Лужение металла. Паяные соединения

07.09.2023

Особенно в пищевой промышленности, поскольку олово стойкое против окисления, а большинство соединений, которые оно образовывает, безвредные.

Хлорное олово………………………………..3-4
Кислый виннокислый калий……………. до образования насыщенного раствора в воде
Вода………………………………………………1000

Изделия кипятят в растворе на протяжении 5-10 мин., куда их погружают в цинковых (оцинкованных) корзинках. Последние можно заменить железными, положив на дно кусочки цинка. Во время кипячения корзинки с изделиями периодически встряхивают. Луженые химическим способом детали промывают, а потом высушивают. При горячем способе лужения очищенное и протравленное изделие смачивают флюсом и погружают в расплавленное олово или же в нагретом состоянии натирают оловом.
Черные металлы перед лужением травят с начала в 4-5%-ному, потом в 2%-ном, а под конец – 0,5%-ном растворе соляной кислоты и поверхность смачивают активным флюсом, который состоит из таких веществ, частей к массе:

Хлористый цинк…………………………………4
Хлористый аммоний (нашатырь) …………1
Вода…………………………………………………..4

Если лудят большое количество изделий из черных металлов , после флюса их погружают в ванную с горячим жиром. Используют также флюс на вазелиновой основе, частей к массе:

Хлористый цинк ……………………………….1-2
Вазелин технический ……………………….10-15

Этот флюс нагревают до расплавлению вазелина, а потом наносят на поверхность.
Медные и латунные изделия перед щелочением можно обрабатывать
спиртовом растворе канифоли. Для этого берут, частей за массой:

Канифоль………………………………………………1
Спирт этиловый (виновный)……………………..4

Если к расплавленному олову прибавить 5-10 % висмута , то поверхность будет белой и блестящей. При лужении натиранием очищенный и протертый слабыми растворами кислоты изделие протирают флюсом и нагревают до температуры 250-260 °С. Кусочки олова кладут на горячую поверхность и растирают их тряпкой. Чтобы полудить алюминий, сначала готовят порошковидное олово. Расплавленное олово выливают в тряпку, составленную в несколько слоев, и растирают его, пока не образуется порошок, который смешивают с небольшим количеством наждака. Очищенное алюминиевое изделие натирают парафином, нагревают и натирают указанной смесью. При этом наждак снимает тоненькую пленку окисла, а олово хорошо пристает к алюминиевой поверхности.

Вы, наверное, замечали, что когда два соединенных между собой проводника, при долгой работе начинают греться. Особенно это заметно при увеличении мощности проходящего тока. Данное явление происходит при образовании оксидной пленки между проводниками, которая нарушает контакт. Недостаточный контакт между проводами, приводит к их нагреву. Для обеспечения долгого и надежного контакта, используют процесс лужения проводов.

Как залудить паяльник: особенности

Лудить, это значит покрывать металлические изделия тонким слоем олова, которое в свою очередь предотвращает процесс окисления металлических поверхностей. Но если брать во внимание облуживание паяльника, то тут процесс немного отличается.

Залуживание паяльника пошагово:

Подготовка поверхности;
Лужение.

Перед тем как облудить паяльник, необходимо подготовить рабочую поверхность. В первую очередь, если паяльник совершенно новый, нужно заточить жало устройства. Для того чтобы сделать это правильно, следует учитывать процессы в которых будет использоваться паяльник.

Жалу паяльника можно придать форму клина. Для этого жало вынимается из устройства, и при помощи напильника или электростанка, жало с двух сторон затачивается под углом до 40 0 . Если паяльник используется для работы с мелкими радиодеталями, то ему придают форму конуса, которая обеспечивает более удобную работу.

Обратите внимание! Ширина острия клина должна быть не менее одного миллиметра. Если жало в виде конуса, то рабочая площадь составляет около двух миллиметров.

Если заводская форма жала устраивает, то важно понимать, что все изделия на заводе изготовителе, покрывают патиной – оксид кислорода и меди, которая имеет зеленоватый оттенок. Перед лужением жала устройства, необходимо используя наждачную бумагу с мелким зерном, удалить данное покрытие.

После этого, жало устанавливается в устройство, и подключается к электросети. Необходимо дождаться равномерного прогрева свей поверхности жала, после которого и производиться лужение.

При нагревании до оптимальной температуры, жало устройства обрабатывают смолой или куском канифоли. Покрывается вся поверхность.

Лужение проводов: технология

Медь и ее сплавы со временем окисляются под воздействием кислорода. Для того чтобы соединения медных проводников в процессе работы не окислялись, необходимо их залудить оловом.

Для работы потребуется:

Паяльник;
Припой;
Флюс или канифоль.

Правильно залудить медный провод, получится только хорошо разогретым паяльником. Поэтому пред началом работ, включаем его в сеть и оставляем разогреваться.

После этого, в зависимости от материала обработки, выполняется следующее. Если медная жила покрывается канифолью, то ее помещают в емкость с данным материалом и нагревают паяльником. Если используется флюс, то провод покрывается жидким флюсом и прогревается паяльником.

Обратите внимание! Чем лучше прогрев металла, тем качественнее лужение медного проводника.

Затем, на разогретое жало паяльника берется необходимое количество олова и используя данное устройство, распределяется по всей поверхности обработанного провода.

Для того чтобы залудить медный кабель большого сечения, используют тигель (емкость для плавления). В этом случае, в разогретую емкость до температуры плавления олова, помещаются куски металла. Жила кабеля обрабатывается флюсом или канифолью и помещается в тигель. Таки образом, достигается, нормальный нагрев жилы и равномерное распределение олова по ее поверхности.

Что нужно и как залудить и припаять провода от наушников

Очень часто, под воздействием механических нагрузок, выходят из строя наушники. Эти приводит к обрыву слаботочных проводников. Данные проводники в устройстве, достаточно тонкие, поэтому технология лужения и пайки немного отличается.

Особенности работы:

Тонкое жало паяльника;
Использование канифоли;
Применение проволочного припоя.

Начать работу, следует с разборки старого девайса. В первую очередь отпаиваются оборванные проводники. Далее производится подготовка к пайке нового провода.

Так как, слаботочные проводники для наушников, для изоляции друг от друга покрывают лаком, то это в некоторой степени затрудняет процесс припаивания. Для этого, облегчения работ, необходимо удалить слой лака с проводов, тем самым подготовить металл для лужения.

Делается это при помощи разогретого паяльника с использованием канифоли. Жила провода, помещается в канифоль, и разогревается. Затем она кладется на ровную поверхность, на которой легкими движениями от изоляции к концу провода счищается слой лака.

Обратите внимание! Лак следует снять на такое расстояние, при котором касание проводников не приведет к их замыканию.

После этого, используя разогретый паяльник, тонким слоем олова покрываются провода. Стоит отметить, что залуженные провода наушников не только обеспечивают надежный контакт, но и процесс пайки значительно упрощается.

Луженая медь: характеристики и применение

Благодаря своим свойствам, медная проволока, нашла широкое применение, как в бытовых, так и промышленных масштабах. Главной особенностью меди, является устойчивость к различным механическим воздействиям, перепадам температуры и влиянию атмосферных осадков.

Но для улучшения показателей устойчивости меди, используют процесс лужения, при котором она покрывается тонким слоем олова, толщина которого варьируется 1 – 20 микрон.

Процесс лужения медной проволоки:

Очистка;
Лужение;
Выравнивание слоя олова;
Охлаждение;
Повторное выравнивание;
Упаковка.

В первую очередь, катушка с проволокой устанавливается на специальный подающий механизм, посредством которого, она проходит все необходимые процессы.

Сначала, проходя через специальные щетки, которые смачиваются раствором хлорида цинка, проволока очищается. Раствор хлорида цинка, получают путем растворения гранулированного цинка в соляной кислоте.

После того, как проволока прошла очистку, она проходит через ванну, наполненную расплавленным оловом. Данный способ, позволяет добиться равномерного распределения олова по всей поверхности металла.

Обратите внимание! Самым важным при лужении медной проволоки, является не допустить наплывы олова.

Затем, проволоку охлаждают. Происходит это при прохождении ее через ванну наполненную холодной водой. Данные процесс, выполняет функцию улучшения качества соединения олова с медной поверхностью проволоки.

После этого, проволока проходит вторичную обработку щетками, при которой проволока полностью избавляется от наплывов и при необходимости уменьшается ее диаметр.

На приемном механизме, проволока наматывается на катушку и упаковывается.

Как облудить подшипник оловом (видео)

Не имеет значения, какая конструкция у металлического изделия (провод или подшипник). Достаточно часто, корректная работа данных изделий зависит от качества соединения и материалов, которыми оно обработано.

Лужения металлов

К атегория:

Пайка

Лужения металлов

При разбавлении соляной кислоты водой следует придерживаться тех же правил, что и при разбавлении серной кислоты.

Для лужения и паяния применяют разбавленную в два раза водой травленую соляную кислоту. Травление соляной кислоты заключается в разведении в ней кусочков цинка, лучше до полного насыщения, т. е. до прекращения процесса дальнейшего растворения цинка. При намазывании мест спая и лужения травленой кислотой разведенный в ней цинк тонким слоем покрывает спаиваемую поверхность и улучшает соединения припоя с основным металлом.

Нашатырь (хлористый аммоний) при лужении употребляют в качестве флюса, т. е. вспомогательного вещества, очищающего поверхность металлических изделий от окислов и жиров.

Для лужения жестяных и стальных изделий с целью предохранения их от коррозии (ржавчины) применяют сплавы из олова и свинца или из олова, свинца и цинка (например 18 весовых частей олова и 82 части свинца; 71 весовая часть олова. 23 части свинца и 6 частей цинка; 45 весовых частей олова, 30 частей свинца и 25 частей цинка).

Для лужения художественных изделий применяется белая блестящая полуда из сплава, содержащего 90 весовых частей олова и 10 весовых частей висмута. Посуду для приготовления и хранения пищи лудят специальным припоем с высоким содержанием олова, точнее чистым оловом марок 01 или 02. Марка Ol содержит олова 99,9% и примесей не более 0,1%; марка 02- олова 99,5% и примесей не более 0,5%. Марка 01 применяется для лужения консервной жести, марка 02 - для лужения кухонной посуды и котлов для приготовления пиши.

Перед лужением производится подготовка поверхности, которая заключается в очистке ее от грязи, жиров и окислов, препятствующих хорошему соединению олова с облуживаемым металлом. Чем лучше.будет подготовлена поверхность под покрытие, тем ровнее и прочнее ляжет полуда. Подготовка производится механическим и химическим способами.

Механический способ состоит в том, что поверхность изделия очищают до получения чистого металлического блеска металлическими или щетинными щетками, шабером, наждачной бумагой (абразивной шкуркой).

Химическая подготовка заключается в травлении металла кислотами с целью придать ему чистый натуральный цвет. Поверхность изделий из стали, меди, латуни наиболее часто обрабатывают 20-30-процентным водным раствором серной кислоты в течение 20-30 мин. Медные и латунные изделия можно травить раствором, содержащим 10% серной кислоты, 5% калиевого хромпика и 85% воды. Травление производится в ваннах - стеклянных, металлических, эмалированных и др. Процесс травления таким раствором длится 1-2 мин.

По окончании травления тщательно промывают изделия в холодной воде, затем очищают их поверхности смоченным песком и промывают в горячей воде, нагретой до 70-80°.

Подготовленное изделие смазывают раствором хлористого цинка или травленой соляной кислотой и нагревают до температуры, при которой олово, вступив в соприкосновение с разогретым изделием, начнет плавиться и растекаться равномерно по всей покрываемой поверхности. Нагрев производится в горнах, лучше на древесном угле; можно вести нагрев и паяльными лампами.

Когда хлористый цинк на поверхности нагретого изделия закипит, на эту поверхность кладут полуду. Полуда плавится; в этот момент посыпают изделие порошкообразным нашатырем и тут же начинают растирать паклей расплавленное олово по поверхности, распределяя его равномерным слоем. Когда изделие остывает, его протирают смоченным песком, затем промывают водой и высушивают.

Рис. 1. Процесс лужения: а - нагрев деталей перед лужением, б - лужение растиранием, в - лужение погружением

Можно производить лужение, погрузив покрываемый предмет в расплавленную полуду. При этом способе подготовленное к лужению изделие сначала погружают в ванну с хлористым цинком, затем клещами вынимают его из ванны и, не давая хлористому цинку полностью стечь, погружают изделие в ванну с расплавленным оловом (рис. 1, в) и держат там столько времени, сколько нужно для того, чтобы оно хорошо прогрелось. После этого изделие извлекают из ванны и быстро встряхивают, чтобы удалить излишки олова. Когда изделие остынет, его погружают в воду для промывки и после этого сушат в древесных опилках.

Качество лужения зависит прежде всего от того, как очищена (протравлена) поверхность металла. Если из-за плохой очистки поверхности полуда в каком-либо месте не пристанет к металлу, это место необходимо зачистить напильником или шабером, снова нагреть и нанести олово либо натиранием, либо погружением.

Рассмотрим два примера лужения.

Лужение внутренней поверхности медного котла растиранием.

Эту работу надо производить следующим образом:
1) несильно нагреть котел так, чтобы его можно было держать рукой;
2) налить в котел раствор из 25 объемных частей соляной кислоты и 75 частей воды; с помощью волосяного помазка смочить раствором поверхность, подлежащую лужению; слить излишек кислоты в стеклянный сосуд;
3) обработать внутреннюю поверхность котла смоченным песком при помощи волосяной щетки;
4) промыть котел чистой водой и высушить; если на поверхности окажутся темные пятна, удалить их напильником или шабером;
5) смочить внутреннюю поверхность котла хлористым цинком, обсыпать ее порошкообразным нашатырем и на него положить кусочки олова;
6) нагреть котел равномерно над огнем до температуры плавления олова;
7) взять комок пакли, обмакнуть его в порошкообразный нашатырь и быстро протереть всю поверхность котла, равномерно распределяя приставшее к ней олово; если олово пристает плохо или совсем не пристает к поверхности котла, повторяют смазывание хлористым цинком, посыпают поверхность порошкообразным нашатырем, производят нагрев, наносят олово и растирают паклей;
8) облуженную поверхность протереть влажным песком, промыть чистой водой и высушить.

Лужение жестяного сосуда (снаружи и изнутри) погружением.

Данную работу следует производить так:
1) составить раствор для обезжиривания сосуда, для чего взять на каждый литр воды 100 г каустической соды;
2) нагреть обезжиривающий состав до 80-90°;
3) погрузить сосуд в обезжиривающую ванну и держать его там от 10 до 20 мин. в зависимости от степени загрязнения сосуда;
4) после обезжиривания сосуд хорошо промыть;
5) составить 5-7-процентный раствор соляной кислоты и нагреть его до температуры не более 40°;
6) погрузить сосуд в ванну и держать там от 25 до 55 мин., в зависимости от степени загрязнения сосуда;
7) после травления тщательно промыть сосуд в проточной воде;
8) приготовить флюс - 25-процентный раствор хлористого цинка;
9) погрузить сосуд в ванну с раствором хлористого цинка;
10) вынуть сосуд из ванны с хлористым цинком и медленно погрузить в ванну с расплавленным оловом; через 2-3 мин. вынуть сосуд из оловянной ванны и быстро встряхнуть, затем обтереть его паклей с порошкообразным нашатырем, чтобы получить ровный слой полуды; удалить излишки олова, промыть сосуд в проточной воде и высушить в древесных опилках.

Лужение находит широкое применение в таких отраслях промышленности, как авиационная, радиотехническая и электротехническая. Этому процессу также подвергаются изделия, используемые для приготовления и хранения пищи. Что такое лужение, для чего используется и как правильно проводится эта операция, и рассмотрим в данной статье.

Для чего делают лужение?

Лужение используют для защиты изделий от коррозии. Для этой процедуры применяют олово или его сплав со свинцом или другими компонентами. Слой, который наносят на металл, называется полудой.

Процедура лужения заключается в подготовке поверхности и последующем нанесении на нее полуды. Поверхность готовят в зависимости от требований, которые предъявляются к изделию и от метода покрытия оловом. Итак, что такое лужение? Это обработка поверхности металлического изделия тонким слоем олова или его сплавов для предохранения от коррозии и последующей припайки к нему других материалов.

Флюсующие вещества

Вещества, которые используются для очистки поверхности изделия перед лужением называют флюсами. Для этого применяют:

Хлористый аммоний - твердый материал белого цвета, не имеет запаха, хорошо растворяется в воде. Техническое название - нашатырь. Хорошо очищает поверхности из металла от жиров и оксидов.
Серная кислота - бесцветная маслянистая жидкость, отлично смешивается с водой. Для разведения кислоту медленно вливают в воду. При этом происходит бурная реакция с выделением большого количества тепла. Работать с веществом надо только в перчатках и защитных очках.
Кальцинированная сода - порошок в виде кристаллов, растворяется в воде с выделением тепла. Для хранения используют стеклянную тару с плотно закрытой крышкой. При попадании воздуха образуется налет.

Все эти вещества качественно очищают поверхность металлических изделий от оксидной пленки, чтобы провести лужение.

Химико-физические свойства олова

Олово - металл серебристо-белого цвета с голубым оттенком, относится к пластичным и ковким материалам. Его плотность составляет 7,3 г/см 3 . Брусок из чистого олова при сгибании издает характерный звук, напоминающий скрип снега под ногами. При содержании каких-то примесей в нем это свойство пропадает. В природе материал встречается только в виде соединений с сурьмой, медью, серой, железом и другими металлами. Одни примеси (железо и висмут) увеличивают хрупкость металла, а другие (цинк и медь) делают его пластичным. При какой температуре плавится олово?

Он легко превращается в жидкость при температуре 232 градуса. В чистом виде металл неактивно вступает в реакцию с кислородом и поэтому продолжительное время сохраняет блеск. Олово очень стойко по отношению к органическим кислотам и прекрасно противостоит атмосферным осадкам. Металл хорошо растворяется в серной и концентрированной соляной, однако с разбавленной кислотой взаимодействует слабо.

Олово и сплавы на оловянной основе

По химическому составу все олово делится на четыре марки:

01 - содержит примесей 0,1%;
02 - 0,5%;
03 - 1, 65%;
04 - 3,75%.

Для лужения чаще всего используют первые две марки. О1 - для жести и других металлов, 02 - для кухонной посуды. Облуженные оловом изделия обладают повышенной стойкостью к деформации, выдерживают изгибы и перегибы. Что такое лужение - это покрытие всей поверхности изделия слоем олова, что надежно защищает металл от ржавления. Для обработки изделий, не предназначенных для пищевых продуктов, к олову добавляют свинец или цинк. Такие сплавы хорошо предохраняют его от коррозии и стоят дешевле, чем олово. Для получения белой блестящей полуды используют висмутовые составы - 90 частей олова и 10 - висмута. Оловянно-висмутовые сплавы чаще всего применяют для обработки изделий, имеющих художественную ценность.

Инструменты для лужения

При обработке изделий оловом необходимо иметь следующие инструменты:

измерительные приборы - используют для определения размеров изделий;
лудильные клещи - удерживают детали;
шаберы и волосяные кисти - очищают изделия;
паяльные лампы - нагревают поверхности.

Процесс нанесения олова на предметы без этих простых приспособлений невозможен.

Подготовка

Что такое лужение? Это процесс покрытия тонким слоем расплавленного олова поверхности изделия, для защиты его от коррозии. Эта процедура пройдет тем успешнее, чем лучше будет зачищена поверхность детали. Перед покрытием оловом проводят следующую обработку:

Очистку от окалины и грязи. Для этого используют щетки и шаберы.
Убирают все неровности с помощью абразивного круга или шкурки.
Химическое обезжиривание. Производят каустической содой, растворяя 10 г порошка в литре воды. В кипящий раствор опускают деталь на 15 минут.
Минеральные масла убирают керосином или бензином.
Латунные, стальные и медные изделия очищают подогретой серной кислотой, опуская изделие в раствор на 20 минут.

После обработки детали промывают холодной водой, очищают влажным песком и только потом моют в горячей воде. Процедура подготовки заканчивается просушкой.

Лужение изделия горячим способом

Существует два метода горячего лужения изделий, которые заранее подготовлены для этой процедуры:

Лужение растиранием. На поверхность изделия наносят флюс, в качестве которого используют хлористый цинк, и нагревают равномерно изделие паяльными лампами до температуры плавления олова, наносимого от прутка. От соприкосновения с нагретым изделием оно плавится. Затем паклю обсыпают порошкообразным нашатырем и растирают ею нагретую поверхность до равномерного распределения полуды. Закончив лужение, изделие охлаждают, натирают влажным песком, после чего промывают водой и сушат.
Лужение погружением. После обработки детали во флюсе ее сразу опускают в ванну для лужения. В ней находится жидкое олово, нагретое выше температуры плавления металла до 270-300 градусов. Нахождение изделия в жидком растворе зависит от его размеров и толщины материала, из которого оно изготовлено. Процесс в среднем занимает от 30 секунд до 1 минуты. Необходимо, чтобы уровень лудильной жидкости был выше обрабатываемого предмета на 40 мм. Излишки полуды снимают паклей с порошкообразным нашатырем. После этого, обработанный предмет промывают чистой водой и высушивают.

Маленькие изделия лудят способом погружения, а большие - растиранием.

Наконечник луженый

Кабельные наконечники используются для оконцовки кабелей и проводов. В зажимах он предназначается для подготовки конца кабеля к совмещению и фиксации с жилой. Для промышленных условий наконечники выпускаются из меди и алюминия и их сплавов. Алюминий устойчив в коррозии, а для увеличения срока службы медных изделий их лудят. в отличие от медного наконечника, подойдет для использования в неблагоприятных климатических условиях.

Кроме того, такие приспособления имеют повышенную устойчивость к агрессивным химическим веществам: соляной, азотной и серной кислоте. Они не подвергаются окислению при длительном хранении и эксплуатации, устойчивы к влаге.

Заключение

С изделиями, обработанными методом лужения, люди встречаются повседневно. Это предметы кухонной утвари: столовые приборы, кухонная посуда, консервные банки и другие изделия, связанные с длительным хранением и транспортировкой пищевых продуктов. Не меньшее применение лужение находит в сферах народного хозяйства. Олово предохраняет контакты деталей радиоаппаратуры от окисления, используется для защиты кабелей и проводов, изготовления жести. Кроме этого, покрытие оловом обеспечивает пластичность материалу, он легко обрабатывается штамповкой, вальцовкой вытяжкой и пайкой.

Пайка позволяет соединять в единое изделие элементы из разных металлов и сплавов, обладающих различными физико-механическими свойствами. Например, методом пайки можно соединять малоуглеродистые и высокоуглеродистые стали, чугунные детали со стальными, твердый сплав со сталью и т. д. Особо следует отметить возможность соединения путем пайки деталей из алюминия и его сплавов. Широко применяется метод напайки пластинок твердого сплава к державкам при изготовлении режущего инструмента.

В условиях домашней мастерской пайка – самый доступный вид образования неподвижных неразъемных соединений. При пайке в зазор между нагретыми деталями вводится расплавленный присадочный металл, называемый припоем. Припой, имеющий более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы, смачивая поверхность деталей, соединяет их при охлаждении и затвердевании. В процессе пайки основной металл и припой, взаимно растворяясь друг в друге, обеспечивают высокую прочность соединения, одинаковую (при качественном выполнении пайки) с прочностью целого сечения основной детали.

Процесс пайки отличается от сварки тем, что кромки соединяемых деталей не расплавляются, а только нагреваются до температуры плавления припоя.

Для осуществления паяных соединений необходимы: паяльник электрический или с непрямым подогревом, паяльная лампа, припой, флюс.

Мощность электрического паяльника зависит от размера соединяемых деталей, от материала, из которого они изготовлены. Так, для паяния медных изделий небольших размеров (например, проволоки сечением в несколько квадратных миллиметров) достаточно мощности 50–100 Вт, при пайке электронных приборов мощность электрического паяльника должна быть не более 40 Вт, а напряжение питания – не более 40 В, для пайки крупных деталей необходима мощность в несколько сот ватт.

Паяльная лампа используется для нагрева паяльника с непрямым подогревом и для прогрева паяемых деталей (при большой площади пайки). Вместо паяльной лампы можно использовать газовую горелку – она более производительна и надежна в эксплуатации.

В качестве припоя чаще всего используются оловянно-свинцовые сплавы, имеющие температуру плавления 180–280 °C. Если к таким припоям добавить висмут, галлий, кадмий, то получаются легкоплавкие припои с температурой плавления 70–150 °C. Эти припои актуальны для пайки полупроводниковых приборов. При металлокерамической пайке в качестве припоя используется порошковая смесь, состоящая из тугоплавкой основы (наполнителя) и легкоплавких компонентов, которые обеспечивают смачивание частиц наполнителя и соединяемых поверхностей. В продаже имеются и сплавы в виде брусков или проволоки, которые представляют собой симбиоз припоя и флюса.

Использование в процессе пайки флюсов основано на их способности предотвращать образование на поверхностях деталей окисной пленки при нагреве. Они также снижают поверхностное натяжение припоя. Флюсы должны отвечать следующим требованиям: сохранение стабильного химического состава и активности в интервале температур плавления припоя (то есть флюс под действием этих температур не должен разлагаться на составляющие), отсутствие химического взаимодействия с паяемым металлом и припоем, легкость удаления продуктов взаимодействия флюса и окисной пленки (промывкой или испарением), высокая жидкотекучесть. Для пайки различных металлов характерно использование определенного флюса: при пайке деталей из латуни, серебра, меди и железа в качестве флюса применяется хлористый цинк; свинец и олово требуют стеариновой кислоты; для цинка подходит серная кислота. Но существуют и так называемые универсальные припои: канифоль и паяльная кислота.

Детали, которые предполагается соединить методом пайки, следует должным образом подготовить: очистить от грязи, удалить напильником или наждачной бумагой окисную пленку, образующуюся на металле под воздействием воздуха, протравить кислотой (стальные – соляной, из меди и ее сплавов – серной, сплавы с большим содержанием никеля – азотной), обезжирить тампоном, смоченным в бензине, и только после этого приступать непосредственно к процессу пайки.

Нужно нагреть паяльник. Нагрев проверяется погружением носика паяльника в нашатырь (твердый): если нашатырь шипит и от него идет сизый дым, то нагрев паяльника достаточный; ни в коем случае нельзя перегревать паяльник. Носик его при необходимости следует очистить напильником от окалины, образовавшейся в процессе нагревания, погрузить рабочую часть паяльника во флюс, а затем в припой так, чтобы на носике паяльника остались капельки расплавленного припоя, прогреть паяльником поверхности деталей и облудить их (то есть покрыть тонким слоем расплавленного припоя). После того как детали немного остынут, плотно соединить их между собой; снова прогреть место пайки паяльником и заполнить зазор между кромками деталей расплавленным припоем.

Если необходимо соединить методом пайки большие поверхности, то поступают несколько иначе: после прогревания и облуживания места спайки зазор между поверхностями деталей заполняют кусочками холодного припоя и одновременно прогревают детали и расплавляют припой. В этом случае рекомендуется периодически обрабатывать носик паяльника и место пайки флюсом.

О том, что паяльник перегревать недопустимо, уже говорилось, а почему? Дело в том, что перегретый паяльник плохо удерживает капельки расплавленного припоя, но не это главное. При очень высоких температурах припой может окислиться и соединение получится непрочным. А при пайке полупроводниковых приборов перегрев паяльника может привести к их электрическому пробою, и приборы выйдут из строя (именно поэтому при пайке электронных приборов используют мягкие припои и воздействие разогретого паяльника на место пайки ограничивают 3–5 секундами).

Когда место спайки полностью остынет, его очищают от остатков флюса. Если шов получился выпуклым, то его можно выровнять (например, напильником).

Качество пайки проверяют: внешним осмотром – на предмет обнаружения непропаянных мест, изгибом в месте спая – не допускается образование трещин (проверка на прочность); паяные сосуды проверяют на герметичность заполнением водой – течи не должно быть.

Существуют способы пайки, при которых используется твердый припой – медно-цинковые пластины толщиной 0,5–0,7 мм, или прутки диаметром 1–1,2 мм, или смесь опилок медно-цинкового припоя с бурой в соотношении 1: 2. Паяльник в этом случае не используется.

Первые два способа основаны на применении пластинчатого или пруткового припоя. Подготовка деталей к паянию твердым припоем аналогична подготовке к пайке с использованием мягкого припоя.

Далее на место спайки накладываются кусочки припоя и спаиваемые детали вместе с припоем скручиваются тонкой вязальной стальной или нихромовой проволокой (диаметром 0,5–0,6 мм). Место паяния посыпается бурой и нагревается до ее плавления. Если припой не расплавился, то место паяния посыпается бурой вторично (без удаления первой порции) и нагревается до расплавления припоя, который заполняет зазор между спаиваемыми деталями.

При втором способе место паяния нагревают докрасна (без кусочков припоя), посыпают бурой и подводят к нему пруток припоя (продолжая нагрев): припой при этом плавится и заполняет щель между деталями.

Еще один способ пайки основан на применении в качестве припоя порошкообразной смеси: подготовленные детали нагревают в месте пайки докрасна (без припоя), посыпают смесью буры и опилок припоя и продолжают нагревать до плавления смеси.

После паяния любым из трех предложенных способов спаянные детали охлаждают и очищают место пайки от остатков буры, припоя и вязальной проволоки. Проверку качества паяния производят визуально: для обнаружения непропаянных мест и прочности слегка постукивают спаянными деталями по массивному предмету – при некачественной пайке в шве образуется излом.

Разновидности паяных соединений показаны на рис. 53.

Рис. 53. Конструкции паяных соединений: а – внахлестку; б – с двумя нахлестками; в – встык; г – косым швом; д – встык с двумя нахлестками; е – в тавр.

В большинстве случаев детали сначала подвергают лужению, что облегчает последующую пайку. Схема процесса лужения показана на рис. 54.

Рис. 54. Схема лужения паяльником: 1 – паяльник; 2 – основной металл; 3 – зона сплавления припоя с основным металлом; 4 – флюс; 5 – поверхностный слой флюса; 6 – растворенный окисел; 7 – пары флюса; 8 – припой.

Однако лужение можно использовать не только как один из этапов паяния, но и как самостоятельную операцию, когда вся поверхность металлического изделия покрывается тонким слоем олова для придания ему декоративных и дополнительных эксплуатационных качеств.

В этом случае покрывающий материал носит название не припоя, а полуды. Чаще всего лудят оловом, но в целях экономии в полуду можно добавить свинец (не более трех частей свинца на пять частей олова). Добавление в полуду 5 % висмута или никеля придает луженым поверхностям красивый блеск. А введение в полуду такого же количества железа делает ее более прочной.

Кухонную утварь (посуду) можно лудить только чисто оловянной полудой, добавление в нее различных металлов опасно для здоровья!

Полуда хорошо и прочно ложится только на идеально чистые и обезжиренные поверхности, поэтому изделие перед лужением необходимо тщательно очистить механическим способом (напильником, шабером, шлифовальной шкуркой до равномерного металлического блеска) либо химическим – подержать изделие в кипящем 10 %-ном растворе каустической соды в течение 1–2 минут, а затем поверхность протравить 25 %-ным раствором соляной кислоты. В конце очистки (независимо от способа) поверхности промывают водой и сушат.

Сам процесс лужения можно осуществлять методом растирания, погружения или гальваническим путем (при таком лужении необходимо использование специального оборудования, поэтому гальваническое лужение на дому, как правило, не осуществляется).

Метод растирания заключается в следующем: подготовленную поверхность покрывают раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря и нагревают до температуры плавления олова.

Затем следует приложить оловянный пруток к поверхности изделия, распределить олово по поверхности и растереть чистой паклей до образования равномерного слоя. Необлуженные места пролудить повторно. Работу следует выполнять в брезентовых рукавицах.

При методе лужения погружением олово расплавляют в тигле, подготовленную деталь захватывают щипцами или плоскогубцами, погружают на 1 минуту в раствор хлористого цинка, а затем на 3–5 минут в расплавленное олово. Извлекают деталь из олова и сильным встряхиванием удаляют излишки полуды. После лужения изделие следует охладить и промыть водой.

Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по металлу