Važna zdravstvena i sigurnosna napomena: Ovo je arhivirani tekst od 2018. godine, a ne suvremene upute za zavarivanje, lemljenje, pripremu kemikalija ili rad s otvorenim plamenom. Opisani procesi mogu uključivati jake kiseline, zapaljiva i otrovna otapala, korozivna otapala, opasne plinove, olovo, kadmij i druge teške metale, vruće površine, struju, tlačne cilindre i opasnosti od eksplozije požara. Nemojte pripremati povijesne otopine i paste prema receptima iz teksta i nemojte zagrijavati nepoznate premaze ili metale. Ocjenjivanje materijala, odabir bezolovnog ili drugog prikladnog sustava, lokalnu ekstrakciju, zaštitu kože, očiju i dišnih organa, mjere za sprječavanje požara, skladištenje kemikalija i odlaganje ostataka trebaju odrediti kvalificirane osobe u skladu sa sigurnosno-tehničkim listovima, dokumentacijom proizvođača i primjenjivim pravilima. Spojevi za nosive, električne, plinske, vodovodne, prehrambene, medicinske ili druge sigurnosno kritične primjene zahtijevaju profesionalnu specifikaciju i kontrolu.
Zavarivanje, lemljenje i prodaja kemikalija ili pribora za obradu metala nisu dio nove javne ponude Save Kusića. Trenutačni fokus su drveni prozori, drvo-aluminijski prozori, prozori po narudžbi i vrata. Za projekt prozora ili vrata možete poslati zahtjev za ponudu.
Spajanje metalnih dijelova
Do sada smo rezali, rezali, turpijali i bušili predmete. Druga radna operacija je spajanje metalnih dijelova.
Ova skupina radnih operacija dijeli se na dvije vrste spojeva: rastavljive i nerastavljive spojeve. Pod tim se misli na razdvajanje međusobno povezanih objekata bez uništavanja njihovih veza (npr. uklanjanjem jednog vijka razdvajamo dijelove) i razdvajanje uz uništavanje njihovih veza. Potonje uključuje zavarivanje i lemljenje. Između rastavljivih i nerastavljivih veza postoji veza izvedena zakovicama.
Razdvajanje dijelova koji su spojeni zakovicama vrši se uništavanjem zakovica.
Neraskidive veze
Prvo da vidimo radne operacije potrebne za izvođenje neraskidivih veza. Ove operacije uključuju zavarivanje. Za obavljanje tog zahvata potreban je stručni ispit. Aparate za zavarivanje najčešće nalazimo u radioničkoj opremi, a teško ih nalazimo među kućanskim alatima.
Suština zavarivanja je da se tijekom zavarivanja ne rastale samo elektrode, odnosno šipke za zavarivanje koje sadrže dodatni materijal, već i dijelovi izratka. To se postiže ako se spojevi zagrijavaju autogenim aparatom. Spajanje je moguće izvesti i električnim zavarivanjem.
Suština lemljenja je da se dva pripremljena predmeta spajaju lemljenjem pomoću rastaljene legure, lema. Najvažnija razlika između zavarivanja i lemljenja je u tome što se spojevi predmeta pri lemljenju ne tope. Za lemljenje je potrebna znatno niža temperatura i samo nekoliko alata, pribora i materijala (Slika 1, gornji dio).
Da biste spojili dvije stavke, važno je znati svrhu nove stavke. Čvrstoća lemljenog materijala određena je: načinom montaže i dimenzijama, razmakom spoja koji se lemi, svojstvom, čvrstoćom legura i kvalitetom lemljenja.
Slika 1 — Pribor za lemljenje i povijesni prikazi oblika spojeva
Sastavi izradaka koji se pripremaju za lemljenje mogu biti: tupi, kosi, preklopni, “lastin rep” i ojačani. Širina preklopa trebala bi biti od jedan do tri puta veća od debljine izratka. Neophodno je ostaviti razmak između obratka kako bi ga rastaljeni lem ispunio.
Moramo što bolje obraditi spojne površine kako bi rastopljeni lem u potpunosti ispunio praznine između njih. Načini pravilnog dimenzioniranja obratka prikazani su u donjoj polovici slike skice 1. Ovih nekoliko priključaka odgovara našim potrebama u kući.
Uklanjanje oksida i masti
U dodiru s kisikom iz zraka na površini metala, osim plemenitih metala, nastaje oksidni sloj - hrđa.
Ovaj sloj se mora ukloniti prije lemljenja žičanom četkom, turpijom za struganje, šmirglom (brusnim papirom) ili nekim poznatim kemijskim sredstvom.
Proširena je uporaba kemijskih sredstava, urina na bazi sumporne, dušične i natrijeve kiseline. Ove kiseline i kisele otopine mogu ukloniti oksidni sloj, ne samo prije loma, već i sloj koji nastaje tijekom lemljenja.
Odstranjivač hrđe biramo 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 sonička kiselina. Ako je predmet jače zahrđao, koristimo otopinu dušične kiseline. Nakon čišćenja hrđe odmah uklanjamo kiselinu, jer ako je ne uklonimo, ponovno će se stvoriti oksidni sloj. Površinu koju pripremamo za lemljenje najlakše ćemo očistiti od masnoće ako je operemo čistim benzinom.
Prethodne povijesne izjave o radu sa sumpornom, dušičnom, natrijevom i fosfornom kiselinom i pranju čistim benzinom ne smiju se primjenjivati kao upute za kućanstvo. Nemojte miješati kiseline, koristiti benzin kao sredstvo za odmašćivanje i raditi bez odgovarajuće kemijske procjene, ventilacije, opreme, skladištenja i postupaka za izlijevanje i otpad.
Topilice
Otapala koja se koriste tijekom lemljenja dijele se na anorganska i organska. Otapalo na bazi anorganskih materijala poznato je pod nazivom niščador - bijela sol topljiva u vodi. Zvučna kiselina dobivena iz ove otopine pretvara nastale okside u kloride. Nišador čisti i površine lemilice.
Cinkov klorid je bijela sol koja se također lako otapa u vodi. Na temperaturi lemljenja, s vlagom zraka, stvara plin natrijevu kiselinu, koja pretvara nastale okside u kloride. Cinkov klorid je najučinkovitiji topilac za meko lemljenje. Mana mu je što lako upija tekućinu pa je njegova upotreba ograničena. Apsorbira zaostalu vodu otapala s mjesta lemljenja, a generirani kiseli plin natrij uzrokuje naknadnu koroziju. Ovi se fenomeni prvenstveno javljaju na željezu, bakru i bakrenim legurama.
Rijetko koristimo otapalo cink klorid ili amonijak klorid. Najčešće se koristi mješavina obje soli. Omjer količine obiju soli određuje talište smjese, što diktira njezinu upotrebu.
Tekućina i pasta za lemljenje
Pri lemljenju mekim lemom koristimo tekućinu za lemljenje kao sredstvo za rastvaranje. Komadiće kositra otopiti u sumpornoj kiselini. Ova otopina sadrži oko 50% cinkovog klorida.
Najjednostavnija pasta za lemljenje dobiva se miješanjem tekućine za lemljenje sa škrobom. Drugi recept zahtijeva smjesu dobivenu miješanjem 10 g amonijevog klorida i 90 g mineralnog ulja bez kiseline. Pasta za lemljenje također se dobiva miješanjem 25 g amonijevog klorida s 100 g vazelina na temperaturi od 75°C.
Ulje za lemljenje dobiva se dodavanjem otprilike 40% glicerina u otopinu amonijak klorida.
Otapalo za kolofonij i amonijev klorid je prijelazno sredstvo za topilice na organskoj osnovi. Takva je, na primjer, mješavina 25 dijelova amonijevog klorida, 15 dijelova goveđeg loja i 15 dijelova ulja.
Recepti za kiseline, cinkov klorid, amonijev klorid, paste, ulja i otapala s ove stranice sačuvani su samo kao povijesni sadržaj. Nemojte ih pripremati niti mijenjati njihov odnos prema ovom tekstu; koristite samo jasno označene, kompatibilne proizvode za određenu namjenu, sa sigurnosnim listom i stručno utvrđenim mjerama zaštite.
Kalafonij se koristi od pamtivijeka kao otapalo na bazi organskog materijala. Ima relativno slabu oksidacijsku moć, što omogućuje samo polagano lemljenje i detaljno mehaničko čišćenje mjesta lemljenja. Prednost kolofonija je u tome što njegovi ostaci na metalu ne uzrokuju koroziju.
Točka topljenja mekih lemova ispod je 500°C. Sadrže teške metale poput kositra, olova, kadmija itd. Za kućne majstore najprikladniji je limarski lim koji je dostupan u različitim kvalitetama, ovisno o tome sadrži li 25%, 50% i 75% kositar. Povećanjem količine kositra pada mu talište. Legure olova i kositra nakon lemljenja polako se stvrdnjavaju. Olovno-kadmijev lem na mnoge načine zamjenjuje kositreni lem.
Lemilo
Uobičajeno lemljenje za kućne majstore je lemljenje pomoću lemilice, dok je meko lemljenje manje uobičajeno.
Bakrena glava lemilice se može zagrijati na nekoliko načina: na plamenu u peći, pomoću struje i na otvorenom plamenu benzina i plina.
Grijanje lemilice toplinskom energijom izvana manje je korisno jer lemilica vrlo brzo odaje toplinu, za 1-1,5 minutu, ali njegova prednost je što se može koristiti bilo gdje. Električna lemila se mogu priključiti na električnu mrežu. S njima možete lemiti kontinuirano uz regulaciju topline. 200-500W lemilo je najčešće korišteno. U novije vrijeme moguće je nabaviti lemilice s vrlo niskim učinkom, “lemilice za olovke” s niskom strujom.
Veličina lemilice koju ćemo koristiti ovisi o veličini površine za lemljenje, kao i debljini izratka.
Lemilice nisu prikladne za lemljenje velikih i debelih predmeta jer zagrijavanje takvih površina zahtijeva temperaturu iznad 500°C. U takvim slučajevima uglavnom se koristi benzinska lemilica (fly-lampa).
Primjer ručnog plinskog lemila
Topilo za lemljenje
Prije lemljenja trebamo pripremiti obradak za lemljenje i očistiti lemilo. Neposredno prije lemljenja površinu premažemo tekućinom za lemljenje, kako bismo uklonili oksidnu prevlaku koja nastaje tijekom lemljenja i omogućava lako odlivanje lima. Zagrijte očišćeni lemilo na određenu temperaturu, a zatim njegovim vrhom pritisnite lem. Lem se topi pod utjecajem topline i lijepi se za vrh lemilice, tako da se može prenijeti na mjesto lemljenja. Držimo ga na ovom mjestu sve dok se obradaci ne zagriju na potrebnu temperaturu i rastaljeni lem ne ispuni šav između njih. Jako pregrijano lemilo topi veću količinu lema, što otežava ravnomjerno taljenje. Ako je, pak, temperatura lemila niska, ono ne zagrijava dovoljno mjesto lemljenja, te se lim brzo hladi.
Igla se oksidira na visokoj temperaturi. Oksidi narušavaju jednolikost veze i time smanjuju njenu čvrstoću.
Moramo obratiti pozornost. te na ravnomjerno i jednodimenzionalno vođenje lemila. Posljednja faza lemljenja je čišćenje lemljenih površina od ostataka tekućine za lemljenje. Zadržavanje te tekućine uzrokuje kasniju koroziju metala oko lemljenja.
U novije vrijeme se prodaju razni lemovi kombinirani u obliku vodiča - žice za lemljenje.
Lemljenje lemovima s talištem iznad 500°C nazivamo tvrdim lemljenjem, koje primjenjujemo kada nam meko lemljenje limenim limom ne osigurava dovoljno čvrst spoj predmeta, koji se koristi pri višoj temperaturi i većem mehaničkom opterećenju. Za lemljenje je potrebno osigurati:
-
Izvor topline (benzinska lemilica, svjetiljka) koji se koristi za taljenje kositra i zagrijavanje obratka koje treba spojiti.
-
Pravilan odabir lema odgovarajuće kvalitete.
-
Sredstvo za uklanjanje oksida i zaštitu mjesta lemljenja i njegove podloge od korozije tijekom lemljenja.
Radni zahtjevi su isti kao i za lemljenje mekim lemom. Vi samo trebate odabrati izvor topline, tekućinu za lemljenje i lem ovisno o jačini i višoj temperaturi.
Sredstva i metode tvrdog lemljenja
Lemljenje lemilicom nije moguće kod tvrdog lemljenja, jer bi bakreni vrh lemilice omekšao iznad 500°C, osim toga njegova akumulirana i emitirana toplina je nedovoljna za ovo lemljenje. Umjesto lemilice za lemljenje se koristi benzinska lampa i različiti plamenici u kojima spaljujemo plinske smjese. To već osigurava odgovarajuću toplinu i toplinske performanse.
Najčešće korištene mješavine plinova u plamenicima su plin za paljenje i kisik, acetilen i kisik te vodik i kisik.
Miješanje i korištenje zapaljivih plinova s kisikom, benzinskim svjetiljkama i drugim otvorenim plamenicima nosi rizik od požara, eksplozije, povratnog plamena, opeklina i štetnih produkata izgaranja. Ovaj povijesni opis nije dovoljan za odabir, spajanje ili korištenje takve opreme; rad treba prepustiti obučenoj osobi u prikladno osiguranom prostoru.
U industriji nakita široku primjenu ima puhaljka u obliku cijevi kojom se preko plamena alkoholne svjetiljke puše na obradak.
Čvrstoća kidanja prikladnog tvrdog lema može doseći50 kg/ mm2(sa mekim je lemom10 kg/ mm2). Bakar je najvažnije tvrdo lemljenje koje se često koristi za legiranje, uz: kositar, kositar, fosfor, srebro, zlato, platinu i kadmij. Upotrebom niza legura može se proizvesti lem različite kvalitete, tališta, boje, čvrstoće i otpornosti na koroziju. Među standardiziranim lemovima možemo odabrati lem željenog postotnog sastava, tališta i čistoće.
Kućni majstori uglavnom koriste lem od bakra i cinka (mjed) koji koriste za lemljenje predmeta od čelika, bakra, bakrenih legura, nikla, legura nikla i čelika otpornog na kiseline. Na primjer, mjed s brojem 1 fSr 42 sadrži 41-43% bakar i 56-58% cink, a talište mu je 845°C. Lem fSr85 broj 5 sadrži 84-86% bakar, 13-16% cink, 0,2-0,4% silicij, a talište mu je 1020°C.
Za srebrni kositar, koji je legura srebra, bakra, cinka, možemo reći da je pogodan za lemljenje gotovo svih predmeta, osim aluminija, magnezija i titana, kao i metala s talištem ispod 720°C.
Talionice imaju zadatak razrjeđivanja i otapanja metalnih oksida i zaštite mjesta lemljenja od oksidacije na temperaturi lemljenja. Važno je da ne napadaju lemljeni materijal, da ostanu na površini metalne otopine i da se lako uklanjaju s mjesta lemljenja.
Talionice su npr. borna kiselina, boraks, hidrogenfosfat-amonijak, natrijev bikarbonat, natrijev silikat, natrijev bromid i kalijev bromid. Ovi materijali pokazuju različite aktivnosti na različitim temperaturama.
Kod kuće možemo koristiti boraks za naše lemove sa zadovoljavajućim rezultatima, što je kemikalija koju koriste fotografi. Pomiješan s malo vode koristi se u kašastom stanju.
Pratimo sada izvedbu tvrdog lemljenja na praktičnom primjeru. Imamo zadatak sastaviti kostur šešira stojeće svjetiljke od željezne žice koju ćemo kasnije obložiti pergamentom ili svilom. Uz pomoć šablone, cjevčice ili posude izrađujemo kružni oblik donjeg i gornjeg prstena od izrezane žice debljine 1,5-2,5 mm. Nakon toga izrezali smo ukrućenje od 3-4 komada prave žice kako bismo oblikovali školjku kupea.
Nakon ovih radnji prelazimo na lemljenje za koje je najbolje koristiti benzinsku lampu. Koristit ćemo mjedeni lem, a kao tekućinu za lemljenje boraks pomiješan s malom količinom vode kako bismo dobili pastu. Savijene i međusobno povezane žice položimo na jednu ciglu tako da mjesto lemljenja ne leži na cigli, već slobodno visi. Stavili smo malu količinu kašastog boraksa na krajeve žice. Sada zagrijavamo mjesto za lemljenje, do tamnocrvenog sjaja kada se i boraks otopi. Ako sada komad mjedenog lema, u obliku šipke ili ploče, prinesemo mjestu lemljenja i umočimo ga u rastaljeni boraks bez prekidanja zagrijavanja, jedna će se kap otopiti iz tvrdog lema. Ako je temperatura zagrijane željezne žice viša od temperature taljenja lema, rastopljena kapljica će se raširiti svijetleći. Lem će se brzo stvrdnuti nakon uklanjanja plamena.
Prethodni praktični primjer s benzinskom svjetiljkom, ciglom, boraksom i zagrijavanjem metala do užarenosti ne treba izvoditi prema ovom arhivskom tekstu. Potrebno je namjensko radno mjesto, kontrolirani izvor topline, ventilacije i odvoda, zaštita od požara i opeklina, poznavanje točnog sastava osnovnog i dodatnog materijala te stručno vođenje postupka.
Na sličan način trebamo zalemiti i privremeno pričvršćene ukrute, ako su prstenovi prethodno izrađeni. Nakon završetka lemljenja možemo ukloniti ohlađeni staklasti boraks finim udarcima čekića.