На главную


ГЛАВА X

ПАЯНИЕ, ЛУЖЕНИЕ И СВАРКА

1. ПАЯНИЕ

  Паянием называется соединение двух металлических поверхностей посредством введения между ними металлически связывающего вещества, называемого припоем (фиг. 114). При спаивании получается физический сплав припоя и соединяемых поверхностей. Сплав получается в том случае, когда припой становится жидким, а соприкасающиеся поверхности нагрелись до температуры плавления припоя. Припой должен плавиться при температуре боле низкой, чем металл, подлежащий соединению.

  Для получения крепкой пайки соединяемые поверхности должны быть совершенно чисты от всяких окисей, жиров и посторонних веществ. Очистка соединяемых поверхностей производится слесарной пилой, скребками различной формы, а также путем травления соляной кислотой или купоросным маслом, разведенным водою.
  Припои с низкой температурой плавления называются мягкими припоями, а с высокой температурой плавления — твердыми припоями.
  Мягкие припои обычно составляются из сплава свинца и олова.
  Если в сплаве будет одна треть олова, а свинца — две трети, припой называется третником, а если в сплав они входят в равных долях — припой называется половинником. Чем больше свинца содержится в сплаве, тем выше его точка плавления, а именно: третник плавится при температуре 254°, половинник — при 205°. Припои изготовляются в виде прутков. Чем больше в припое чистого олова, тем яснее при сгибании прутка слышен характерный треск олова.
  При монтаже вентиляционных устройств применяется исключительно мягкий припой, а потому в настоящем разделе мы ограничимся описанием лишь этой части паяльного дела.
  Пайка мягким припоем производится при помощи паяльника, нагретого до температуры плавления припоя.
Инструмент. Паяльник делается из чушковой красной меди, укрепленной на металлическом стержне с деревянной ручкой. Красная медь для паяльника берется потому, что она обладает значительной теплоемкостью и большой теплопроводностью.
  Формы и размеры паяльника изменяются в зависимости от условий работы; так, при пайке продольного шва воздуховода применяется паяльник молоткообразной формы, а при пайке в углах — остроконечной (фиг. 115).

  Размер паяльника зависит от толщины спаиваемого материала: чем толще материал, тем тяжелее должен быть паяльник. Тяжелый паяльник дольше сохраняет тепло. Практически применяются паяльники следующего веса:

    При спайке железа толщиною до 0,5 мм . . паяльник весом 300 г;
    „     „     „     „     „   1 „  .  .    „  „  800-1000 г;
    „     „     „     „    „   1½ „  .  .  „  „  800-1500 г.

  Рабочая часть паяльника должна быть без окисей, раковин, трещин и быть облуженной. В противном случае паяльник не захватит припой и не сможет его держать в расплавленном состоянии при переносе на шов изделия. Острая часть паяльника должна быть закруглена тем больше, чем толще спаиваемый материал (фиг. 116).

  Для плавки припоя паяльник нагревают до темнокрасного цвета (появление зеленоватого пламени). Перегревание паяльника не допускается; перегретый паяльник хуже сохраняет тепло и не дает гладкого шва при пайке. В случаях перегрева паяльник необходимо перековать. Определение момента, когда паяльник достаточно нагрет, приобретается практикой. Опытный паяльщик определяет этот момент, поднося паяльник близко к своей щеке.
  Для нагревания паяльника пользуются кузнечньим переносным горном или специальными паяльными печами. В обоих случаях паяльник укладывается на обух, т. е. вверх острием. В качестве топлива следует употреблять древесный уголь ввиду отсутствия в нем серы, оказывающей вредное влияние на соединяемые части и паяльник.
  При паянии вне мастерской и отсутствии горна или печи употребляются самодельные жаровни или бензиновые паяльные лампы вместимостью около 1 — 2 л (фиг. 117). При одновременном нагревании нескольких паяльников одной паяльной лампой применяются самодельные горна (фиг. 118), состоящие из 3-дюймовой газовой трубы с разрезом в середине в длину 75 — 100 мм и ширину 50 мм. Способ пользования горном ясен из рисунков.

  При наличии в мастерской электричества употребляются самонагревающиеся электрические паяльники (фиг. 119), преимущество которых заключается в том, что их нагревание во время работы можно не прерывать.

Флюсы. Основное требование пайки состоит в том, чтобы поверхности металла были не только чисты, но и предохранены от малейшего окисления, т. е. соединения с кислородом воздуха, так как при окислении они покрываются пленкой окиси, мешающей прилипанию припоя к спаиваемым поверхностям. Между тем окисление металлических поверхностей во время пайки происходит непрерывно; только лишь очистишь поверх- ность, а она уже снова покрывается тонким незаметным на глаз слоем окиси;, поэтому слой окиси нужно уничтожать не только в начале, но во все время паяния. Уничтожение окиси достигается травлением или покрытием поверхностей так называемыми плавнями или флюсами, действие которых заключается в том, что они препятствуют доступу воздуха, а испаряясь, уносят с собою окиси. Лучшим флюсом при пайке железа является травленая кислота, т. е. раствор цинка в соляной кислоте; при отсутствии травленой кислоты можно применять канифоль.
  Для получения раствора цинка в кислоте в глиняную или свинцовую посуду с соляной кислотой кладут цинк (или шпиатр) небольшими кусочками; цинк растворяется с выделением пузырьков газа (водорода); затем прибавляют еще кусочки цинка до тех пор, пока цинк не перестанет растворяться. Выделяющийся при растворении цинка газ насыщен едкими парами кислоты; поэтому растворение необходимо производить в хорошо вентилируемом помещении, а лучше на открытом воздухе, так как пары кислоты не только вредны для человека, но и вызывают ржавчину на находящемся поблизости металле. Приготовление раствора в стеклянной посуде с узким горлышком не рекомендуется, так как во время растворения цинка стекло может лопнуть. При спаивании луженого железа флюсом служит кислота, разбавленная водою, а при спаивании цинка и оцинкованного железа — чистая соляная кислота.
  Раствор на изделие наносится деревянной палочкой или щеткой; при этом необходимо соблюдать осторожность, так как раствор может причинить ожоги.
Лужение паяльника. Медная часть паяльника под действием воздуха может окисляться, что понижает качество его работы. Во избежание образования окиси конец паяльника лудят, т. е. покрывают оловом. Для этого выравнивают и зачищают до медного блеска заостренную часть нагретого паяльника (вдоль поверхности) и немедленно наносят слой плавля, натирая паяльник о кусок нашатыря или посыпая порошком канифоли. Затем приступают к лужению, для чего, слегка окунув паяльник в травленую кислоту, натирают его палочкой олова или погружают в расплавленный припой. Избыток припоя и олова с нагретого паяльника удаляют, вытирая его о сырую тряпку или погружая его в раствор нашатыря.
Процесс паяния. Спаиваемые поверхности, как было ранее указано, должны быть совершенно чисты и пригнаны по возможности плотно одна к другой. Для этого их крепко связывают отожженной проволокой или схватывают специальным паяльным зажимом (фиг. 120) или кляммером, затем нагревают паяльник. Нагретый паяльник полуженным концом протирают о кусок нашатыря и ставят всей заостренной поверхностью на место пайки, смоченной флюсом. Подносят к Паяльнику палочку припоя и по мере того, как он начнет плавиться его «подпускают» по потребности и начинают водить паяльником, пока припой не проникнет в шов. Чтобы не получилась волнистая пайка, шов пайки должен быть немного наклонен в сторону движения паяльника. В случае, если шов получился неплотный, необходимо это место вновь зачистить и произвести пайку снова.

  При спаивании длинных листов предварительно схватывают листы запайкой в нескольких точках — в середине и концах.
  Излишний припой удаляется прикосновением нагретого паяльника к избытку припоя. Как только он начнет плавиться, его быстро стирают куском материи или паклей.
  Если паяльник во время работы остынет, то его нагревают еще раз, а потому следует вести работу двумя паяльниками: один иметь в работе, другой нагревать.
  Следует помнить, что чем тоньше слой припоя, тем красивее и прочнее спаиваемый шов.
  По окончании пайки необходимо смыть кислоту, оставшуюся на железе, и держать спаянные части неподвижно, пока припой не затвердеет. Водой охлаждать пайку нельзя — это ослабляет шов.
  Замачивать горячий паяльник по окончании работы не следует. Он делается мягким и плохо держит припой.
Перелуживание паяльника. Полуда, нанесенная на паяльник, должна периодически обновляться, так как она постепенно стирается, а при перегреве может совершенно исчезнуть. Для этого зачищают конец паяльника пилою до медного блеска и, нагрев паяльник, снова его лудят.

2. ЛУЖЕНИЕ

  Под лужением подразумевают покрытие металлической поверхности тонкой оловянной оболочкой. Делается это с целью охранить поверхности от ржавчины (окисления) и порчи разъедающими жидкостями. Покрывание оловом производится двояким способом: или изделие опускается в ванну с расплавленным оловом или же изделие нагревается и затем покрывается оловом; в том и другом случаях облуживаемые поверхности необходимо предварительно очистить от грязи и окислов, к которым полуда не пристает.
  В вентиляционньх работах для лужения железа употребляется второй способ, так как для вентиляционных устройств покрытие полудой требуется с одной стороны листа.
  Оловом покрывают железо, медь и цинк.
Приемы лужения. Как уже было оказано, изделие перед лужением должно быть очищено и протравлено. Для травления железа предпочтительно применять разведенную соляную кислоту (на одну часть кислоты — 16 — 20 частей воды).
  Протравленное изделие нагревают до температуры плавления олова, обсыпают порошком нашатыря и начинают подпускать олово. Если олово хорошо пристает, то комком пакли или льна начинают его разгонять по всем поверхностям, слегка наклоняя изделие в разные стороны. Взамен растирания куском олова поверхности изделия иногда посылают его измельченным оловом) в виде порошка или зерен. В остальном процесс лужения остается без изменения. Полуда должна ложиться ровным, плотным слоем без просветов. Если где-либо появится чернина, то это место зачищают, смачивают протравой и вновь покрывают полудой. В местах, не покрытых полудой, будет происходить разъедание металла, т. е. ржавление.
  После лужения, когда изделие остыло, его промывают чистой водой и сушат, покрывая чистыми древесными опилками.
  При хорошем ведении процесса лужения расход олова для равномерного покрытия листа в 1 м2 поверхности должен быть 30 — 35 г.

3. СВАРКА

  Сварочные работы подразделяются на 3 вида: а) кузнечная, б) автогенная и в) электрическая сварки.
  1. Кузнечная сварка состоит в том, что свариваемый металл нагревается на горне до 1400 — 1500° С, затем два свариваемых куска, положенные друг на друга, после ударов по ним молотом соединяются в одно целое.
  Железо, покрытое окалиной, сварке не поддается. Во избежание окалины место нагрева посыпают сухим кварцевым песком, который, расплавляясь, смывает с него окалину, и сварка становится возможной.
  2. Автогенная сварка (газовая) состоит в том, что свариваемые края металла нагревают пламенем газа до температуры, при которой его кромки плавятся. Промежуток между свариваемыми частями заполняется расплавленным металлом железной проволоки, прикладываемой к шву, образуя таким образом сплошное соединение.
  При автогенной сварке применяются газы — кислород, ацетилен.
  Кислород — газ, который сам не горит, но поддерживает горение. Ацетилен — это горючий газ, который, сгорая в струе кислорода, развивает температуру до 3 500°С, т. е. значительно выше температуры плавления стали и чугуна.
  Для получения смеси газа служит сварочная горелка. Пламя горелки, направленное на свариваемое место, грасплавляет свариваемые кромки металла и присадочную сварочную проволоку. В процессе автогенной сварки происходит сплавление основного металла с присадочным; который потом, застывая, прочно соединяет между собою свариваемые концы. Края металла перед сваркой должны быть хорошо очищены от ржавчины, жира и грязи (фиг. 121).

  3. Электросварка. При электросварке у кромок свариваемого металла, у концов электрического проводника — электродов, образуется пламя ослепительной яркости, называемое вольтовой дугой. Температура вольтовой дуги 3 500 — 4 000°С вполне достаточна для плавления металла. Электродом обычно служит металлическая проволока, одновременно являющаяся добавочным материалом для шва.
  Плотность сварки достигается только при хорошем прогреве свариваемых кромок. Свариваемые кромки должны быть очищены от окалины, ржавчины, краски, масла и грязи — до полного металлического блеска.
  При сварке кромок толще 5 мм края их должны быть скошены под углом 35 — 40°, причем нескошенная частъ должна быть не менее 3 мм; сварка кромок тоньше 5 мм делается встык, без скашивания их; при сварке тонкого листового железа края отгибаются и сварка ведется по гребню. Между свариваемыми кромками независимо от толщины оставляется зазор шириной 2 — 3 мм (фиг. 121, б).
  Наплавленный металл не должен иметь признаков пережога. Такими признаками являются: потеря металлического блеска, темный цвет и наличие пор. Металл по шву должен иметь возможно мелкозернистое строение без раковин, пузырей и пленок и не иметь большого количества металлических брызг вдоль шва. В вентиляционном деле сварка применяется при изготовлении фундаментных конструкций и кронштейнов для установки вентиляционной аппаратуры, а также для соединения швов, циклонов и кожухов вентиляторов. Сварка воздуховодов взамен фальцовки также имеет большую будущность в связи с появлением аппаратов так называемой точечной и роликовой электросварки.
  При точечных аппаратах, как видно из фиг. 122, а, свариваемые изделия сжимаются между двумя электродами и при включении тока педалью происходит сварка в месте сжатия («точке»). У роликовых аппаратов (фиг. 122, б) электроды сделаны в виде роликов, сжимающих шов; ролики, двигаясь вдоль шва, производят оплошную сварку. Достоинства электросварки здесь очевидны: дешевизна, быстрота работы, высокое качество шва (прочного и плотного, чем устраняются подсосы воздуха), красивый внешний вид.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что мы называем пайкой?
  2. Какие бывают припои и какие из них применяются при пайке воздуховодов?
  3. Для чего служит флюс и какой флюс применяется при спайке железа, оцинкованного железа и луженого железа?
  4. Что мы называем «половинником» и «третником» и какова их точка плавления?
  5. Как приготовляется травленая кислота?
  6. Почему и чем очищают поверхность перед пайкой?
  7. Как различаются паяльники по форме и весу и где какой применяется?
  8. Как производится спайка и какой шов считается крепким и красивым?
  9. Как нагревают паяльник и какое горючее при этом употребляется?
  10. Для чего применяется лужение?
  11. Почему плохо облуженные поверхности нужно вторично облудить?
  12. Опишите порядок процесса лужения.
  13. Виды сварки и основные моменты ее производства?
  14. В чем заключается процесс точечной и роликовой электросварки?
  15. Преимущество электросварки?


предыдущая страница

оглавление

следующая страница