Важлива примітка щодо здоров’я та безпеки: Це архівний текст із 2018. рік, а не сучасні інструкції зі зварювання, паяння, приготування хімікатів або роботи з відкритим вогнем. Описані процеси можуть включати сильні кислоти, легкозаймисті та токсичні розчинники, корозійні розчинники, небезпечні гази, свинець, кадмій та інші важкі метали, гарячі поверхні, електрику, балони під тиском і небезпеку пожежі. Не готуйте історичні розчини і пасти за рецептами з тексту і не нагрівайте невідомі покриття або метали. Оцінка матеріалів, вибір безсвинцевої або іншої відповідної системи, місцева екстракція, захист шкіри, очей і органів дихання, протипожежні заходи, зберігання хімічних речовин і утилізація залишків повинні визначатися кваліфікованими особами відповідно до паспортів безпеки, документації виробника та відповідних правил. З’єднання для несучих, електричних, газових, водопровідних, харчових, медичних та інших важливих для безпеки потреб потребують професійних специфікацій і контролю.
Зварювання, паяння та продаж хімічних речовин або аксесуарів для обробки металу не є частиною нової публічної пропозиції Savo Kusić. Поточний фокус: дерев’яні вікна, дерево-алюмінієві вікна, вікна на замовлення і двері. Для проекту вікна чи двері ви можете надіслати запит на пропозицію.
З’єднання металевих частин
Наразі ми різали, відрізали, пиляли та свердлили об’єкти. Ще одна робоча операція — з’єднання металевих частин.
Ця група робочих операцій поділяється на два типи з’єднань: роздільні та нероз’ємні. Під ним мається на увазі роз’єднання взаємопов’язаних об’єктів без руйнування їх зв’язків (наприклад, відкручуванням одного гвинта роз’єднуємо частини) і роз’єднання з руйнуванням їх з’єднань. Останнє включає зварювання та паяння. Між роз’ємними і нероз’ємними з’єднаннями є з’єднання за допомогою заклепок.
Відокремлення деталей, з’єднаних заклепками, відбувається шляхом руйнування заклепок.
Нерозривні зв’язки
Спочатку давайте розглянемо робочі операції, необхідні для виконання нерозривних зв’язків. До цих операцій відноситься зварювання. Для виконання цієї процедури необхідний професійний іспит. Зварювальні апарати зазвичай зустрічаються в обладнанні майстерні, а серед побутових інструментів ми їх майже не зустрінемо.
Суть зварювання полягає в тому, що під час зварювання плавляться не тільки електроди, тобто зварювальні стрижні, що містять додатковий матеріал, але й частини заготовки. Це досягається за умови нагріву з’єднань за допомогою автогенного апарату. З’єднання також можливе за допомогою електрозварювання.
Суть паяння полягає в тому, що два підготовлені предмети з’єднуються пайкою за допомогою розплавленого сплаву — припою. Найважливіша відмінність зварювання від паяння полягає в тому, що при паянні не розплавляються з’єднання предметів. Для пайки потрібна значно нижча температура та лише кілька інструментів, аксесуарів і матеріалів (Малюнок 1, верхня частина).
Щоб об’єднати два елементи, важливо знати призначення нового елемента. Міцність спаюваного матеріалу визначається: способом складання і розмірами, зазором спаюваного з’єднання, властивістю, міцністю сплавів і якістю пайки.
Малюнок 1 — Аксесуари для паяння та історичні представлення форм з’єднань
Склади заготовок, які готуються до пайки, можуть бути: тупі, косі, фальцовані, «ластівчин хвіст» і армовані. Ширина напуску повинна бути від одного до трьох разів більше товщини заготовки. Необхідно залишати зазор між заготовками, щоб розплавлений припій заповнював його.
Ми повинні якомога краще обробити з’єднувані поверхні, щоб розплавлений припій повністю заповнив щілини між ними. Способи правильного визначення розмірів заготовок показано в нижній половині зображення ескізу 1. Ці кілька з’єднань відповідають нашим потребам у домі.
Видалення оксидів і жиру
При контакті з киснем повітря на поверхні металів, за винятком дорогоцінних, утворюється оксидний шар - іржа.
Цей шар необхідно видалити перед паянням за допомогою дротяної щітки, напилка для скребків, наждачного паперу або будь-якого відомого хімічного засобу.
Розширено застосування хімічних засобів, сечі на основі сірчаної, азотної та натрієвої кислот. Ці кислоти і кислотні розчини здатні видалити оксидний шар не тільки перед розривом, але і шар, який утворюється при пайці.
Засіб для видалення іржі підбираємо відповідно до властивостей металу. Наприклад, для сталі та її сплавів ми використовуємо сірчану кислоту, натрієву кислоту, фосфорну кислоту та їх розчини. Для очищення міді, нікелю та їх сплавів ми використовуємо розчин сірчаної кислоти. Найчастіше використовується звукова кислота. Якщо предмет більш іржавий, ми використовуємо розчин азотної кислоти. Очистивши іржу, відразу видаляємо кислоту, тому що якщо її не прибрати, знову утвориться оксидний наліт. Поверхню, яку ми готуємо до пайки, найпростіше очистити від жиру, якщо мити її чистим бензином.
Попередні історичні твердження про роботу з сірчаною, азотною, натрієвою та фосфорною кислотами та промивання чистим бензином не слід застосовувати як побутову інструкцію. Не змішуйте кислоти, не використовуйте бензин як знежирювач і не працюйте без належної хімічної оцінки, вентиляції, обладнання, зберігання та процедур щодо розливів і відходів.
Розплавники
Розчинники, які використовуються під час пайки, поділяються на неорганічні та органічні. Розчинник на основі неорганічних матеріалів добре відомий під назвою ніщадор - біла водорозчинна сіль. Звукова кислота, отримана з цього розчину перетворює утворені оксиди на хлориди. Нішадор також очищає поверхні паяльника.
Хлорид цинку – біла сіль, яка також легко розчиняється у воді. При температурі пайки з вологістю повітря утворюється газ натрієвої кислоти, який перетворює утворені оксиди в хлориди. Найбільш ефективним флюсом для м’якого паяння є хлористий цинк. Його недолік в тому, що він легко вбирає рідину, тому його застосування обмежене. Він поглинає залишки розчинної води з місця пайки, а утворений кислотний натрій викликає подальшу корозію. Ці явища виникають переважно на залізі, міді та мідних сплавах.
Ми рідко використовуємо розчинник хлорид цинку або хлорид аміаку. Найчастіше використовується суміш обох солей. Співвідношення кількості обох солей визначає температуру плавлення суміші, яка диктує її використання.
Паяльна рідина та паста
Під час пайки м’яким припоєм ми використовуємо паяльну рідину як флюс. Шматочки олова розчинити в сірчаній кислоті. Цей розчин містить близько 50% хлориду цинку.
Найпростішу паяльну пасту отримують шляхом змішування паяльної рідини з крохмалем. Інший рецепт вимагає суміші, отриманої шляхом змішування 10 г хлориду амонію та 90 г безкислотної мінеральної олії. Паяльну пасту також отримують змішуванням 25 г хлориду амонію з 100 г вазеліну при температурі 75°C.
Ми отримаємо паяльну олію, якщо до розчину хлориду аміаку додати приблизно 40% гліцерин.
Розчинник борної каніфолі та хлориду амонію є перехідним агентом до флюсів на органічній основі. Такою є, наприклад, суміш 25 частин хлориду аміаку, 15 частин яловичого жиру та 15 частин олії.
Рецепти кислот, хлориду цинку, хлориду амонію, паст, масел і розчинників на цій сторінці зберігаються лише як історичний вміст. Не готуйте їх і не змінюйте їх відношення до цього тексту; використовуйте лише чітко позначені, сумісні продукти для певної мети, з паспортом безпеки та професійно визначеними заходами захисту.
Калафоній використовувався з незапам’ятних часів як розчинник на основі органічних матеріалів. Має відносно слабку окислювальну здатність, що дозволяє проводити лише повільне паяння і детальне механічне очищення місця пайки. Перевагою каніфолі є те, що її залишки на металі не викликають корозії.
Точка плавлення м’яких припоїв нижче 500°C. Вони містять важкі метали, такі як олово, свинець, кадмій тощо. Для домашнього майстра найкраще підходить жерстяна жерсть, яка буває різної якості, залежно від того, чи містить вона олово 25%, 50% та 75%. Зі збільшенням кількості олова температура його плавлення знижується. Сплави свинцю і олова після пайки тверднуть повільно. Свинцево-кадмієвий припій багатьма способами замінює олов’яний припій.
Паяльник
Звичайним паянням для домашнього майстра є паяння за допомогою паяльника, тоді як м’яке паяння менш поширене.
Мідну головку паяльника можна нагріти декількома способами: на полум’ї в печі, за допомогою електрики та на відкритому вогні бензину та газу.
Нагрівання паяльника тепловою енергією ззовні менш корисно, тому що паяльник дуже швидко віддає тепло, за 1-1,5 mінут, але його перевага в тому, що його можна використовувати будь-де. Електропаяльники можна підключити до мережі. З ними можна паяти безперервно з терморегуляцією. Паяльник 200-500W є найпоширенішим. Останнім часом можна отримати паяльники з дуже малою потужністю, «олівцеві паяльники» з малим струмом.
Розмір паяльника залежить від розміру спаюваної поверхні, а також від товщини заготовки.
Паяльники не підходять для пайки великих і товстих предметів, тому що для нагрівання таких поверхонь потрібна температура вище 500°C. У таких випадках найчастіше використовують бензинову паяльну лампу (флай-лампу).
Приклад ручного газового паяльника
Флюс для паяння
Перед паянням, нам необхідно підготувати заготовку до пайки та очистити паяльник. Безпосередньо перед паянням ми покриваємо поверхню паяльною рідиною, щоб видалити оксидний наліт, який утворюється під час пайки і дозволяє листу легко осипатися. Розігрійте очищений паяльник до певної температури, потім притисніть припій його жалом. Припій плавиться під дією тепла і прилипає до жала паяльника, тому його можна перенести на місце пайки. Тримаємо в цьому місці, поки заготовки не нагріються до необхідної температури і розплавлений припій не заповнить шов між ними. Сильно перегрітий паяльник плавить більшу кількість припою, ускладнюючи його рівномірне розплавлення. Якщо, навпаки, температура паяльника низька, він недостатньо нагріває місце пайки, і лист швидко остигає.
Олово окислюється при високій температурі. Оксиди порушують однорідність зв’язку і тим самим знижують його міцність.
Нам потрібно звернути увагу. і на рівномірне і одномірне наведення паяльника. Останнім етапом паяння є очищення спаяних поверхонь від залишків паяльної рідини. Затримка цієї рідини викликає подальшу корозію металу навколо припою.
Останнім часом у продаж надходять різні припої, об’єднані у вигляді провідника - паяльного дроту.
Паяння припоями з температурою плавлення вище 500°C називається твердим паянням, яке ми застосовуємо, коли м’яке паяння листовим оловом не забезпечує достатньо міцного з’єднання об’єкта, який використовується при вищій температурі та більшому механічному навантаженні. Для пайки необхідно передбачити:
-
джерело тепла (бензинова паяльна лампа, факел), що використовується для плавлення олова та нагрівання заготовок, які потрібно з’єднати.
-
Правильний вибір припою відповідної якості.
-
Засіб для видалення оксидів і захисту місця пайки та його підкладки від корозії під час пайки.
Вимоги до роботи такі ж, як і для пайки м’яким припоєм. Вам просто потрібно вибрати джерело тепла, паяльну рідину та припій залежно від міцності та високої температури.
Засоби та методи твердого паяння
Паяння паяльником неможливе при твердому паянні, тому що мідне жало паяльника розм’якшиться над 500°C, крім того, його накопиченого та виділеного тепла недостатньо для цього паяння. Замість паяльника для пайки використовується бензинова лампа і різні пальники, в яких спалюємо газові суміші. Це вже забезпечує належне тепло та теплові характеристики.
Найчастіше використовуваними газовими сумішами в пальниках є запалюючий газ і кисень, ацетилен і кисень, а також водень і кисень.
Змішування та використання горючих газів з киснем, бензиновими лампами та іншими відкритими пальниками створює ризик пожежі, вибуху, спалаху, опіків та шкідливих продуктів згоряння. Цього історичного опису недостатньо для вибору, підключення або використання такого обладнання; роботу слід доручити навченій особі в належним чином захищеній зоні.
У ювелірній промисловості широко використовується паяльна лампа у вигляді трубки, якою обдувають заготовку над полум’ям спиртівки.
Міцність на розрив відповідного твердого припою може досягати50 kg/ мм2(з м’яким припоєм10 kg/ мм2). Мідь є найважливішим твердим припоєм, який часто використовують для легування, поряд із оловом, оловом, фосфором, сріблом, золотом, платиною та кадмієм. Використовуючи ряд сплавів, можна отримати припій різної якості, температури плавлення, кольору, міцності та корозійної стійкості. Серед стандартизованих припоїв ми можемо вибрати припій бажаного процентного складу, температури плавлення та чистоти.
Домашні майстри зазвичай використовують сплав міді та цинку (латунь), який використовують для пайки виробів зі сталі, міді, мідних сплавів, нікелю, нікелевих сплавів і кислотостійкої сталі. Наприклад, з латуні з номером1позначки fSr42містить41-43%мідь і56-58%цинку, а температура його плавлення становить845°C. Марка припою фСр85номер5містить84-86% мідь,13-16%цинк,0,2-0,4%кремнію, а температура його плавлення становить1020°C.
Про олов’яному сріблі, яке є сплавом срібла, міді, цинку, можна сказати, що воно придатне для пайки практично всіх предметів, крім алюмінію, магнію і титану, а також металів з температурою плавлення нижче720°C.
Флюси мають завдання розбавляти і розчиняти оксиди металів і захищати місце пайки від окислення при температурі пайки. Важливо, щоб вони не завдавали шкоди спаюваному матеріалу, залишалися на поверхні металевого розчину і легко видалялися з місця пайки.
Розплавники, напр. борна кислота, бура, гідрофосфат-аміак, гідрокарбонат натрію, силікат натрію, бромід натрію та бромід калію. Ці матеріали проявляють різну активність при різних температурах.
Удома ми можемо використовувати буру з нашими припоями із задовільними результатами, це хімікат, який використовують фотографи. Змішуючи з невеликою кількістю води, він використовується у вигляді каші.
Давайте тепер прослідкуємо ефективність твердого паяння на практичному прикладі. Нам доручено зібрати з залізного дроту скелет капелюха стоячої лампи, який ми потім покриємо пергаментом або шовком. За допомогою шаблону, труби або посудини робимо з нарізаного дроту круглу форму нижнього і верхнього кілець товщиною 1,5-2,5 mm. Після цього ми вирізаємо ребро жорсткості зі шматків прямого дроту 3-4, щоб сформувати корпус купе.
Після цих дій переходимо до пайки, для якої найкраще використовувати газову лампу. Ми будемо використовувати латунний припій, а в якості паяльної рідини буру, змішану з невеликою кількістю води для отримання пасти. Зігнуті і з’єднані між собою дроти укладаємо на одну цеглину так, щоб місце пайки не впиралося в цеглину, а вільно звисало. На кінці дроту наносимо невелику кількість кашоподібної бури. Тепер нагріваємо місце, яке буде спаяно, до темно-червоного світіння, коли бура також розплавиться. Якщо ми тепер піднесемо шматочок латунного припою у вигляді стрижня або пластини до місця пайки і зануримо його в розплавлену буру, не перериваючи нагрівання, одна крапля розплавиться з твердого припою. Якщо температура нагрітого залізного дроту вища за температуру плавлення припою, розплавлена крапля пошириться світиться. Припій швидко затвердіє після видалення полум’я.
Попередній практичний приклад з бензиновою лампою, цеглою, бурою та нагріванням металу до розжарювання не слід виконувати відповідно до цього архівного тексту. Потрібне спеціальне робоче місце, контрольоване джерело тепла, вентиляції та витяжки, захист від вогню та опіків, знання точного складу основного та додаткового матеріалу та професійне керівництво процедурою.
Таким же чином слід припаяти тимчасово закріплені ребра жорсткості, якщо кільця були виготовлені раніше. Після завершення пайки ми можемо видалити охолоджену склоподібну буру тонкими ударами молотка.