Применение пайки при восстановлении деталей

Пайка — процесс соединения деталей в твердом состоянии металлическим расплавом, образующимся из присадочного материала (припоя) непосредственно в месте пайки. Локальный подвод тепла, которым расплавляется припой и подогреваются соединяемые поверхности, производится нагретым паяльником или газовым пламенем.

При ремонте машин чаще используют легкоплавкие припои, температура плавления которых 150-450°С, и средне-плавкие (450-1100°С).

Качество пайки зависит от смачивающей способности припоя, толщины его слоя, а также от чистоты паяемых поверхностей. Чем лучше смачивающая способность, тем лучше припой заполняет стыковые участки. При этом обеспечивается и меньшая толщина слоя припоя между соединяемыми поверхностями.

В паяном соединении между основным металлом и припоем имеет место взаимное растворение металлов. В итоге усиливается химическая неоднородность металла в зоне пайки и ухудшается антикоррозийная стойкость. Влияние этого фактора тем больше, чем толще соединительный слой в паяном соединении. Меньшая химическая неоднородность обеспечивает большую прочность соединения. Поэтому пайку необходимо вести с обеспечением минимальной толщины прослойки присадочного материала, что требует правильного подбора температурного режима пайки.

Перед пайкой проводят предварительную зачистку поверхностей до металлического блеска. Однако на воздухе поверхности окисляются, а при нагреве процесс окисления усиливается. Поэтому необходима очистка от окислов соединяемых поверхностей в процессе пайки. Она достигается с помощью флюсов, которые раскисляют окислы и способствуют очистке от образующихся загрязнений.

При ремонте машин для пайки меди, латуни, бронзы и стали используют обычно бессурьмянистые оловянно-свинцовые припои ПОС 40, ПОС 30 и ПОС 10; малосурьмянистые оловянно-свинцовые — ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 30-0,5 и ПОССу 25-0,5 и сурьмянистые оловянно-цинковые — ПОССу 35-2 и ПОССу 30-2. В приведенных обозначениях цифра после буквенной части указывает среднее содержание олова, а последующая за тире — содержание сурьмы 6%. Эти припои пластичны, обладают хорошей смачиваемостью, коррозийной стойкостью. Более высокую коррозионную стойкость создают припои с боль-шим содержанием олова, а лучшие пластические свойства — с большим содержанием свинца.

При пайке оловянно-свинцовистыми припоями используют флюсы на основе хлористых соединений металлов и канифоли. Большее распространение получили водные растворы хлористого цинка: 40%-ный раствор хлористого цинка; раствор хлористого цинка (10-50%) и хлористого аммония (5-10%), а также флюс- паста 15-85 и др. Они обладают высокой химической активностью.

Флюсы на основе канифоли применяют в тех соединениях, которые нельзя промыть после пайки. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии. Часто используют канифоль и флюсы JITH- 115, ЛТН-120, ЛК-2, КС и др.

Пайку легкоплавкими припоями применяют при ремонте радиаторов, топливных баков, генераторов, электропроводов и др.

Для получения паяных соединений высокой прочности и стойкости к повышенной температуре применяют среднеплавкие припои медные, медно-цинковые и серебряно-медно-цинковые.

Медные припои марок Ml, М2, МФ1 и МФ2 хорошо смачивают поверхности, затекают в мельчайшие зазоры и дают прочные пластические соединения.

Медно-цинковые припои (латуни) марок ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54, П-62 (цифры указывают процентное содержание меди) представляют собой сплавы меди и цинка. Припои ПМЦ применяются для пайки деталей, не испытывающих динамических нагрузок и вибрации ввиду недостаточной пластичности. Латуни Л-62 и Л-68 используют для пайки стали и меди, а МцН48-10, ЛК62-0.5, ЛСЖ62-06-04 — для пайки чугуна. Для пайки режущего инструмента применяют латуни ЛЖМц57-1,5-0,75, МНМц50-2.

Серебряно-медно-цинковые припои марок ПСрЮ, ПСр25, ПСр45, ПСр70 (цифры указывают процентное содержание серебра) позволяют получить соединения с высокой прочностью и пластичностью. На практике чаще применяют припои ПСр25 и ПСр45 при пайке стали, меди и ее сплавов для получения соединений с высокими механическими свойствами. Припой ПСр70 обладает высокой электропроводимостью, поэтому его используют для пайки токоведущих элементов.

Пайку среднеплавкими припоями ведут с использованием флюсов на основе буры и борной кислоты. Наиболее распространенный флюс этой группы — бура. Перед применением ее прокаливают при температуре 400-450°С. Борную кислоту, как менее активный флюс, обычно применяют в смеси с обезвоженной бурой.

Для пайки деталей из алюминиевых сплавов используют алюминиевые припои марок П590А, П755А, П550А, 34А и др. Наиболее распространен припой 34А с температурой плавления 525°С. Пайку ведут газовой горелкой с помощью флюсов марок Ф320А, Ф380А, Ф17 и других, в состав которых входят хлористый калий, хлористый литий, фтористый натрий и хлористый цинк.

Пайку среднеплавкими припоями деталей из чугуна проводят в следующей последовательности. Вначале поверхности соединяемых деталей тщательно подгоняют одну к другой и разделывают кромки под усиленные швы. Затем их подогревают до температуры 900-930 С» ацетилено-кислородным пламенем горелки, посыпают флюсом, облуживают, натирая прутком припоя (латуни), и постепенно заполняют шов. Пайку ведут окислительным пламенем. Детали при пайке нагреваются, что исключает возможность возникновения в них внутренних напряжений. Это выгодно отличает процесс пайки от сварки.

Рис. Подготовка чугунной детали при пайке латунью: S — толщина стенки.

Контакты реле-регуляторов, прерывателей припаивают серебряными или медными (медная лента Ml толщиной 0,1 мм) припоями электроконтактным способом.

Как происходит лужение кузова?

Ремонтные работы, предполагающие правку кузова автомобиля, редко обходятся без специальных операций, связанных с лужением металлических деталей. Пайка кузова оловом – распространённая процедура, требующая умелого владения техникой работы с паяльным инструментом.

При её проведении расплавленный припой сначала наносится на соединяемые детали, а затем за счёт диффузии сплавляется с металлом заготовок. После затвердевания устанавливается надёжный контакт листовых элементов кузова между собой. К специфике операций лужения следует отнести и то, что температура плавления припоя заметно ниже, чем тот же показатель для соединяемых металлов.

Общие сведения о технологии

Для получения качественного соединения кузовных деталей необходимо выполнить следующие действия:

• сначала все детали кузова тщательно подготавливают к ремонту;
• затем предназначенные для спайки поверхности обрабатывают флюсом;
• после этого следует хорошо залудить их (для этих целей используется специальная паста для лужения кузова);
• завершаются эти работы пайкой автомобильных деталей.

Для надёжного соединения металлических заготовок методом пайки применяется припой, в котором помимо основного компонента должен присутствовать свинец.

Использование одного чистого олова недопустимо, поскольку оно не обеспечивает требуемой текучести расплава, а, следовательно, не позволяет получить качественное сочленение. Добавим к этому, что при лужении кузова автомобиля без специальной примеси после остывания металла припой становится хрупким.

Во избежание этого, к нему ещё до начала пайки добавляется намного свинца. В пропорции это выглядит так: олова 33 процента, а остальное – свинец.

Указанный вид припоя не предназначается для пайки деталей авто из алюминия и его сплавов. Для работы с этими металлами должны применяться особые свинцово-оловянные стержни, а также специальный лудильный порошок. Температура плавления таких оловянных припоев не превышает 230-250 градусов.

Удаление краски

Подготовительные работы перед лужением проводятся с целью очистки поверхности металлических заготовок от следов, оставшихся после окрашивания кузовных элементов. Для этого можно воспользоваться дрелью, оснащённой чистящей насадкой в виде «ёршика» с металлическими щетинками.

При небольших объёмах работ удобнее использовать крупную шкурку. По завершении удаления краски нужно стереть с поверхности остатки пыли и микрочастиц чистой фланелью, пропитанной в растворителе.

Окончательная зачистка

Неокрашенные элементы кузова (включая и его днище) перед пайкой следует очистить от пятен масла, грязи и инородных наслоений. Для этого удобнее всего воспользоваться металлической щёткой, удалив прежде ржавчину напильником.

Иногда для очистки от краски применяется специальная стеклянная шкурка, работать с которой следует очень осторожно, не допуская образования осадков. Для удаления обнаруженных на деталях разводов и следов жирных пятен можно воспользоваться той же смоченной в растворителе мягкой фланелью.

Если воспользоваться пескоструйной очисткой, то кузов будет подготовлен идеально к лужению, но такая процедура требует специального оборудования.

Обработка флюсом

Необходимость в предварительной обработке флюсовым составом объясняется желанием не допустить окисления поверхностей до начала и в процессе проведения работ. В качестве флюса могут использоваться хлористый цинк, а также его производные с добавлением канифоли и стеарина.

В процессе покрытия листовых заготовок необходимо внимательно следить за тем, чтобы не образовалось «пропусков» или не закрытых флюсовым составом мест. В противном случае их будет очень сложно залудить и пропаять.

Поскольку хлористый цинк является химически активным продуктом – для его хранения должна использоваться только стеклянная посуда. По окончании обработки кузова поверхность необходимо тщательно протереть, чтобы удалить остатки реактива и исключить вероятность окисления металла.

Применение специальной пасты для лужения, в состав которой входит флюс и припой, ускорит работу. После ее нанесения поверхность кузова останется всего лишь прогреть газовой горелкой, и она будет готова к пайке.

Лужение паяльником

Лужение кузова или любой другой детали автомобиля (авторадиатора, например) позволяет подготовить их к последующей пайке и значительно облегчает её. Эти работы относительно просты в исполнении и могут быть выполнены самостоятельно.

Для их проведения потребуются следующие расходные материалы и инструменты:

• источник открытого огня (паяльная лампа, горелка);
• специальное паяльное приспособление (молотковый паяльник);
• припой, флюс и канифоль.

Ниже описывается общий порядок проведения работ, когда лудить предполагается с помощью паяльника, нагреваемого на открытом огне.

Сначала к раскалённому жалу подносят кусочек припоя и держат до тех пор, пока тот не начнёт стекать в рабочую зону. При этом происходит смачивание обрабатываемой поверхности, для облегчения которой паяльник постепенно перемещается вдоль листа.

В результате этой операции на детали образуется тонкий слой из свинцово-оловянного состава. Во время лужения открытым огнём брусок припоя периодически смачивается флюсом или специальным лудильным порошком.

Одновременно с нанесением последнего хорошо прогретая поверхность тщательно протирается ветошью, что обеспечивает лучшее распределение флюсового состава. При соприкосновении с ним припой плавится, равномерно смачивая структуру металла.

Порядок пайки

По завершении процедуры лужения можно переходить к следующему этапу работ – пайке корпуса автомобиля, которая может быть организована двумя способами: с использованием открытого огня горелки или же при помощи мощного электропаяльника.

Перед началом паяльных процедур элементы кузова обильно смачиваются флюсом, а затем накладываются с небольшим перекрытием друг на друга (пайка встык в этом случае недопустима).

После этого листы фиксируются специальными струбцинами, не нарушающими температурный режим в зоне пайки, и разогреваются хорошо раскалённым паяльником молоткового типа.

Потом к стыковочному шву подносится брусок припоя, который в расплавленном виде равномерно заполняет пустоты между листовыми заготовками, а после остывания надёжно фиксирует их. Порядок работы с мощным электропаяльником аналогичен описанному выше (за исключением того, что вместо открытого огня используется электросеть).

Рекомендации специалиста

Перед началом работ по лужению и пайке кузова желательно ознакомиться со следующими рекомендациями профессионалов:

• при пайке кузова автомобиля паяльник не следует нагревать до сильного каления, так как это может вызвать испарение части олова. В результате перегрева входящая в состав заготовок медь окисляется, а качество пайки снижается;
• для нагрева паяльного инструмента удобнее всего воспользоваться газовой горелкой;
• в процессе нагрева жало паяльника должно непрерывно смачиваться в припое;
• перед тем как приступать к пайке, нужно залудить все подготовленные детали автомобиля, независимо от того, в каком виде они представлены (как листовые заготовки или отдельные конструктивные элементы).

В заключение отметим, что во время проведения ремонтных работ необходимые для лужения и пайки компоненты всегда должны располагаться под рукой (это касается как припоя и флюса, так и других расходных материалов).

Лужение кузова автомобиля: пайка своими руками

При кузовном ремонте одним из способов соединения деталей (металлических, металлизированных) является пайка. Этот технологический процесс осуществляется благодаря расплавленному припою.

При затвердевании его, вследствие диффузии в основной металл, происходит надежное соединение скрепляемых деталей автомобиля. Во время выполнения таких работ температура плавления припоя намного ниже, чем у основного металла, который не расплавляется. О процессе работы и лужении кузова автомобиля при ее проведении рассказано далее.

Последовательность процесса выглядит следующим образом:

• подготовка деталей;
• покрытие поверхностей, предназначенных для спайки, флюсом;
• лужение кузова;
• пайка .

Соединение металлических и металлизированных элементов при пайке оловом осуществляется благодаря осаждению легкоплавкого сплава. При этом способе нужно использовать только припой, содержащий помимо основного металла еще и свинец.

Применение чистого олова невозможно, так как оно недостаточно жидкотекучее, а значит плохо проникает между опорными поверхностями спаиваемых деталей кузова.

Кроме того, при охлаждении металл без примеси становится хрупким, поэтому в зависимости от вида выполняемых работ к нему необходимо добавлять определенный процент свинца. Чаще всего в процентном соотношении это выгляди так: олово 33% и свинец 67%.

Для прочих металлов используются свинцово-оловянные стержни (их толщина может отличаться), лудильный порошок, проволока, навитая на катушку, диаметром до 3 мм. Градус плавления припоя обычно составляет 230-250.

Паяльник не стоит раскалять докрасна, поскольку это приведет к испарению части оловянного припоя и медь окислится, а условия пайки ухудшатся. Для нагрева инструмента используйте пламя воздушно-газовой или кислородно-ацетиленовой сварочной горелки. Жало паяльника нужно перед началом работ залудить в припое.

Перед пайкой, выполняемой своими руками, обязательно проведите лужение, независимо от того какие предстоят работы: нанесение припоя на листовые детали или соединение двух элементов. Всегда размещайте все необходимое под рукой, в частности припой, особенно когда речь идет о лужении паяльником.

Первый этап работ в пайке деталей – их подготовка. Металлическая поверхность должна быть тщательно очищена от остатков соединений и вообще всего инородного. Для удаления с кузова краски или ее остатков нужно обработать поверхность деталей автомобиля швабером, предварительно своими руками зачистив металл напильником.

Такие работы зачастую проводят стеклянной шкуркой и потому следует соблюдать осторожность, а если она новая, учитывать, что из-за этого может не полностью осадиться порошок. Чтобы удалить остатки жирных составов, детали необходимо промыть трихлорэтиленом или бензином.

Покрытие флюсом элементов кузова необходимо для того, чтобы предотвратить окисление перед нагревом и в процессе пайки с помощью припоя из олова. Чтобы правильно выполнить работы на данном этапе, стоит предварительно просмотреть видео рекомендации в сети Интернет. Флюсом может служить хлористый цинк, вещества на его основе, канифоль, стеарин.

Хлористый цинк получают путем растворения в соляной кислоте цинка. Для данной процедуры подходящей емкостью является свинцовая. В результате происходящей в ней реакции выделяется водород, хлористый цинк остается по окончании ее.

После использования последнего в качестве флюса, детали кузова нужно сразу же промыть, чтобы предотвратить воздействие на них кислоты. В работе используются также нейтральные вещества на основе хлористого цинка. Чаще всего ими обрабатывают места, которые подлежат пайке.

Для работ с медными электропроводами в качестве флюса используют канифоль. Для выполнения иных видов работ, в частности водопроводных, используют густую смазку-флюс или стеарин.

Непосредственно перед пайкой проводят лужение кузова. Этот этап несложно выполняется своими руками даже мастером-любителем. В данных работах используется паяльный инструмент, открытый огонь, припой.

Когда лужение выполняется паяльником, к его жалу подносят припой и ожидают, когда он начнет стекать на деталь. Это так называемое смачивание, после которого идет постепенное перемещение паяльника и нанесение тонкого слоя свинцово-оловянного состава на поверхность детали автомобиля. Конец припоя в данном варианте работ нужно время от времени покрывать флюсом.

С открытым огнем используют бруски или лудильный порошок. Когда применяют последний, деталь нагревают, протирают ветошью с нанесенным на нее порошкообразным составом.

Соприкасаясь с поверхностью, припой в виде порошка из олова плавится, надежно сцепляясь с металлом. Когда осуществляют лужение наклонно или вертикально расположенных деталей, их протирают ветошью снизу вверх.

После лужения проводят пайку деталей автомобиля (желательно предварительно просмотреть видео с рекомендациями как сделать ее правильно). Перед началом данного этапа работ элементы кузова покрываются флюсом, их окончательно размещают так, как это необходимо, но обязательно с перекрытием.

Устанавливать встык нежелательно, так как такая пайка получается ненадежной из-за низкой механической прочности припоя.

Детали соединяют зажимами или другими приспособлениями, которые не нарушают их нагрев. Паяльник поднимает температуру на поверхности, в результате идет расплавление припоя (если есть потребность, можно добавить нужный объем от общей пластинки).

Открытое пламя нагревает лист и при протирке рабочей плоскости кузова после бруска припоя остается слой пастообразной консистенции. Затем протирают поверхность ветошью с флюсом, заглаживая прогретый состав. Паяльником кусок проволоки или бруска припоя расплавляют, затем прижимают к детали. Нужно следить за тем, чтобы состав не перегрелся и не потек вдоль наклонных частей.