Ważna uwaga dotycząca zdrowia i bezpieczeństwa: To jest tekst archiwalny z 2018. roku, a nie nowoczesne instrukcje spawania, lutowania, przygotowywania środków chemicznych lub pracy z otwartym płomieniem. Opisane procesy mogą obejmować mocne kwasy, łatwopalne i toksyczne rozpuszczalniki, żrące rozpuszczalniki, niebezpieczne gazy, ołów, kadm i inne metale ciężkie, gorące powierzchnie, elektryczność, butle ciśnieniowe i ryzyko wybuchu pożaru. Nie należy przygotowywać historycznych roztworów i past według receptur z tekstu oraz nie podgrzewać nieznanych powłok lub metali. Ocena materiałów, wybór systemu bezołowiowego lub innego odpowiedniego, ekstrakcja lokalna, ochrona skóry, oczu i narządów oddechowych, środki przeciwpożarowe, przechowywanie chemikaliów i utylizacja pozostałości powinny być ustalane przez wykwalifikowane osoby zgodnie z kartami charakterystyki, dokumentacją producenta i obowiązującymi przepisami. Połączenia do zastosowań nośnych, elektrycznych, gazowych, wodno-kanalizacyjnych, spożywczych, medycznych lub innych zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa wymagają profesjonalnej specyfikacji i kontroli.
Spawanie, lutowanie oraz sprzedaż środków chemicznych czy akcesoriów do obróbki metali nie są częścią nowej oferty publicznej Savo Kusić. Obecnie skupiamy się na oknach drewnianych, oknach drewniano-aluminiowych, oknach na zamówienie i drzwiach. W przypadku projektu okna lub drzwi możesz wysłać zapytanie ofertowe.
Łączenie części metalowych
Do tej pory wycinaliśmy, obrabialiśmy, piłowaliśmy i wierciliśmy przedmioty. Kolejną operacją roboczą jest łączenie części metalowych.
Ta grupa operacji roboczych jest podzielona na dwa typy złączy: złączenia rozłączne i nierozdzielne. Rozumie się przez to rozdzielenie wzajemnie powiązanych obiektów bez niszczenia ich połączeń (np. poprzez odkręcenie jednej śrubki rozdzielamy części) oraz rozdzielenie ze zniszczeniem ich połączeń. Ta ostatnia obejmuje spawanie i lutowanie. Pomiędzy połączeniami rozłącznymi i nierozłącznymi znajduje się połączenie nitami.
Rozdzielenie części łączonych nitami odbywa się poprzez zniszczenie nitów.
Linki niezniszczalne
Najpierw przyjrzyjmy się operacjom pracy wymaganym do wykonania wiązania nierozłącznego. Do tych operacji zalicza się spawanie. Do wykonania tej procedury wymagane jest zdanie egzaminu zawodowego. Spawarki najczęściej spotykamy na wyposażeniu warsztatów, a wśród narzędzi gospodarstwa domowego raczej ich nie znajdziemy.
Istota spawania polega na tym, że podczas spawania topią się nie tylko elektrody, czyli pręty spawalnicze zawierające dodatkowy materiał, ale także części przedmiotu obrabianego. Osiąga się to poprzez ogrzewanie połączeń za pomocą aparatu autogenicznego. Połączenie można również wykonać poprzez spawanie elektryczne.
Istota lutowania polega na tym, że dwa przygotowane przedmioty łączy się poprzez lutowanie za pomocą roztopionego stopu, lutu. Najważniejsza różnica między spawaniem a lutowaniem polega na tym, że połączenia przedmiotów nie topią się podczas lutowania. Lutowanie wymaga znacznie niższej temperatury i tylko kilku narzędzi, akcesoriów i materiałów (rysunek 1, górna część).
Aby połączyć dwa elementy, ważne jest, aby znać cel nowego elementu. O wytrzymałości lutowanego materiału decydują: sposób montażu i wymiary, szczelina lutowanego złącza, właściwości, wytrzymałość stopów oraz jakość lutowania.
Rysunek 1 — Akcesoria do lutowania i historyczne przedstawienia kształtów złączy
Kompozycja detali przygotowanych do lutowania może być: tępa, skośna, zagięta, typu „jaskółczy ogon” i wzmocniona. Szerokość zakładki powinna być od jednej do trzech razy większa od grubości przedmiotu obrabianego. Konieczne jest pozostawienie szczeliny między elementami obrabianymi, aby stopiony lut ją wypełnił.
Musimy jak najlepiej obrobić powierzchnie łączące, aby roztopiony lut całkowicie wypełnił szczeliny między nimi. Sposoby prawidłowego wymiarowania detali pokazano w dolnej połowie obrazu szkicu 1. Tych kilka połączeń pasuje do naszych potrzeb w domu.
Usuwanie tlenków i smarów
W kontakcie z tlenem z powietrza na powierzchni metali, z wyjątkiem metali szlachetnych, tworzy się warstwa tlenku – rdza.
Warstwę tę należy usunąć przed lutowaniem za pomocą szczotki drucianej, pilnika do skrobania, płótna ściernego (papieru ściernego) lub innego znanego środka chemicznego.
Rozszerzono stosowanie środków chemicznych, moczu na bazie kwasów siarkowego, azotowego i sodu. Te kwasy i roztwory kwasowe są w stanie usunąć warstwę tlenków nie tylko przed pęknięciem, ale także warstwę powstającą podczas lutowania.
Odrdzewiacz wybieramy zgodnie z właściwościami metalu. Na przykład do stali i jej stopów stosujemy kwas siarkowy, kwas sodowy, kwas fosforowy i ich roztwory. Do czyszczenia miedzi, niklu i jego stopów stosujemy roztwór kwasu siarkowego. Najczęściej stosuje się kwas soniczny. Jeżeli przedmiot jest bardziej zardzewiały, stosujemy roztwór kwasu azotowego. Po oczyszczeniu rdzy od razu usuwamy kwas, bo jeśli go nie usuniemy to na nowo utworzy się powłoka tlenkowa. Powierzchnię, którą przygotowujemy do lutowania, najłatwiej oczyścić z tłuszczu, jeśli umyjemy ją czystą benzyną.
Poprzednie historyczne stwierdzenia dotyczące pracy z kwasem siarkowym, azotowym, sodowym i fosforowym oraz mycia czystą benzyną nie powinny być stosowane jako instrukcja gospodarstwa domowego. Nie mieszaj kwasów, nie używaj benzyny jako środka odtłuszczającego i nie działaj bez odpowiedniej oceny chemicznej, wentylacji, sprzętu, przechowywania i procedur postępowania w przypadku wycieków i odpadów.
Topiarki
Rozpuszczalniki stosowane podczas lutowania dzielą się na nieorganiczne i organiczne. Rozpuszczalnik na bazie substancji nieorganicznych jest dobrze znany pod nazwą nischador – rozpuszczalna w wodzie biała sól. Kwas dźwiękowy otrzymany z tego roztworu przekształca powstałe tlenki w chlorki. Nišador czyści również powierzchnie lutownicy.
Chlorek cynku to biała sól, która łatwo rozpuszcza się również w wodzie. W temperaturze lutowania wraz z wilgocią powietrza tworzy gaz kwasu sodowego, który przekształca powstałe tlenki w chlorki. Chlorek cynku jest najskuteczniejszym topnikiem do lutowania miękkiego. Jego wadą jest to, że łatwo wchłania ciecz, przez co jego zastosowanie jest ograniczone. Pochłania resztkową wodę rozpuszczalnika z miejsca lutowania, a powstający gazowy kwas sodowy powoduje późniejszą korozję. Zjawiska te występują głównie na żelazie, miedzi i stopach miedzi.
Rzadko używamy rozpuszczalnika zawierającego chlorek cynku lub chlorek amoniaku. Najczęściej stosuje się mieszaninę obu soli. Stosunek ilości obu soli określa temperaturę topnienia mieszaniny, co decyduje o jej zastosowaniu.
Płyn i pasta lutownicza
Podczas lutowania miękkiego używamy płynu lutowniczego jako topnika. Kawałki cyny rozpuścić w kwasie siarkowym. Roztwór ten zawiera około 50% chlorku cynku.
Najprostszą pastę lutowniczą otrzymuje się przez zmieszanie cieczy lutowniczej ze skrobią. Inny przepis wymaga mieszaniny otrzymanej przez zmieszanie 10 g chlorku amonu i 90 g bezkwasowego oleju mineralnego. Pastę lutowniczą otrzymuje się także przez zmieszanie 25 g chlorku amonu z 100 g wazeliny w temperaturze 75°C.
Otrzymujemy olej lutowniczy, jeśli do roztworu chlorku amoniaku dodamy około 40% gliceryny.
Rozpuszczalnik kalafonii borowej i chlorku amonu jest środkiem przejściowym do topników na bazie organicznej. Jest to na przykład mieszanina 25 części chlorku amoniaku, 15 części łoju wołowego i 15 części oleju.
Przepisy na kwasy, chlorek cynku, chlorek amonu, pasty, oleje i rozpuszczalniki z tej strony zostały zachowane wyłącznie jako treść historyczna. Nie przygotowuj ich ani nie zmieniaj ich związku z tym tekstem; używaj wyłącznie wyraźnie oznakowanych, kompatybilnych produktów do określonego celu, z kartą charakterystyki i profesjonalnie określonymi środkami ochrony.
Kalafonium było stosowane od niepamiętnych czasów jako rozpuszczalnik na bazie substancji organicznych. Ma stosunkowo słabą siłę utleniającą, co pozwala jedynie na powolne lutowanie i szczegółowe mechaniczne czyszczenie obszaru lutowania. Zaletą kalafonii jest to, że jej pozostałości na metalu nie powodują korozji.
Temperatura topnienia lutów miękkich jest niższa niż 500°C. Zawierają metale ciężkie, takie jak cyna, ołów, kadm itp. Dla rzemieślnika najodpowiedniejsza jest cyna blacharska, która występuje w różnych jakościach, w zależności od tego, czy zawiera cynę 25%, 50% i 75%. Wraz ze wzrostem ilości cyny spada jej temperatura topnienia. Stopy ołowiu i cyny twardnieją powoli po lutowaniu. Lut ołowiowo-kadmowy na wiele sposobów zastępuje lut cynowy.
Lutownica
Powszechnym lutowaniem dla rzemieślników domowych jest lutowanie za pomocą lutownicy, podczas gdy lutowanie miękkie jest mniej powszechne.
Miedzianą główkę lutownicy można nagrzewać na kilka sposobów: nad płomieniem w piecu, za pomocą prądu elektrycznego oraz nad otwartym płomieniem benzyny i gazu.
Ogrzewanie lutownicy energią cieplną z zewnątrz jest mniej przydatne, ponieważ lutownica bardzo szybko oddaje ciepło, w 1-1,5 minut, ale jej zaletą jest to, że można jej używać wszędzie. Lutownice elektryczne można podłączyć do sieci. Dzięki nim można lutować w sposób ciągły z regulacją ciepła. Najczęściej stosowana jest lutownica 200-500W. W ostatnim czasie można uzyskać lutownice o bardzo małej mocy, „lutownice ołówkowe” o niskim prądzie.
Wielkość lutownicy zależy od wielkości powierzchni lutowniczej, a także od grubości obrabianego przedmiotu.
Lutownice nie nadają się do lutowania dużych i grubych przedmiotów, ponieważ nagrzewanie takich powierzchni wymaga temperatury powyżej 500°C. W takich przypadkach najczęściej wykorzystuje się benzynową lampę lutowniczą (latarkę).
Przykład ręcznej lutownicy gazowej
Topnik lutowniczy
Przed lutowaniem należy przygotować przedmiot do lutowania i oczyścić lutownicę. Bezpośrednio przed lutowaniem pokrywamy powierzchnię płynem lutowniczym, aby usunąć warstwę tlenkową powstającą podczas lutowania i pozwalającą na łatwe zrzucenie blachy. Rozgrzej oczyszczoną lutownicę do określonej temperatury, a następnie dociśnij lutownicę jego grotem. Lut topi się pod wpływem ciepła i przylega do grotu lutownicy, dzięki czemu może zostać przeniesiony na miejsce lutowania. Trzymamy go w tym miejscu do czasu, aż elementy zostaną nagrzane do wymaganej temperatury, a roztopiony lut wypełni spoinę między nimi. Mocno przegrzana lutownica topi większą ilość lutowia, co utrudnia równomierne stopienie. Jeżeli natomiast temperatura lutownicy jest niska, to nie nagrzewa ona dostatecznie miejsca lutowania i blacha szybko się stygnie.
Cyna utlenia się w wysokiej temperaturze. Tlenki zakłócają jednorodność wiązania i tym samym zmniejszają jego wytrzymałość.
Musimy uważać. oraz na równomiernym i jednowymiarowym prowadzeniu lutownicy. Ostatnim etapem lutowania jest oczyszczenie lutowanych powierzchni z resztek płynu lutowniczego. Zatrzymanie tej cieczy powoduje późniejszą korozję metalu wokół lutu.
W ostatnim czasie w sprzedaży znajdują się różne luty łączone w formie przewodnika - drutu lutowniczego.
Lutowanie lutami o temperaturze topnienia powyżej 500°C nazywa się lutowaniem twardym, które stosujemy w przypadku, gdy lutowanie miękką cyną nie zapewnia nam wystarczająco mocnego połączenia przedmiotu, który jest stosowany w wyższej temperaturze i większym obciążeniu mechanicznym. Do lutowania należy zapewnić:
-
Źródło ciepła (palnik benzynowy, palnik lutowniczy) używane do topienia cyny i podgrzewania łączonych elementów.
-
Właściwy dobór lutu o odpowiedniej jakości.
-
Środki do usuwania tlenków i ochrony miejsca lutowania i jego podłoża przed korozją podczas lutowania.
Wymagania dotyczące pracy są takie same jak przy lutowaniu miękkim. Wystarczy wybrać źródło ciepła, płyn lutowniczy i lut w zależności od wytrzymałości i wyższej temperatury.
Środki i metody lutowania twardego
Lutowanie lutownicą nie jest możliwe przy lutowaniu twardym, ponieważ miedziana końcówka lutownicy zmiękłaby powyżej 500°C, poza tym jej skumulowane i wyemitowane ciepło jest niewystarczające do tego lutowania. Zamiast lutownicy do lutowania służy lampa benzynowa oraz różne palniki, w których spalamy mieszanki gazowe. To już zapewnia odpowiednią wydajność cieplną i termiczną.
Najczęściej stosowanymi mieszaninami gazów w palnikach są gaz rozpałkowy i tlen, acetylen i tlen oraz wodór i tlen.
Mieszanie i używanie gazów palnych z tlenem, lampami benzynowymi i innymi otwartymi palnikami niesie ze sobą ryzyko pożaru, eksplozji, cofnięcia się płomienia, oparzeń i szkodliwych produktów spalania. Ten opis historyczny nie jest wystarczający do wyboru, podłączenia lub użytkowania takiego sprzętu; prace należy pozostawić przeszkolonej osobie w odpowiednio zabezpieczonym miejscu.
W przemyśle jubilerskim szeroko stosuje się palnik w postaci rurki, który służy do nadmuchu przedmiotu obrabianego nad płomieniem lampy alkoholowej.
Może osiągnąć wytrzymałość na rozdarcie odpowiedniego twardego lutu50 kg/mm2(jest z miękkim lutem10 kg/mm2). Miedź jest najważniejszym metalem lutowniczym często używanym do tworzenia stopów, obok: cyny, cyny, fosforu, srebra, złota, platyny i kadmu. Stosując wiele stopów, można wytworzyć lut o różnej jakości, temperaturze topnienia, kolorze, wytrzymałości i odporności na korozję. Spośród lutów standaryzowanych możemy wybrać lut o pożądanym składzie procentowym, temperaturze topnienia i czystości.
Rzemieślnicy domowi zazwyczaj używają stopu miedzi i cynku (mosiądzu), którego używają do lutowania przedmiotów wykonanych ze stali, miedzi, stopów miedzi, niklu, stopów niklu i stali kwasoodpornej. Na przykład z mosiądzu z numerem1znaki fSr42zawiera41-43%miedź i56-58%cynk, a jego temperatura topnienia wynosi845°C. Oznaczenia lutownicze fSr85numer5zawiera84-86% miedź,13-16%cynk,0,2-0,4%krzemu, a jego temperatura topnienia wynosi1020°C.
W przypadku srebrnej cyny, która jest stopem srebra, miedzi i cynku, można powiedzieć, że nadaje się do lutowania prawie wszystkich przedmiotów, z wyjątkiem aluminium, magnezu i tytanu, a także metali o temperaturze topnienia poniżej720°C.
Topniki mają za zadanie rozcieńczać i rozpuszczać tlenki metali oraz zabezpieczać złącze lutowane przed utlenianiem w temperaturze lutowania. Ważne jest, aby nie atakowały lutowanego materiału, aby pozostały na powierzchni roztworu metalu i aby można je było łatwo usunąć z miejsca lutowania.
Topiarki to m.in. kwas borowy, boraks, wodorofosforan amoniaku, wodorowęglan sodu, krzemian sodu, bromek sodu i bromek potasu. Materiały te wykazują różną aktywność w różnych temperaturach.
W domu możemy z zadowalającym skutkiem używać boraksu z naszymi lutami, czyli substancji chemicznej używanej przez fotografów. Zmieszany z niewielką ilością wody stosuje się go w stanie zawiesiny.
Prześledźmy teraz działanie lutowania twardego na praktycznym przykładzie. Naszym zadaniem jest złożenie szkieletu kapelusza lampy stojącej z żelaznego drutu, który później okleimy pergaminem lub jedwabiem. Za pomocą szablonu, rury lub naczynia z wyciętego drutu wykonujemy okrągły kształt dolnego i górnego pierścienia o grubości 1,5-2,5 mm. Następnie wycinamy usztywniacz z kawałków prostego drutu 3-4, aby ukształtować nadwozie coupe.
Po tych czynnościach przystępujemy do lutowania, do którego najlepiej użyć lampy gazowej. Będziemy używać lutu mosiężnego, a jako płynu lutowniczego boraks zmieszany z niewielką ilością wody, aby uzyskać pastę. Wygięte i połączone ze sobą przewody kładziemy na jednej cegle tak, aby punkt lutowniczy nie spoczywał na cegle, ale zwisał swobodnie. Na końcówki drutu nakładamy niewielką ilość papkowatego boraksu. Teraz podgrzewamy miejsce do lutowania, aż do ciemnoczerwonego blasku, gdy boraks również się stopi. Jeśli teraz doprowadzimy lut mosiężny w postaci pręta lub płytki do punktu lutowania i zanurzymy go w roztopionym borasie bez przerywania ogrzewania, jedna kropla stopi się z twardego lutu. Jeśli temperatura nagrzanego drutu żelaznego jest wyższa niż temperatura topnienia lutu, stopiona kropla rozprzestrzeni się świecąc. Lut szybko zestali się po usunięciu płomienia.
Poprzedni praktyczny przykład z lampą benzynową, cegłą, boraksem i podgrzewaniem metalu do żarzenia nie powinien być wykonywany zgodnie z tym tekstem archiwalnym. Wymagane jest wydzielone stanowisko pracy, kontrolowane źródło ciepła, wentylacja i wyciąg, zabezpieczenie przed ogniem i poparzeniami, znajomość dokładnego składu materiału podstawowego i dodatkowego oraz profesjonalne przeprowadzenie zabiegu.
W podobny sposób powinniśmy przylutować tymczasowo przymocowane usztywnienia, jeśli pierścienie były wcześniej wykonane. Po zakończeniu lutowania możemy usunąć schłodzony szklisty boraks drobnymi uderzeniami młotka.