спра­ва).

• При обра­бот­ке боль­шой пло­ща­ди, мож­но удер­жи­вать в руке несколь­ко стерж­ней при­поя. Как и в слу­чае со шпа­клёв­кой, нано­сить при­пой нуж­но немно­го даль­ше повре­ждён­ной обла­сти и выше обще­го уров­ня всей пане­ли, с запа­сом. Луч­ше потом сре­зать напиль­ни­ком изли­шек при­поя, чем добав­лять его после засты­ва­ния. При рабо­те на вер­ти­каль­ных поверх­но­стях пра­виль­ный нагрев при­поя наи­бо­лее важен. Не страш­но, если при­пой при разо­гре­ве и нане­се­нии будет немно­го капать. Нуж­но про­сто немно­го уве­ли­чить рас­сто­я­ние пла­ме­ни от поверхности.
• Сле­ду­ю­щим шагом, после осты­ва­ния при­поя, нуж­но очи­стить поверх­ность рас­тво­ром соды в воде, что­бы ней­тра­ли­зо­вать остат­ки флю­са, а так­же сте­реть остат­ки мас­ла от вырав­ни­ва­ю­щей лопат­ки или бло­ка. Этот этап осо­бен­но актуа­лен, если остат­ки флю­са сти­ра­лись про­стой тряп­кой (см. пункт №3). Сме­шай­те пище­вую соду (2 или 3 сто­ло­вые лож­ки) на 1 литр воды и нане­си­те губ­кой, тряп­кой или скотч-брай­том (что­бы отте­реть въев­ший­ся от нагре­ва флюс), тща­тель­но вымой­те поверх­ность этим сред­ством, потом высу­ши­те феном или сжа­тым воз­ду­хом. После это­го обра­бо­тай­те наждач­ной бума­гой на сухую и покрой­те кис­лот­ным грун­том. После это­го нуж­но обмыть поверх­ность чистой водой. Далее мож­но про­дуть поверх­ность, про­те­реть обез­жи­ри­ва­те­лем или ацетоном.
• Далее исполь­зуй­те спе­ци­аль­ный кузов­ной напиль­ник, что­бы выров­нять при­пой по фор­ме пане­ли. Более подроб­но о при­ме­не­нии напиль­ни­ка може­те про­чи­тать в ста­тье “рих­тов­ка сво­и­ми рука­ми”. После обра­бот­ки напиль­ни­ком, поверх­ность ста­но­вит­ся доста­точ­но глад­кой. При­пой сре­за­ет­ся напиль­ни­ком гораз­до быст­рее, чем при­ле­га­ю­щая поверх­ность, поэто­му пери­о­ди­че­ски про­ве­ряй­те фор­му при­поя, что­бы не сре­зать лиш­не­го. При обра­бот­ке напиль­ни­ком, дви­гай­те его диа­го­наль­но вдоль ремонт­ной поверх­но­сти, при­под­ни­мая перед­нюю часть напиль­ни­ка. Если обра­ба­ты­ва­е­те при­пой со свин­цом шли­фо­валь­ной бума­гой, то луч­ше не исполь­зо­вать раз­мер абра­зи­ва мень­ше p80, что­бы пыль от шли­фо­ва­ния не была слиш­ком мел­кой. Напиль­ни­ком нуж­но дви­гать наис­ко­сок, что­бы зазуб­ри­ны и края не вре­за­лись в при­пой и не остав­ля­ли цара­пин. Обра­бот­ка шли­фо­валь­ной машин­кой не долж­на про­из­во­дить­ся, так как обра­зу­ет­ся и под­ни­ма­ет­ся в воз­дух ток­сич­ная пыль, кото­рая вред­на для здо­ро­вья, а так­же может при­лип­нуть к при­пою и вызы­вать коррозию.

Кузов­ным напиль­ни­ком нуж­но дви­гать по диагонали.

• При необ­хо­ди­мо­сти, мож­но нане­сти тон­кий слой шпа­клёв­ки, что­бы дове­сти поверх­ность до иде­а­ла. Для повы­ше­ния адге­зии перед шпа­кле­ва­ни­ем или грун­то­ва­ни­ем акри­ло­вым грун­том, на поверх­ность с нане­сён­ным и обра­бо­тан­ным при­по­ем мож­но нане­сти эпок­сид­ный грунт (см. ста­тью “эпок­сид­ный грунт, при­ме­не­ние”).

Технологические процессы паяния и лужения

Технологический процесс паяния состоит из следующих операций:

механической (шабером, напильником, шлифовальной шкуркой) или химической очистки. Промежуток между двумя поверхностями должен быть везде одинаков и не превышать 0,1…0,3 мм. Такой небольшой промежуток необходим для образования капиллярных сил, которые способствуют засасыванию припоя на значительную глубину от кромки. Если спаиваемые поверхности имеют следы жира или масла, то их обрабатывают горячим раствором щелочи. Обычно берут 10 %-ный раствор соды. Если механически очистить детали по какой-либо причине нельзя, то применяют травление деталей в кислотах. Обычно берут 10 %-ный раствор серной кислоты для меди и ее сплавов, а для деталей из черных металлов — 10 %-ный раствор соляной кислоты, причем раствор должен быть подогрет до 50 — 70 °С;

покрытия флюсом;

нагревания (паяльником, паяльной лампой и другим способом);

предварительного облуживания припоем (паяльником, или натиранием, или погружением в припой). Предварительное лужение имеет весьма важное значение, так как в этом случае достигаются повышенные прочность и плотность спая. В случае невозможности предварительного лужения паяние ведут и по чистой поверхности, но результаты будут более низкими. Для предварительного лужения применяется тот же припой, какой применяется и для последующего паяния;

скрепления мест для спаивания, покрытия их флюсом и нагревания. Детали скрепляют, чтобы места соединений не расходились при небольших механических воздействиях, например при наложении паяльника;

введение припоя, его расплавление и удаление излишков припоя, а также остатков флюса.

Метод паяния в значительной мере зависит от типа применяемого припоя. Наиболее характерные случаи паяния: паяльником с применением мягких припоев; ручной паяльной лампой с применением обычно твердых припоев; электрическое паяние (место спая служит сопротивлением, через сопротивление пропускается ток низкого напряжения).

При паянии паяльником обычно применяют припои, температура плавления которых не выше точки плавления свинца (327 °С). Такое паяние производят тогда, когда детали не подвергаются большим нагрузкам или требуют в дальнейшем распаивания. Если детали подвергаются в процессе работы нагреванию до высоких температур, паяние паяльником с применением мягких припоев исключается.

Подготовку паяльника для работы производят одновременно с подготовкой деталей. Паяльник слегка проковывают (частично для удаления нагара и окислов), зажимают в тиски и опиливают так, чтобы рабочая часть его была полукруглой. Если опиливать паяльник без предварительной проковки, то он скоро изнашивается. Конец паяльника делают полукруглым потому, что в этом случае он не так быстро охлаждается, как острый, лучше прогревает места спайки и равномернее разъедается жидким припоем.

После механической подготовки паяльник облуживают, для чего нагревают его не выше 400 «С; конец паяльника опускают в водный раствор хлористого цинка, после чего горячим паяльником трут о кусок припоя до тех пор, пока вся рабочая часть не покроется слоем полуды.

При работе паяльник должен иметь температуру, удовлетворяющую следующему требованию: если паяльник приложить рабочим местом к прутку припоя, часть припоя, прилегающая к паяльнику, должна расплавиться через 0,5… 1 с. Во время работы температура паяльника должна быть такова, чтобы капли припоя, Приставшие к паяльнику, были в жидком состоянии.

Более удобный способ облуживания паяльника заключается в следующем: в куске нашатыря (хлористого аммония) делают небольшие углубления и туда кладут кусочки припоя. Проводя горячим Паяльником вперед и назад по твердому нашатырю, одновременно касаются и припоя. Таким образом паяльник облуживается быстрее.

Если нагретым паяльником коснуться шва и одновременно к шву подложить кусок припоя в виде прутка, ленты или проволоки, то припой расплавится и проникнет в шов. Излишек припоя разглаживают по шву паяльником. Припой также наносят на шов паяльником, так как к паяльнику всегда прилипают капли припоя, и если концом паяльника проводить по шву, жидкий припой всасывается в шов. Чтобы новые капли припоя перешли на паяльник, его снова отнимают от шва и прикладывают к куску припоя.

Технологический процесс лужения состоит из следующих операций:

очистки поверхности от посторонних веществ металлической щеткой, песком, известью или шлифовальной шкуркой;

обезжиривания бензином или горячим водным раствором соды или едкого натра;

промывки в воде;

химической чистки от окислов травления в кислотах;

покрытия флюсами (хлористым цинком) кистью или погружением в водный раствор флюса;

подогревания до температуры плавления полуды и лужения.

Лудят небольшие предметы паяльником. Лужение больших предметов производят методом натирания. Для этого изделие смачивают раствором хлористого цинка и нагревают до температуры плавления олова, после чего посыпают порошкообразной смесью олова с хлористым аммонием (нашатырем). Олово при этом плавится и, растертое паклей, образует на поверхности ровный слой. После лужения остатки флюса отмывают горячей водой.

Чугун. Чтобы запаять трещину или иной дефект в чугунной детали мягким припоем, производят тщательную механическую очистку места паяния и хорошо смачивают его соляной кислотой. Затем это место обрабатывают водным раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря (хлористого аммония) и подогревают паяльником или паяльной лампой. Нагревать место пайки надо до тех пор, пока не станет плавиться поднесенный к нему припой. Тогда натирают припоем место спайки и сейчас же протирают его порошком нашатыря, нанесенного на густую металлическую щетку или паклю. Эта операция — предварительное лужение перед паянием. Пока деталь еще горячая, запаивают трещины или иные дефекты паяльником, перемещая его от одного конца трещины к другому. Если припой не проходит в трещину, необходимо с обоих краев ее снять небольшую фаску, вылудить это место и снова произвести паяние. Излишек припоя снимается шабером или напильником.

Алюминий. Для паяния алюминия на паяльник надевают рифленый наконечник (рабочая часть его пропилена трехгранным напильником). Насадку изготовляют из стали и закаливают, с тем чтобы зубцы не срабатывались. Насадку вытачивают на токарном станке, и ее конец спиливают. Трубку насадки пропиливают ножовкой на четыре части, это создает пружинистость насадки, и она плотно вставляется в рабочую часть обычного паяльника. Диаметр отверстия в насадке высверливают в соответствии с диаметром рабочего конца паяльника.

Места спая тщательно очищают до блеска, на зубчики насадки берут расплавленную канифоль и наносят на спаиваемое место. Когда в процессе облуживания канифоль начнет покрывать алюминий, паяльник короткими движениями передвигают взад и вперед, и зубцы будут скоблить металл. Таким методом очищают всю поверхность места спая, после чего облуживают очищенные места. Затем приступают к паянию. Для этого берут на паяльник каплю олова, предварительно посыпанную канифолью, и подносят к облуженному месту. Если оно шероховатое, то паяльником снимают эту шероховатость, которая представляет собой пористое олово, смешанное с частичками окиси алюминия, образующейся из-за недостатка флюса. Предварительно на место спая насыпают канифоль, берут на паяльник каплю олова и наносят на спаиваемый шов. Как только олово смочит место спая, паяльник снимают с металла. Затем паяние производят вторично, для этого место спая снова посыпают канифолью.

При паянии алюминия, особенно в процессе его лужения, паяльник следует хорошо разогреть и длительное время держать на одном месте и после прогрева металла медленно водить по спаиваемому шву.

Для паяния алюминиевых сплавов рекомендуются припои ПОС-50 и ПОС-90. Флюсом служит минеральное масло (особенно рекомендуется оружейное). Предварительно на спаиваемые швы наносят флюс и затем зачищают места пайки. Паяние ведут мощным, хорошо прогретым паяльником. Перед началом паяния металл следует хорошо прогреть. Для паяния алюминиевых сплавов выпускается и специальный припой П-250А, он состоит из 80 % олова и 20 % цинка. Флюсом служит смесь йодида лития (2…3 г) и олеиновой кислоты (20 г). Перед работой паяльник необходимо облудить указанным припоем, пользуясь канифолью. Спаиваемые поверхности очищают от остатков флюса марлевым тампоном, смоченным в ацетоне.

Припои и флюсы

Металл или сплав, при помощи которого ведется пайка, называется припоем. По температуре плавления припоев процессы пайки подразделяются на два основных вида: пайка легкоплавкими (мягкими) припоями и пайка тугоплавкими (твердыми) припоями.

К легкоплавким относятся припои, температура плавления которых ниже 450 °С, а к тугоплавким — припои, температура плавления которых выше 450 °С (рис. 15.1). К припоям предъявляются следующие основные технологические требования: высокая жидкотекучесть и хорошая смачиваемость соединяемых поверхностей; Устойчивость к коррозии; достаточная прочность и пластичность; температура плавления ниже, чем у соединяемых металлов.

Легкоплавкие припои представляют собой сплавы цветных металлов. Наибольшее применение получили оловянно-свинцовые припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-50 и ПОС-61. Цифры показывают процентное содержание олова в припое. Эти припои имеют хорошую смачиваемость поверхности большинства металлов и высокую пластичность. Их низкая температура плавления (менее 450 °С) позволяет проводить пайку простейшими средствами (паяльниками). С увеличением содержания олова в припое повышается механическая прочность и коррозийная стойкость соединения, но также увеличивается и стоимость припоя. Свинец повышает пластичность припоя. Эти припои применяют для восстановления деталей, работающих при высоких температурах и небольших нагрузках, т. е. для радиаторов, коллекторов генераторов, топливных баков, электропроводов и др.

Легкоплавкие припои оловянно-цинковые типа П-200, П-250А используют для пайки алюминия, его сплавов и меди. Тугоплавкие припой представляют собой чистые цветные металлы и их сплавы.

Для пайки черных металлов применяют медные припои марок Ml и М2. Они весьма жидкотекучи, хорошо смачивают поверхности и дают прочные и пластичные соединения. Недостаток — высокая температура плавления (1083°С).

Медно-цинковые припои марок ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54, Л-62 и Л-68 (цифры указывают процентное содержание меди в припое) применяют для пайки меди, бронзы, латуни и черных металлов. С увеличением содержания цинка в этих припоях уменьшается прочность и возникает хрупкость, но цинк снижает температуру плавления припоя. Поэтому пайку латуни проводят припоем ПМЦ-36, а сталь и чугун лучше паять припоем Л-62.

Лучшие тугоплавкие припои — серебряно-медно-цинковые марок ПСрЮ, ПСр12М, ПСр25, ПСр45, ПСр65 и ПСр70 (цифры указывают процентное содержание серебра в припое) — позволяют получать высокопрочные и пластичные соединения, но очень дорогие. Эти сплавы применяют для пайки ответственных деталей из стали, меди и ее сплавов. Флюсы при пайке используют жидкие и твердые. В случае применения легкоплавких припоев берут жидкие флюсы, представляющие собой водные растворы хлористого аммиака (нашатырь) и хлористого цинка (цинк, протравленный соляной кислотой). Концентрация раствора в пределах 25…50%. Для пайки меди (проводов) в качестве флюса часто используют чистую канифоль или соединения на ее основе.

Пайку тугоплавкими припоям ведут с твердыми флюсами, представляющими собой порошки буры и ее смеси с борной кислотой и борным ангидридом. Наибольшее применение имеет чистая бура, прокаленная перед употреблением при температуре 400… 460 «С. Для пайки алюминия и его сплавов удобны флюсы Ф320А, Ф380А и Другие, содержащие хлористый литий, фтористый натрий и хлористый цинк, активно разрушающие окисную пленку алюминия.

Пайка и наплавка

Отличие пайки от сварки состоит в том, что в момент сварки плавятся соединяемые концы деталей (изделий), а при пайке расплавляется только припой. В пайке делаются преимущественно швы внахлестку, что приводит к увеличению расхода металла. Прочность соединения зависит от величины нахлеста. Выделяют два вида пайки: низкотемпературную (используется припой с температурой плавления ниже 550 °С) и высокотемпературную (температура плавления припоя выше 550 °С). В первом случае работа осуществляется электропаяльниками и газовоздушными горелками во втором — горелками, работающими на смеси ацетилена с бутаном или пропана с кислородом. Низкотемпературная пайка предполагает использование оловянисто-свинцовых припоев, высокотемпературная — медно-фосфористых (для меди, латуни, бронзы), медно-цинковых (для никеля, стали, чугуна) и серебряных (для черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка). В любой пайке применяются флюсы (канифоль, флюсы с хлоридами металлов, флюсы на основе буры, с щелочными металлами, порошкообразные и др.). Процесс пайки состоит из следующих этапов: предварительная очистка деталей, их лужение, соединение деталей (между ними должно быть расстояние 1-2 мм), обработка флюсом, пайка. Соединенные детали должны остывать естественным путем.

Газопорошковая наплавка предусматривает подачу порошкового сплава (хромбороникелевые порошки с добавками кремния) через газокислородное пламя сразу в место наплавки. Данный способ позволяет восстанавливать первоначальные размеры деталей и увеличивает их износостойкость. При этом используются специальные горелки. Сначала детали тщательно очищаются и прогреваются. Затем происходит напыление тонкого слоя порошка, и участок снова прогревается до «схватывания» порошка с деталью. После этого горелка отводится в сторону, и в пламя подается порошок. Толщина напыленного слоя не должна превышать 1 мм.

Газопламенная наплавка — еще один способ, позволяющий регулировать нагрев основного и присадочного металла. Используется она для наплавки черных металлов, латуни и твердых сплавов на чугун и сталь. Наплавка может быть много-и однослойной. Толщина наплавленного слоя зависит от угла наклона детали: при угле наклона 7° получается тонкий слой; если угол увеличивать до 15°, то станет больше и слой. Толщина слоя не должна превышать 2-3 мм (в отдельных случаях она достигает 4-8 мм). Горелку в процессе наплавки нужно располагать под углом 70° вправо, а присадку — под углом 40° влево. Пруток должен постоянно быть в зоне пламени. Нельзя допускать касания пламенем расплавленного металла, иначе это приведет к появлению пор в наплавляемом металле.

Читать далее: Сварочные флюсы Сварочные электроды Общие сведения о сварке арматуры Противопожарные мероприятия при сварке Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций Защита от поражения электрическим током при сварке Техника безопасности и производственная санитария при сварке Управление качеством сварки Статистический метод контроля