Клепка пайка металла

Неразъемные соединения: клепка, пайка, сварка, литейное

Клепка — соединение деталей заклепками

Заклепки кузнецы изготавливают индивидуально, подбирая определенную конфигурацию головок. Соединения клепкой выполняют односторонними или двусторонними заклепками — в зависимости от общей задумки изделия. Ведь, как и хомуты, заклепки являются не только соединительными элементами, но и элементами декора изделия. Головки заклепок декорируются фасонными кузнечными чеканами.

Технология изготовления заклепки проста: конец прутка круглого или квадратного сечения осаживают под будущую головку заклепки, а пруток вытягивают до нужного диаметра; лишнюю часть отрубывают зубилом и скругляют. Если в соединении лишь одна заклепка, ее делают квадратного сечения, чтобы детали не проворачивались относительно одна другой.

Существует способ клепанного соединения без собственно заклепки. В этом случае конец одной из соединяемых деталей является заклепкой. Ему с помощью оправок придают соответствующую форму (круглую или квадратную) и нужный размер. В другой детали делают отверстие такого же размера, в него вставляют головку первой детали. Расклепывают и декорируют заклепку фасонным чеканом.

Если изделие состоит из многих однотипных деталей и требует большого количества одинаковых заклепок, целесообразно изготовить матрицу для их тиражирования.

Заклепки можно украсить накладными элементами, изготовленными методом чеканки или художественного литья, припаяв их или приварив к шляпкам заклепок. Здесь фантазия художника по металлу неограниченна.

Если хомутик или шляпка заклепки несут кроме функциональной — соединительный элемент — и художественную нагрузку, то соединение способами пайки или сварки практически вообще незаметны. Зато именно это качество последних соединительных способов создает иллюзию абсолютно цельного изделия, хотя оно и состоит из множества деталей и фрагментов.

Этот способ соединения кованных деталей в единое изделие наиболее целесообразен при сборке тонких ажурных произведений художественной ковки.

Пайку ажурных конструкций производят на ровной асбестовой плите. Места спаек тщательно зачищают, нагревают и посыпают бурой. После разогрева детали в пламя горелки вводят присадочный пруток и оплавляют его конец до появления капель расплавленного металла, продолжая нагрев до заполнения припоем зазора соединения. И так — по всей линии пайки.

Припоем для пайки черных металлов обычно служит латунь, флюсом — прокаленная бура. Латунь — твердый припой, температура плавления — свыше 500ºС. Высококачественные паянные соединения получают, используя припои на основе серебра. Для пайки стали, меди, латуни и бронзы наиболее предпочтителен припой марки ПСр 45 (его состав в процентах по массе: серебро — 45, медь — 30, цинк — 25).

Температура начала плавления припоя — 933ºС, плавки — 998ºС.

Для пайки стали и меди используют медно-цинковый припой. Для спаивания соединений деталей из оцинкованной стали, меди и латуни, которые не подвергаются механическим нагрузкам, применяют мягкие, с низкой температурой плавления (ниже 400ºС) оловянно-свинцовые припои, в качестве флюсов — хлористый цинк, хлористый аммоний или их растворы. Раствор хлористого цинка: мелко нарезанный цинк размешивают в соляной кислоте до прекращения реакции. Состав такого флюса в процентах: хлористый цинк — 50, аммоний — 20, вода — 30.

Более высокое качество пайки обеспечивают мягкие припои с незначительной добавкой серебра. Составы в процентах:

ПСр3: серебро — 3, свинец — 97; температура плавления — 573-578ºС.

ПСр2: серебро — 2, кадмий — 5, олово — 30, свинец — 63; температура плавления — 498-508ºС.

После пайки налет флюса тщательно смывают.

В мастерской домашнего кузнеца желательно иметь сварочный аппарат, поскольку наиболее простое неразъемное соединение черных металлов получают электросваркой. Для соединения кованных деталей применяют электроды не более 3 мм. Максимальный электроток бытового сварочного аппарата — до 100 А, и этого вполне достаточно. Увеличение силы тока приведет к тому, что металл электрода будет разбрызгиваться и сварочный шов будет широким, портящим эстетику изделия. Мало того, перегрев электрода приведет к обсыпанию его обмазки, а при сварке тонких листовых элементов — к их сквозному прожиганию. При недостаточном токе образуется неравномерный и недостаточно полный сварочный шов, после зачистки которого изделие может рассыпаться, как карточный домик. Наиболее интенсивную силу тока можно применить при сварочных работах в положении снизу, а в верхнем ее нужно снизить на 20-25%.

Литейное соединение

Сварку стальных деталей расплавленным черным металлом в домашней кузнице производят, используя термитную смесь.

Рецепт: для приготовления 1 кг термитной смеси нужно 230 г зерен алюминиевого порошка и 770 г железной окалины.

Термитную смесь сжигают в шамотном тигле с огнеупорной крышкой с отверстием; длительность сжигания — 30 с. С поверхности расплава удаляют шлак, расплавленную сталь заливают в форму.

Скрытая литейная сварка (пайка). Этим способом можно соединить кованные детали или закрепить на основной детали декоративные элементы без видимого шва. В детали электродрелью сверлят отверстия; к ним прижимают художественные накладки, и через отверстия производят сварку (пайку) до сплавления детали с накладными украшениями. Никаких сварочных следов не остается. Таким же скрытым способом можно соединять и конструкционные кованые детали изделия замкнутой конфигурации. Например, корпус фонаря «под старину» или другого кованного светильника, решетка камина и др. В деталях второго плана сверлят отверстия, и сквозь них приваривают (припаивают) детали первого плана. Если детали заднего плана выполнены из листового металла до 1 мм, проделывать отверстия в них не нужно: его прожигает сварочная дуга.

Литейная сварка применяется также для неразъемного соединения деталей художественных отливок из меди, бронзы и латуни. Процесс сварки металлом сходен с производством отливок. Отливки в месте спайки зачищают с таким расчетом, чтобы между ними получился оптимальный зазор — не чрезмерный, но и достаточный для соединительной заливки в него расправленного металла. Место сварки подготовленных деталей заформовывают, производят предварительный подогрев формы и встык заливают расплавленную массу соединительного металла.

Литейные заклепки

В деталях в намеченных точках соединения сверлят отверстия. На одной из них напротив отверстия из гипсовой массы формуют головку будущей заклепки любой задуманной конфигурации, а на другой отверстие зенкуют. Затем детали соединяют, совмещая отверстия, и заливают расплавленный металл, который, соединив детали, заполняет гипсовую форму фигурной головки.

Соединение металлических деталей

Пайка. Для соединения различных металлических деталей часто применяется пайка (рис. 33 и 34). В процессе пайки швы между соединяемыми деталями заполняются расплавленными припоями — специальными металлическими сплавами, которые, затвердевая при охлаждении, прочно соединяют детали друг с другом.

Для достижения хорошего качества пайки необходимо тщательно подогнать друг к другу спаиваемые поверхности, так чтобы шов был как можно тоньше и полностью заполнялся бы расплавленным припоем.

Поверхности спаиваемых деталей необходимо перед пайкой тщательно очистить от ржавчины, грязи, жира, лакокрасочных покрытий, эмали, остатков старого припоя к т. п. Такую механическую очистку производят напильниками, металлическими щетками, шаберами, наждачной бумагой.

При спаивании проводов зачистку в месте пайки производят ножами или лезвиями безопасных бритв.

Чтобы предохранить поверхности спаиваемых деталей от окисления в процессе пайки, их покрывают жидкими, пастообразными или твердыми веществами — флюсами.

Запаянный шов должен быть чистым, сплошным и без наплывов излишнего припоя.

Все припои, применяемые при пайке, в зависимости от температуры плавления подразделяются на твердые, обеспечивающие высокую прочность соединения, и мягкие. К твердым припоям относятся сравнительно тугоплавкие медно-цинковые и серебряные припои (температура плавления от 690 до 800° и выше). Твердые припои в работах юных техников применяются редко, и потому на их использовании мы не останавливаемся.

Мягкие оловянно-свинцовые припои имеют температуру плавления, не превышающую 300°, и представляют собою, как показывает их название, сплавы олова и свинца. В эти припои для понижения температуры плавления добавляют небольшие количества висмута и кадмия, а для увеличения прочности немного сурьмы (1,5—2,5%).

Оловянно-свинцовый припой легко можно приготовить самим, сплавляя в нужных соотношениях олово и свинец. Для этого в небольшом железном ковшике на слабом огне расплавляют свинец. Усилив подогрев и хорошо размешивая расплавленный металл небольшими порциями, добавляют олово. Расплавленный припой быстро разливают в приготовленные формы в виде палочек или прутков, обычно трехгранных. Формы для отливки палочек припоя можно изготовить из картона, древесины, гипса, листового железа.

При соединении проводов, электрических шнуров и разных мелких деталей очень удобно производить пайку при помощи специальных паяльных паст. В таких пастах измельченный в мелкий порошок припой заранее в определенных пропорциях смешан с флюсом. При пайке небольших деталей, например проводов, можно обойтись без паяльника: зачищенные и соединенные детали покрываются по швам слоем пасты, после чего место соединения прогревается над пламенем спиртовки, таблетки сухого спирта, свечки или даже спички до тех пор, пока не расплавится припой.

Читайте также  Как выпрямить металлическую трубу?

Хорошую бескислотную паяльную пасту для пайки радиоаппаратуры, точных приборов и электрических проводов можно приготовить, растирая порошок или опилки припоя с небольшим количеством глицерина.

Наиболее употребительный флюс при пайке оловянно-сввнцовьши припоями — раствор хлористого цинка. Его можно получить, растворив одну часть хлористого цинка в трех-четырех частях дождевой или кипяченой воды. Однако чаще всего раствор хлористого цинка получают при помощи так называемого «травления» соляной кислоты металлическим цинком (почему этот раствор обычно называют «травленой кислотой»).

Для получения «травленой кислоты» пять частей концентрированной соляной кислоты разбавляют пятью частями мягкой воды (для этого необходимо кислоту подливать в воду, а не наоборот). В раствор добавляют (подальше от огня!) одну часть нарезанного мелкими кусочками металлического цинка. В результате химической реакции выделяется водород. Жидкость, как говорят, «кипит». Чтобы брызги кислоты при этом не попали на тело или одежду, приготовление травленой кислоты нужно производить в посуде достаточно большого объема. В растворе не должно быть соляной кислоты, так как она по окончании пайки будет разрушать металл. Поэтому при приготовлении травленой кислоты цинк следует брать с некоторым избытком.

Для предохранения поверхности изделий от ржавления под действием хлористого’ цинка к готовому раствору добавляют около 30% нашатырного спирта. Вливать нашатырный спирт нужно постепенно, по каплям, непрерывно взбалтывая при этом жидкость.

При пайке различных приборов, телефонной и телеграфной аппаратуры, радиолюбительских конструкций в качестве флюса в большинстве случаев применяют канифоль. Она не только предохраняет поверхность металла от окисления в процессе паяния, но, покрывая тонким слоем запаянный шов, служит также хорошей защитой от коррозии. Остатки канифоли на запаянных деталях не гигроскопичны и не проводят электрического тока, чего нельзя сказать о многих других флюсах.

В качестве флюса используют кусковую либо порошковую канифоль. Иногда применяют жидкий канифольный флюс — раствор канифоли в денатурированном спирте.

Простой паяльник в процессе работы периодически нагревают на примусе, газовой горелке, в пламени паяльной лампы и т. п. Электрические паяльники нагреваются непрерывно в процессе работы. Степень нагрева паяльника практически определяется прикосновением его рабочего ребра к куску нашатыря или кусочку припоя; если нашатырь при этом дымит (рис. 34, б),, а припой расплавляется, то нагрев паяльника достаточен.

Для работы рабочие грани паяльника предварительно залуживают, то-есть покрывают тонким сплошным блестящим слоем припоя. Благодаря такой полуде к рабочим граням разогретого паяльника в процессе работы пристает припой.

Слой полуды . время от времени приходится возобновлять. Залуживание паяльника удобно вести на куске нашатыря, в котором сделано углубление для припоя (рис. 33, е).

При паянии мягкими припоями работа производится следующим образом. На подготовленную поверхность шва наносят соответствующий флюс. Рабочие грани нагретого до’нужной температуры (350—400°) паяльника быстро натирают о кусок нашатыря. Затем одной из рабочих граней паяльника нажимают на кусочек припоя. Как только он расплавится и капельки припоя прилипнут к рабочим граням, медленно проводят паяльником по спаиваемому шву.

Для быстрой и непрерывной передачи тепла, необходимой для прогревания металла по линии шва, паяльник должен касаться поверхности деталей не узким ребром (жалом), а всей плоскостью одной из своих рабочих граней (рис. 34, г).

Необходимо тщательно следить за тем, чтобы расположение спаиваемых деталей и во время паяния и до полного остывания припоя оставалось неизменным. С этой целью применяют различные приспособления для временного скрепления соединяемых деталей — тиски, зажимы, струбцинки. Мелкие детали придерживают во время паяния плоскогубцами или укладывают на дощечку и прижимают друг к другу палочкой. При пайке некоторых мелких деталей, например проволочных выводов, сопротивлений, катушек и конденсаторов в радиоконструкциях, удобно придерживать детали при помощи обыкновенного пинцета, на концы которого надеты небольшие деревянные брусочки.

Чтобы ускорить остывание и затвердение припоя, поверхность швов после нанесения припоя смачивается паяльной жидкостью или водой. В тех случаях, когда пайка производилась с применением кислотных флюсов, детали, чтобы избежать коррозии, необходимо тщательно промыть горячей водой и просушить.

В радио- и электротехнических кружках часто приходится спаивать проводники, так как многие детали (катушки, сопротивления, конденсаторы и т. п.) имеют проволочные выводы.

Чтобы залудить конец провода, его зачищают, укладывают на кусок канифоли и проводят по нему паяльником, на . торый предварительно набирают припой (рис. 34, д). Применяют и другой способ: на паяльник берут каплю припоя, прикасаются им к канифоли и быстро, чтобы она ве успела выгореть, натирают концом паяльника подготовленное для залуживания место.

При спайке двух проводов надо концы их залудить, приложить один конец к другому i залить соединение припоем. Если нужно произвести пайку проводников к неподвижно закрепленным деталям (например, к лепесткам панелек), то при залуживании удобно пользоваться палочкой с кусочком канифоли аа конце (рис. 34, е). Залуженные детали

соединяют и к этому месту прижимают горячий паяльник с припоем.

Соединения на винтах и болтах. Соединение отдельных деталей в машинах, станках, приборах, моделях и других конструкциях нередко выполняется при помощи винтов и болтов (рис. 35).

Для удобства завинчивания в цилиндрических, конусообразных и сферических головках винтов и болтов имеются прорези (шлицы), в которые вставляются отвертки.

При завинчивании винтов и болтов с четырехгранными и шестигранными головками, так же как и при завинчивании таких же гаек, пользуются гаечными ключами, простыми и раздвижными. Гаечные ключи необходимо подбирать соответствующих размеров, иначе можно легко испортить как самый ключ, так и головку винта или гайки.

Для завинчивания винтов и болтов небольших размеров не следует пользоваться плоскогубцами и пассатижами, так как это портит грани гаек и головок и затрудняет использование ключей для отвинчивания к завинчивания винтов.

При соединении деталей болтами под головки болтов и гайки подкладывают шайбы. Шайбы предохраняют поверхности соединяемых деталей от повреждений.

Завинченная доотказа гайка, благодаря трению между гайкой и болтом на поверхности резьбы и между гайкой и деталью на поверхности их соприкосновения, удерживается от самоотвинчивания. Однако такое самоотвинчивание вполне возможно в тех случаях, когда конструкция подвергается ударам и сотрясениям. Чтобы избежать самоотвинчивания гаек, используют различные гаечные замки.

Простейший, наиболее часто употребляемый, но не всегда вполне надежный гаечный замок — контргайка, то-есть вторая гайка, туго, доотказа завинченная на тот же болт поверх первой гайки.

С этой же целью применяют шплинты. Шплинт вставляют в отверстие в болте, а чтобы он не выпал, концы его разводят в стороны (рис. 35, в). Иногда поверхность окрашивают краской, которая является хорошим средством против самоотвинчивания.

При разборке разъемных винтовых (или, как их еще называют, резьбовых) соединений могут встретиться случаи, когда разъединение деталей почему-либо затруднено. Бывает, что прорезь в головке винта или болта (шлиц) сильно срабатывается и отвертка соскакивает. В этом случае необходимо углубить прорезь ножовкой или под углом к старой ‘ прорези пропилить новую. Если почему-либо ножовкой воспользоваться нельзя, на край шлица наклонно ставят отвертку и, слегка ударяя по ней молотком, вывинчивают винт.

Случается, что гайка не отвинчивается потому, что резьба на болте и гайке заржавела. В таких случаях всю эту резьбу смачивают керосином и через полчаса-час, очистив резьбу на свободном конце болта тряпкой от ржавчины, повторяют попытку отвинтить гайку с помощью ключа. Если и в этом случае гайку отвернуть не удается, то устанавливают на краю, одной из ее граней зубило и легкими ударами молотка стараются сдвинуть гайку с места. После этого гайку отвинчивают ключом.

Если грани головок болта или гайки закруглены и ключ срывается (провертывается), две противоположные грани опиливают напильником под ключ меньшего размера.

Для растворения на винтовых соединениях нитрокраски или эмалей применяют специальные органические растворители — ацетон, смывку и т. д.

Читайте также  Металлические муфты на ПНД трубу

Заклепочные соединения. При помощи заклепок обычно соединяются детали из листового и полосового металла сравнительно небольшой толщины. Различают два вида соединения деталей (рис. 36): внахлестку, когда два листа (или две полосы) металла находят краями один на другой, и соединение встык, при котором детали соприкасаются.торцами, а для их соединения используются металлические накладки, перекрывающие шов. Эти накладки могут быть односторонние и двусторонние.

В конструкциях юных техников заклепки обычно ставят в один ряд (однорядный заклепочный шов) и в два ряда (двухрядный шов). В двухрядном шве заклепки располагают в шахматном порядке.

Для заклепочных соединений применяются заклепки из того же материала, что и соединяемые детали.

Для соединения деталей между собою в них после тщательной разметки просверливают сквозные отверстия, в которые вставляют заклепки.

Если для соединения используется большое число заклепок, то необходимо следить за тем, чтобы не произошло смещения деталей в процессе сверления отверстий. Для этого обычно просверливают сначала только два-три отверстия и временно соединяют детали при помощи фиксаторных болтов.

Устанавливают заклепки так: заклепку вставляют в заготовленное для нее сквозное отверстие и укладывают детали головкой заклепки, вниз на наковальню, настольную стальную плиту или другую массивную металлическую подкладку. Убедившись, что соединяемые детали плотно прилегают друг к другу, осаживают свободный конец заклепки ударами молотка, направленными по ее оси. Затем частыми и легкими ударами молотка с разных сторон и под разными углами к оси заклепки формуют вторую головку (ее принято называть замыкающей головкой).

Чтобы закладная головка заклепки в процессе работы не была смята, ее помещают на специальную поддержку (рис. 36, з), зажатую вертикально в тиски или вставленную в специальное отверстие наковальни. Поддержка представляет собою массивный стальной стержень, на верхнем конце которого имеется углубление, соответствующее по форме и величине головке заклепки. Поддержку легко можно заменить любой массивной стальной деталью. В Этом случае на ней специально заточенным сверлом соответствующего диаметра высверливают небольшое углубление.

Чтобы придать расклепываемой замыкающей головке заклепки правильную форму, используют оправку (обжимку) — стальной стержень, имеющий на нижнем конце углубление (лунку), точно соответствующее головке заклепки. Оправку ставят на расклепываемую головку и ударами молотка придают последней нужную форму (рис. 36, и).

Соединяемые заклепками детали должны быть хорошо пригнаны и плотно прижаты друг к другу до расклепывания заклепок, в противном случае шов может получиться неплотным. Слишком большая длина стержня заклепки приводит к образованию перекосов, тогда как недостаточная его длина снижает прочность замыкающей головки заклепки и, следовательно, прочность всего соединения. Длину заклепки надо подбирать так, чтобы подлежащий расклепыванию ко-. нец стержня выступал над поверхностью детали примерно на длину, равную диаметру заклепки.

Большое значение для качества соединения имеет, также соответствие диаметра отверстия, высверленного в деталях, диаметру самой заклепки: последняя должна плотно входить в это отверстие.

Стержень заклепки срезают перпендикулярно к ее оси. При косом срезе заклепка при расклепывании легко искривляется и соединение получается недостаточно прочным.

При склепывании тонких. листов металла лучшие результаты дает применение заклепок с плоскими головками. При склепывании деталей из жести и тонкого листового алюминия под обе головки каждой, заклепки обыкновенно подкладывают шайбы.

Если соединение не должно быть особенно прочным, а в материале могут быть отверстия, склепывание тонких листов общей толщиной до 2—3 мм можно производить при помощи обувных блочков (пистонов). Для закрепления (развальцовки) таких блочков применяют кернер (рис. 37).

При соединении деталей из тонкого листового материала с массивными деталями основная головка заклепки (то-есть закладная головка) должна располагаться со стороны более тонкого материала.

Другие книги раздела «Книги для учителя»: «Своими руками» «История науки и техники»

Базовые знания для сварщика

Пайка металлов была известна еще в глубокой древности. Ее применяли ювелиры для изготовления украшений и оружейники при производстве оружия.

Сущность процесса пайки заключается в создании жидкой прослойки из расплавленного припоя между паяемыми твердыми поверхностями. Жидкий припой смачивает поверхности и растекается в тонком зазоре между паяемыми деталями и после кристаллизации образует неразъемное соединение.

В технологии различают так называемую низкотемпературную пайку легкоплавкими припоями, главные образом на базе сплава олова и свинца, и высокотемпературную пайку легкоплавкими припоями, главным же 450° С.

В действительности процесс пайки гораздо сложнее, так как поверхности твердых деталей покрыты окисными пленками и жидкий металл припоя, тоже окисленный в процессе нагрева, не растекается по поверхностям паяемых деталей.

Только такие металлы, как золото и отчасти серебро, можно паять без применения флюсов для снятия окисных слоев. Это свойство золота часто используют в приборостроительной технологии: сначала изделие покрывают тонким слоем золота, а затем подвергают пайке.

Поверхностные слои при пайке удаляют с помощью флюсов — веществ, растворяющих окислы металлов или хотя бы нарушающих сплошность их слоя, чтобы растекающийся металл припоя мог проникнуть под них.

Применение флюсов типа нашатыря (NH4C1), буры (Na2B4О7) или смесей галогенидов активных металлов, образующих легкоплавкие системы, требует тщательного удаления флюсов после пайки, так как остатки флюсов могут вызвать усиленную коррозию.

Применяют также газообразные флюсы (BF3) — трехфтористый бор, использующийся при печной сварке в контейнерах. Восстановительные свойства водорода, как правило, использовать не удается, так как он сильно охрупчивает паяные соединения и вызывает пористость в паяном шве.

Разрабатывают также самофлюсующиеся припои, т. е. металлы, которые при повышенных температурах могут растворять окислы, отнимая этим самым кислород от окислов, образовавшихся на поверхности (добавки бора, алюминия и др.).

Удалению окисных пленок с поверхностей металлов содействует ультразвук, нарушающий их сплошность, что часто и используют на производстве (ультразвуковые паяльники).

Разрушению окисных пленок способствует вакуум; пайка в вакууме широко применяется в промышленности.

Взаимодействие металла с жидким припоем сопровождается растворением паяемого металла в припое и диффузией металла припоя в твердый паяемый металл; в результате этих обменных процессов состав припоя в паяном шве значительно изменяется, особенно при высокотемпературной пайке.

Можно создать такие композиции припоев, температура плавления которых за счет процессов диффузии существенно повышается в процессе пайки. Таким образом, температура распая может быть значительно выше температуры пайки, что очень важно для создания конструкций, работающих при высоких температурах.

При изготовлении паяных изделий особенно важно знать качество сборки под пайку, при которой должны быть гарантированы зазоры для заполнения их жидким припоем.

При широко применяемой так называемой капиллярной пайке используется способность жидкостей самопроизвольно подниматься в тонкие трубочки (капилляры) или плоские щели за счет сил поверхностного натяжения при наличии смачивания жидкостью твердой поверхности. На рис. 37 приведена схема взаимодействия жидкости с твердой поверхностью и с капилляром в зависимости от угла смачивания 0.

Рис. 37. Схема взаимодействия жидкого припоя с паяемой поверхностью.

При наиболее распространенной в производстве капиллярной пайке припой, расплавляясь, сам поднимается и заполняет зазоры между паяемыми изделиями. Если зазоры оставлены большие, то припой или не будет в них затекать, или будут получаться непропаи, т. е. частично спай будет отсутствовать. Наоборот, если зазоры будут очень малы, то скорость проникновения в них жидкого металла тоже будет очень мала и тоже могут получиться непропаи. Таким образом, существуют оптимальные размеры зазоров, обеспечивающие хорошее качество паяных соединений.

При высокотемпературной пайке в вакууме или в печах со специальной атмосферой (BF3) припой на паяемые поверхности наносят заранее или гальваническим путем, или напылением (металлизация).

При автоматизации процессов пайки особенно труден процесс сборки под пайку, от которого зависят качественные характеристики паяного изделия (прочность, электропроводность, устойчивость к коррозионным средам и т. д.).

Паяные соединения имеют очень малый уровень остаточных напряжений, так как все изделие подвергается одновременно нагреву и охлаждению. Однако довольно длительный термический цикл пайки (нагрев, выдержка, охлаждение) может разупрочнять металл изделия, особенно при высокотемпературной пайке (1000—1200° С).

Пайка в машиностроении и приборостроении применяется очень широко, начиная от пайки узлов реактивных двигателей и кончая микромодульными схемами современных полупроводниковых приборов.

Клепка пайка металла

Пайка. Представляет собой процесс соединения деталей с использованием специального присадочного скрепляющего материала — припоя и вспомогательного защитного материала — флюса.

Читайте также  Как правильно настроить резак для резки металла?

Применяются легкоплавкие и тугоплавкие припои.

Легкоплавкие припои (мягкие) изготовлены на основе сплава олова (О) со свинцом (С) и обозначаются буквами ПОС с цифрами, показывающими содержание олова в процентах. Их температура плавления меньше 500° С: Они служат для пайки стали, меди, цинка, свинца, олова, серого чугуна, алюминия, керамики, стекла и др. Соединения, выполненные легкоплавкими припоями, обладают герметичностью, но не особенно прочные. Для получения особых свойств в оловянно-свинцовые припои добавляют сурьму, висмут, кадмий и другие металлы. При слесарных работах чаще всего применяется припой ПОС-40.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Тугоплавкие припои (твердые) имеют температуру плавления более 500° С, предназначены для получения прочных соединений, стойких в температурных и коррозионных условиях. Ими ведется пайка стали, чугуна, меди, никеля и их сплавов. Они делятся на медно-цинко- вые (марки ПМЦ) и серебряные припои.

Флюсы предназначены для обеспечения смачивания поверхности металлов припоем, предохранения поверхности металлов и припоя от окисления при нагреве, растворения окисных пленок.

Имеются флюсы для мягких легкоплавких припоев (хлористый цинк, нашатырь, канифоль, пасты и др.), для твердых тугоплавких припоев (бура, борная кислота и др.), а также для пайки алюминиевых сплавов (смеси из фтористого натрия, хлористого лития, хлористого калия, хлористого цинка и др.), нержавеющей стали (смеси буры и борной кислоты), чугуна (смесь буры с хлористым цинком).

Процесс пайки металлов включает подготовку изделия, паяльника к пайке и саму пайку изделия.

Подготовка изделия состоит в очистке его поверхности от грязи, жиров, окислов, коррозии, окалины.

Такую очистку можно вести: – механическим путем с помощью наждачной бумаги, напильников, металлическими щетками, шлифовальными кругами, стальной или чугунной дробью; – путем химического обезжиривания с помощью разведенной водой венской извести, наносимой кистью на изделия; – путем химического‘травления при погружении изделия в растворы серной, соляной и других кислот; – с помощью ультразвука, действующего в ванне с растворителями.

Подготовка паяльника (рис. 3.6) включает заправку рабочей части под углом 30…40° с притуплением вершины, ее очистку от окалины и нанесение (облужение) на концевую часть припоя.

При пайке нельзя допускать недогрева и перегрева паяльника. В первом случае припой быстро остывает, образуя непрочное соединение, во втором (выше 500° С) образуется окалина и затруднено лужение рабочей части на паяльнике.

На плотно подогнанные детали жидкий флюс наносится кистью, а твердый (канифоль) — путем растирания при одновременном нагреве места пайки паяльником. Облуженным паяльником от прутка припоя забирают 2…3 капли расплавленного припоя и переносят к месту пайки, покрытому флюсом. После прогрева металла припой при перемещении паяльника растекается, заполняя зазоры шва. Остывший припой имеет блестящую поверхность. Выступы на припое снимают напильником.

При массовом производстве пайку деталей можно осуществлять погружением в ванну с расплавленным припоем.

Лужение. Сущность этой слесарной операции состоит в нанесении на деталь тонкого слоя олова или сплавов олова (со свинцом, цинком, висмутом и т. д.) с целью предохранения поверхностей от коррозии и окисления, придания им необходимых свойств, например, для декоративной обработки поверхности при изготовлении художественных изделий или подготовки поверхности подшипников перед заливкой баббитом, перед пайкой. Этот слой носит название полуда.

Рис. 3.6. Подготовка паяльника:
а — заправка рабочей части; 6 — очистка рабочей части хлористым цинком; в — нанесение припоя; 1 — хлористый цинк; 2 — припой

Перед лужением поверхности деталей обрабатывают до чистого металлического блеска либо нехимическим способом (напильниками, стальной или волосяной щеткой с мокрым песком, шлифованием) либо химическим способом с целью обезжиривания (в растворе каустической соды при кипении, венской известью, бензином и др.) и травления (в растворе соляной кислоты с подогревом). Процесс лужения осуществляется двумя способами (рис. 3.7): погружением в полуду (а), налитую в чистую посуду, с кусочками древесного угля (для защиты от окисления) и растиранием, путем предварительного нанесения паклей на поверхность детали хлористого цинка и последующего нанесения от прутка с подогревом припоя (в) и растирания его паклей (б). После лужения детали промывают водой и сушат.

Склеивание. В настоящее время склеиванию, т. е. неразъемному соединению деталей с помощью различных клеев, подвергают любые материалы, работающие в различных условиях.

В машиностроении используют клей марок БФ и ВС, а также карбинольные, бакелитовые, эпоксидные и термостойкие клеи.

Клей БФ-2 применяется при склеивании металлов, бакелита, текстолита, стекла и др. Им можно приклеить накладки муфт сцепления, осуществить заделки трещин и пробоин в корпусах редукторов. Клеи БФ-4 и БФ-6 предназначены для склеивания ткани, резины, фетра. Обладают небольшой прочностью.

Рис. 3.7. Лужение детали: а — способом погружения; в — нанесение припоя; б — растирание припоя паклей; 1 — кусочки древесного угля на полуде; 2 — припой

Клей ВС-10Т применим для приклеивания тормозных накладок, склеивания деталей, работающих при температуре до 300° С, во влажных условиях, при воздействии масел. Обладает прочностью и стойкостью.

Карбинольный клей используется для склеивания деталей из стали, чугуна, пластмасс и эбонита. Стоек против кислот, щелочей, спирта, воды, бензина и масел. Им склеивают аккумуляторные банки, детали карбюратора, заделывают трещины, отверстия. Нестоек к высокой температуре.

Бакелитовый лак применяется для приклейки прокладок в муфтах сцепления, склеивания пластмасс.

Эпоксидные клеи выпускают нескольких марок (ЭД-5Х ЭД-б, ЭД-40 и др.). Применяют для склеивания металлических и других деталей, используют при ремонте корпуса редукторов, заделки трещин, отколов, ликвидации износов в опорах.

Термостойкие клеи марок ВК-32-280, ИП-9, ВФК-9 предназначены для склеивания деталей из различных материалов, стойки к температуре, влажности.

Процессы склеивания деталей у различных клеев имеют много общего, но отличаются временем и температурой выдержки и некоторыми сопутствующими особенностями.

Клепка.

Назначение процесса клепки. Виды заклепок. Виды закрепочных швов. Инструмент и приспособления для ручной и механической клепки. Брак при клепке. Организация рабочего места, подбор инструмента и приспособлений.

Т/б при клепке. Работа учащихся. Сверление отверстий под заклепки. Закладывание заклепок, образование замыкающей головки.

Пайка, лужение, омеднение.

Вводный инструктаж. Назначение пайки. Пайка мягкими и твердыми припоями. Подготовка деталей к пайке.

Брак при пайке и меры его предупреждения.

Назначение лужения металлов. Лужение растиранием. Удаление полуды, нейтрализация и промывка. Брак при лужении и меры его предупреждения.

Организация рабочего места, подбор материалов и инструментов для пайки и лужения. Техника безопасности при пайке и лужении.

Омеднение нагреванием черных металлов. Брак при омеднении.

Работа учащихся. Подготовка рабочего места, материалов, инструментов и приспособлений к пайке и лужению. Пайка проводов и кабеля. Напайка наконечников и их лужение после пайки. Пайка и лужение других деталей.

Омеднение. Подготовка рабочего места, инструменты и приспособления. Соблюдение мер безопасности.

Комплексная работа.

Вводный инструктаж. Цель и задачи комплексной работы. Порядок выполнения комплексной работы. Изучение чертежа. Изучение технологического процесса изготовления деталей. Организация рабочего места и техника безопасности при выполнении комплексной работы.

Работы учащихся. Выполнение самостоятельной комплексной работы по изготовлению деталей по чертежам, эскизам и образцами (комплексная работа должна содержать максимальное количество слесарных операций).

Токарная обработка.

Вводный инструктаж. Виды токарных работ. Токарная обработка деталей и ее применение при ремонте промышленного оборудования.

Основные узлы и механизмы товарных станков, их назначение. Правила ухода за оборудованием станка. Управление станком и приемы работ на токарном станке. Установка деталей в центрах с поводковым патроном и в самоцентрирующем патроне.

Режущий инструмент и приспособления, применяемые при работе на токарных станках. Установка резцов в резцедержателе. Управление суппортом. Наладка станка на заданное число оборотов шпинделя, на заданную подачу. Заточка резцов. Контрольно-измерительный инструмент, применяемый для проверки заточки резцов. Проверка резцов шаблонами.

Организация рабочего места и техника безопасности при работе на токарных станках и заточке инструментов. Правила безопасности обращения с электроприводом станка. Обращение с охлаждающими жидкостями и смазками.

Работа учащихся. Управления в установке и креплении заготовок в патроне и в центрах. Крепление резца в резцедержателе. Упражнение в управлении станком во время работы. Черновая и чистовая обточка заготовок на проход. Обработка заготовок ступенчатой формы. Подрезка торца и снятие фаски на заготовке. Сверление отверстий. Проверка деталей проходными и непроходными калибрами.