Važna napomena o zdravlju i sigurnosti: Ovo je arhivirani tekst sa 2018. godine, a ne savremena uputstva za zavarivanje, lemljenje, pripremu hemikalija ili rad sa otvorenim plamenom. Opisani procesi mogu uključivati jake kiseline, zapaljive i toksične rastvarače, korozivne rastvarače, opasne gasove, olovo, kadmijum i druge teške metale, vruće površine, električnu energiju, cilindre pod pritiskom i opasnosti od požara. Ne pripremajte istorijska rješenja i paste prema receptima iz teksta i ne zagrijavajte nepoznate premaze ili metale. Procjenu materijala, odabir bezolovnog ili drugog prikladnog sistema, lokalnu ekstrakciju, zaštitu kože, očiju i respiratornih organa, mjere zaštite od požara, skladištenje hemikalija i odlaganje ostataka treba da odrede kvalifikovane osobe u skladu sa sigurnosnim listovima, dokumentacijom proizvođača i važećim pravilima. Spojevi za noseće, električne, plinske, vodovodne, prehrambene, medicinske ili druge sigurnosno kritične primjene zahtijevaju profesionalnu specifikaciju i kontrolu.
Zavarivanje, lemljenje i prodaja hemikalija ili pribora za obradu metala nisu dio nove javne ponude Save Kusića. Trenutni fokus je drveni prozori, drvo-aluminijum prozori, prilagođeni prozori i vrata. Za projekat prozora ili vrata, možete poslati zahtjev za ponudu.
Spajanje metalnih dijelova
Do sada smo rezali, sekli, turpijali i bušili objekte. Druga radna operacija je spajanje metalnih dijelova.
Ova grupa radnih operacija je podijeljena na dvije vrste spojeva: rastavljive i nerastavljive. Pod tim se podrazumijeva razdvajanje međusobno povezanih objekata bez uništavanja njihovih veza (npr. uklanjanjem jednog zavrtnja razdvajamo dijelove) i razdvajanje uz uništavanje njihovih veza. Potonje uključuje zavarivanje i lemljenje. Između rastavljivih i nerastavljivih veza postoji veza napravljena zakovicama.
Razdvajanje dijelova koji su spojeni zakovicama vrši se uništavanjem zakovica.
Neraskidive veze
Prvo da vidimo radne operacije potrebne za izvođenje nerazdvojnih veza. Ove operacije uključuju zavarivanje. Za izvođenje tog postupka potreban je stručni ispit. Aparati za zavarivanje najčešće se nalaze u radioničkoj opremi, a jedva ih možemo naći među kućnim alatima.
Suština zavarivanja je da se prilikom zavarivanja ne tope samo elektrode, odnosno zavarivačke šipke koje sadrže dodatni materijal, već i dijelovi radnog predmeta. To se postiže ako se veze zagrijavaju pomoću autogenog aparata. Spajanje se može izvesti i električnim zavarivanjem.
Suština lemljenja je da se dva pripremljena predmeta spajaju lemljenjem pomoću rastopljene legure, lema. Najvažnija razlika između zavarivanja i lemljenja je ta što se spojevi predmeta ne tope prilikom lemljenja. Za lemljenje je potrebna znatno niža temperatura i samo nekoliko alata, pribora i materijala (slika 1, gornji dio).
Da bismo spojili dva objekta, bitno je da znamo svrhu novog objekta. Čvrstoća lemljenog materijala određena je: načinom montaže i dimenzijama, razmakom spoja koji se lemljuje, svojstvom, čvrstoćom legura i kvalitetom izvedbe lemljenja.
Slika1— Pribor za lemljenje i istorijski prikazi oblika spojeva
Kompozicije izradaka koji se pripremaju za lemljenje mogu biti: tupi, kosi, preklopljeni, lastin rep i ojačani. Širina preklopa treba da bude od jednog do tri puta veća od debljine radnog komada. Potrebno je ostaviti razmak između radnih komada kako bi ga rastopljeni lem ispunio.
Površine koje se spajaju moraju se što bolje obraditi kako bi rastopljeni lem u potpunosti ispunio praznine između njih. Načini za pravilno dimenzioniranje radnih komada prikazani su u donjoj polovini slike skice1. Ovih nekoliko spojnica odgovaraju našim potrebama u kući.
Uklanjanje oksida i masti
U kontaktu sa kiseonikom iz vazduha na površini metala, sa izuzetkom plemenitih metala, nastaje oksidni sloj – rđa.
Ovaj sloj se mora ukloniti prije lemljenja žičanom četkom, turpijom za struganje, brusnim papirom (brusnim papirom) ili nekim poznatim hemijskim sredstvom.
Proširena je upotreba hemijskih sredstava, urina na bazi sumporne, azotne i natrijumove kiseline. Ove kiseline i kiseli rastvori su u stanju da uklone oksidni sloj, ne samo pre lomljenja, već i sloj koji nastaje tokom lemljenja.
Biramo sredstvo za uklanjanje rđe prema svojstvima metala. Na primjer, za čelik i njegove legure koristimo sumpornu kiselinu, natrijevu kiselinu, fosfornu kiselinu i njihove otopine. Za čišćenje bakra, nikla i njegovih legura koristimo otopinu sumporne kiseline. Najčešće se koristi zvučna kiselina. Ako je predmet više zahrđao, koristimo otopinu dušične kiseline. Nakon čišćenja rđe odmah uklanjamo kiselinu, jer ako je ne uklonimo, ponovo će se formirati oksidni premaz. Površina koju pripremamo za lemljenje najlakše će se očistiti od masnoće ako je operemo čistim benzinom.
Prethodne istorijske izjave o radu sa sumpornom, azotnom, natrijumom i fosfornom kiselinom i pranju čistim benzinom ne bi trebalo koristiti kao uputstvo za domaćinstvo. Nemojte miješati kiseline, koristiti benzin kao odmašćivač i raditi bez odgovarajuće hemijske procjene, ventilacije, opreme, skladištenja i procedura za izlijevanje i otpad.
Topionici
Rastvarači koji se koriste tokom lemljenja dijele se na neorganske i organske. Otapalo na bazi neorganskih materijala dobro je poznato pod imenom nischador - bijela so rastvorljiva u vodi. Zvučna kiselina dobivena iz ove otopine pretvara formirane okside u kloride. Nišador takođe čisti i površine lemilice.
Cink hlorid je bijela so koja se takođe lako otapa u vodi. Na temperaturi lemljenja, sa vlažnošću vazduha, stvara gas natrijum-kiseline, koji pretvara stvorene okside u hloride. Cink hlorid je najefikasniji fluks za meko lemljenje. Nedostatak mu je što lako upija tečnost, pa je njegova upotreba ograničena. On apsorbira zaostalu vodu otapala sa mjesta lemljenja, a generirani kiseli plin natrijum uzrokuje naknadnu koroziju. Ove pojave se prvenstveno javljaju na gvožđu, bakaru i legurama bakra.
Rijetko koristimo cink hlorid ili amonijak hlorid otapalo. Najčešće se koristi mješavina obje soli. Odnos količine obe soli određuje tačku topljenja smeše, što diktira njenu upotrebu.
Tečnost i pasta za lemljenje
Prilikom lemljenja mekim lemom koristimo tečnost za lemljenje kao fluks. Otopite komade kalaja u sumpornoj kiselini. Ovaj rastvor sadrži oko 50% cink hlorida.
Najjednostavnija pasta za lemljenje se dobija mešanjem tečnosti za lemljenje sa škrobom. Drugi recept zahtijeva mješavinu dobivenu miješanjem 10 g amonijum hlorida i 90 g mineralnog ulja bez kiseline. Lemna pasta se takođe dobija mešanjem 25 g amonijum hlorida sa 100 g vazelina na temperaturi od 75°C.
Ulje za lemljenje se dobija dodavanjem oko 40% glicerina u rastvor amonijak hlorida.
Borička kolofonija i amonijum hlorid kolofonija rastvarač je prelazni agens na organske fluksove. Takva je, na primjer, mješavina 25 dijelova amonijum hlorida, 15 dijelova goveđeg loja i 15 dijelova ulja.
Recepti za kiseline, cink hlorid, amonijum hlorid, paste, ulja i rastvarače sa ove stranice su sačuvani samo kao istorijski sadržaj. Nemojte ih pripremati niti mijenjati njihov odnos prema ovom tekstu; koristite samo jasno označene, kompatibilne proizvode za određenu svrhu, sa sigurnosnim listom i profesionalno utvrđenim mjerama zaštite.
Kalafonijum se koristi od pamtivijeka kao rastvarač na bazi organskog materijala. Ima relativno slabu oksidacionu moć, što omogućava samo sporo lemljenje i detaljno mehaničko čišćenje područja lemljenja. Prednost kolofonija je u tome što njegovi ostaci na metalu ne izazivaju koroziju.
Tačka topljenja mekih lemova je ispod 500°C. Sadrže teške metale poput kalaja, olova, kadmijuma itd. Za kućnog majstora najprikladniji je limarski lim koji je dostupan u različitim kvalitetama, ovisno o tome da li sadrži 25%, 50% i 75% lim. Kako se količina kalaja povećava, njegova tačka topljenja se smanjuje. Legure olova i kalaja nakon lemljenja polako stvrdnjavaju. Olovo-kadmijum lem zamenjuje limeni lem na mnogo načina.
Lemilica
Uobičajeno lemljenje za kućne majstore je lemljenje lemilom, dok je meko lemljenje ređe.
Bakarna glava lemilice može se zagrijati na nekoliko načina: na plamen u peći, pomoću električne energije i na otvoreni plamen benzina i plina.
Zagrijavanje lemilice toplotnom energijom izvana je manje korisno jer lemilica vrlo brzo odaje toplotu, u 1-1,5 minut, ali njegova prednost je što se može koristiti bilo gdje. Električne lemilice mogu se priključiti na električnu mrežu. S njima možete kontinuirano lemiti s regulacijom topline. Lemilica 200-500W je najčešće korištena. U novije vrijeme moguće je nabaviti lemilice sa vrlo niskim performansama, “lemilice za olovke” sa malom strujom.
Veličina lemilice koju ćemo koristiti zavisi od veličine površine lemljenja, kao i od debljine radnog komada.
Lemilice nisu pogodne za lemljenje velikih i debelih predmeta jer je za zagrevanje takvih površina potrebna temperatura iznad 500°C. U takvim slučajevima najčešće se koristi benzinska lampa za lemljenje (fly-lamp).
Primjer ručnog plinskog lemilice
Tok za lemljenje
Prije lemljenja trebamo pripremiti radni komad za lemljenje i očistiti lemilicu. Neposredno prije lemljenja površinu premažemo tekućinom za lemljenje, kako bi se uklonio oksidni premaz koji se formira tokom lemljenja i koji omogućava da se ploča lako odlijepi. Zagrijte očišćeno lemilo na određenu temperaturu, a zatim pritisnite lem vrhom. Lem se topi pod utjecajem topline i prianja na vrh lemilice, pa se može prenijeti na mjesto lemljenja. Držimo ga na ovom mjestu sve dok se obradak ne zagrije na potrebnu temperaturu i rastopljeni lem ne ispuni šav između njih. Jako pregrijano lemilo topi veću količinu lema, što otežava ravnomjerno topljenje. Ako je, pak, temperatura lemilice niska, ono ne zagreva dovoljno mesto lemljenja, a lim se brzo hladi.
Pin se oksidira na visokoj temperaturi. Oksidi razbijaju ujednačenost veze i na taj način smanjuju njenu čvrstoću.
Moramo obratiti pažnju. i na jednolikom i jednodimenzionalnom vođenju lemilice. Posljednja faza lemljenja je čišćenje zalemljenih površina od ostataka tekućine za lemljenje. Zadržavanje ove tečnosti uzrokuje kasniju koroziju metala oko lema.
U novije vrijeme se prodaju razni lemovi kombinovani u obliku provodnika - žica za lemljenje.
Lemljenje lemovima sa tačkom topljenja iznad 500°C naziva se tvrdo lemljenje, koje primenjujemo kada nam meko lemljenje limom ne obezbeđuje dovoljno čvrst spoj predmeta, koji se koristi na višoj temperaturi i većem mehaničkom opterećenju. Za lemljenje je potrebno obezbediti:
-
Izvor topline (benzinska lampa za lemljenje, gorionik) koji se koristi za topljenje kalaja i zagrijavanje radnih komada koji se spajaju.
-
Pravilan odabir lema odgovarajućeg kvaliteta.
-
Sredstvo za uklanjanje oksida i zaštitu mjesta lemljenja i njegove podloge od korozije tokom lemljenja.
Zahtjevi za rad su isti kao i za lemljenje mekim lemom. Vi samo trebate odabrati izvor topline, tekućinu za lemljenje i lem u zavisnosti od jačine i više temperature.
Sredstva i metode tvrdog lemljenja
Lemljenje lemilom nije moguće kod tvrdog lemljenja, jer bi bakarni vrh lemilice omekšao iznad 500°C, osim toga, njegova akumulirana i emitovana toplota je nedovoljna za ovo lemljenje. Umjesto lemilice, za lemljenje se koristi benzinska lampa i različiti gorionici u kojima sagorijevamo plinske smjese. Ovo već osigurava adekvatnu toplinu i toplinske performanse.
Najčešće korišćene gasne mešavine u gorionicima su gas za paljenje i kiseonik, acetilen i kiseonik, i vodonik i kiseonik.
Mešanje i korišćenje zapaljivih gasova sa kiseonikom, benzinskim lampama i drugim otvorenim gorionicima nosi rizik od požara, eksplozije, povratnog udara, opekotina i štetnih produkata sagorevanja. Ovaj istorijski opis nije dovoljan za izbor, povezivanje ili upotrebu takve opreme; posao treba prepustiti obučenoj osobi u prikladno osiguranom prostoru.
U industriji nakita široko se koristi puhalica u obliku cijevi, koja se koristi za puhanje na radni komad preko plamena alkoholne lampe.
Čvrstoća na kidanje pogodnog tvrdog lema može dostići50 kg/ mm2(sa mekim lemom10 kg/ mm2). Bakar je najvažniji metal za lemljenje koji se često koristi za legiranje, uz: kalaj, kalaj, fosfor, srebro, zlato, platinu i kadmijum. Koristeći niz legura, može se proizvesti lem različitog kvaliteta, tačke topljenja, boje, čvrstoće i otpornosti na koroziju. Među standardizovanim lemovima možemo izabrati lem željenog procentnog sastava, tačke topljenja i čistoće.
Kućni majstori uglavnom koriste leguru bakra i cinka (mjed) koju koriste za lemljenje predmeta od čelika, bakra, legure bakra, nikla, legure nikla i čelika otpornog na kiseline. Na primjer, od mesinga s brojem1oznake fSr42sadrži41-43%bakar i56-58%cink, a njegova tačka topljenja je845°C. Oznake lemljenja fSr85broj5sadrži84-86% bakar,13-16%cink,0,2-0,4%silicijuma, a njegova tačka topljenja je1020°C.
Za srebrni kalaj, koji je legura srebra, bakra, cinka, možemo reći da je pogodan za lemljenje gotovo svih predmeta, osim aluminijuma, magnezijuma i titana, kao i metala sa tačkom taljenja ispod.720°C.
Fluksovi imaju zadatak da razblaže i rastvaraju metalne okside i štite lemni spoj od oksidacije na temperaturi lemljenja. Važno je da ne napadaju lemljeni materijal, da ostanu na površini metalne otopine i da se lako skidaju s mjesta lemljenja.
Topionici su npr. borna kiselina, boraks, hidrogen fosfat-amonijak, natrijum bikarbonat, natrijum silikat, natrijum bromid i kalijum bromid. Ovi materijali pokazuju različitu aktivnost na različitim temperaturama.
Kod kuće možemo koristiti boraks sa našim lemovima sa zadovoljavajućim rezultatima, što je kemikalija koju koriste fotografi. Pomiješan sa malo vode koristi se u bljuzgavom stanju.
Sada pratimo izvedbu tvrdog lemljenja na praktičnom primjeru. Zadatak nam je da od željezne žice sastavimo kostur kape lampe koja stoji, koju ćemo kasnije obložiti pergamentom ili svilom. Uz pomoć šablona, cijevi ili posude, od izrezane žice napravimo kružni oblik donjeg i gornjeg prstena, debljine 1,5-2,5 mm. Nakon toga smo izrezali ukrućenje od 3-4 komada prave žice da oblikujemo školjku kupea.
Nakon ovih radnji prelazimo na lemljenje, za koje je najbolje koristiti benzinsku lampu. Koristićemo mesingani lem, a kao tečnost za lemljenje boraks pomešan sa malom količinom vode da napravimo pastu. Savijene i međusobno povezane žice polažemo na jednu ciglu tako da mjesto lemljenja ne leži na cigli, već slobodno visi. Stavili smo malu količinu kašastog boraksa na krajeve žice. Sada zagrijemo mjesto za lemljenje, do tamnocrvenog sjaja kada se i boraks otopi. Ako sada dovedemo komad mjedenog lema, u obliku šipke ili ploče, do mjesta lemljenja i umočimo ga u rastopljeni boraks bez prekidanja zagrijavanja, jedna kap će se istopiti iz tvrdog lema. Ako je temperatura zagrijane željezne žice viša od temperature topljenja lema, otopljena kapljica će se širiti užarenom. Lem će se brzo stvrdnuti nakon što se plamen ukloni.
Prethodni praktični primjer sa benzinskom lampom, ciglom, boraksom i zagrijavanjem metala do usijanja ne treba izvoditi prema ovom arhivskom tekstu. Potrebni su namjensko radno mjesto, kontrolirani izvor topline, ventilacija i izduva, zaštita od požara i opekotina, poznavanje tačnog sastava osnovnog i dodatnog materijala i stručno vođenje postupka.
Na sličan način treba da zalemimo i privremeno pričvršćene ukrućenja, ako su prstenovi prethodno napravljeni. Nakon završetka lemljenja, ohlađeni staklasti boraks možemo ukloniti finim udarcima čekićem.