Технология защиты металла лужением, работа паяльником

Лужение: суть технологии и область ее применения. Основные преимущества метода. Инструменты и пасты, применяемые для обработки металла. Горячее лужение и гальваническая ванна – сравнение и характеристики. Особенности технологического процесса лужения металла.

Лужение – это технология антикоррозийной защиты металла от взаимодействия с окружающей средой. Роль барьера выполняет тонкий слой олова или сплавы на его основе. Защитная металлическая пленка, наносимая на заготовку, называется «полуда». В некоторых случаях данный метод используют в качестве подготовительной процедуры перед паяльными работами.

В статье можно найти развернутый ответ на вопрос, что такое технология лужения. Также будут рассмотрены способы выполнения обработки и особенности технологического процесса.

Назначение и преимущества

Лужение металла оловом применяется в следующих отраслях промышленности:

1. Электроника и радиотехника. Олово защищает платы от коррозии.
2. Авиация и машиностроение. Многие элементы конструкции станков и летательных аппаратов подвергают обработке.
3. Кабельно-проводниковая. Помимо резиновой изоляции олово предохраняет металлические проводники от воздействия серы, которая содержится в резине и пластике.
4. Пищевая. Практические все кухонные принадлежности, имеющие отношение к приготовлению пищи, защищают с помощью специального пищевого олова, которое не несет угрозы для здоровья человека. Также оловом покрывают емкости, предназначенные для изготовления консервов: это увеличивает срок их хранения – многие солдаты срочной службы помнят советскую тушенку пятидесятых годов, которая до недавних пор находилась на военных складах как неприкосновенный запас.

Оловянное покрытие используют в качестве средства предварительной обработки подшипников перед их заливкой баббитом. Также лужение – неотъемлемая часть технологической цепочки выполнения беззазорного соединения, которое называют фальцевым швом.

Однако наибольшую популярность технология лужения приобрела в качестве средства для предварительной подготовки перед пайкой. Это обусловлено следующими причинами:

1. Производительность. Современные технологии позволяют выполнить лужение большого числа элементов за короткий промежуток времени – недаром его активно применяют на массовом производстве.
2. Надежность. Химическая инертность олова обеспечивает надежную защиту от влаги, солей и органических кислот.
3. Стойкость покрытия. Олово и его сплавы обладают высокой адгезией к любой к металлической поверхности. Пластичный слой не разрушается под действием механической обработки детали.
4. Термостойкость. Луженое покрытие выдерживает значительные перепады температур.

Металлы и сплавы для лужения

Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Основные способы лужения

Существуют два метода нанесения защитного покрытия:

• горячий;
• гальванический.

Рассмотрим их подробнее.

Горячее лужение

Горячее лужение считают классическим способом, поскольку именно с него начиналось развитие технологии. В зависимости от условий выполнения работ защитный слой может быть нанесен двумя методами:

1. Погружение. Заготовку опускают в резервуар с оловом, нагретым до рабочей температуры.
2. Растирание. Сплав наносят непосредственно на подготовленную деталь, после чего равномерно распределяют по всей поверхности.

Горячий способ отличается своей простотой. Для выполнения работ не нужно приобретать специального инструмента или обладать профессиональными знаниями. Основной недостаток – неравномерное покрытие заготовки. Это справедливо как для погружения, так и для растирания. Особенно ярко он проявляется при обработке деталей со сложной криволинейной поверхностью.

Кроме того, данный способ особенно требователен к чистоте рабочего сплава. Чужеродные элементы, попадающие в рабочую смесь, удалить практически невозможно.

Гальваническая обработка

• равномерное распределение сплава по всей плоскости;
• толщина слоя регулируется с помощью изменения параметров тока;
• отсутствуют ограничения по сложности поверхности обрабатываемых изделий;
• экономный расход смеси;
• защитный слой обладает лучшими параметрами.

Единственный минус данного способа – высокая себестоимость, поскольку рабочий процесс сопровождается большим расходом энергии, а для контроля необходимо постоянное присутствие специалиста высокой квалификации.

Технология лужения металла

Процесс лужения разделяют на два этапа:

1. Предварительная подготовка поверхности.
2. Обработка изделия.

Технология выполнения работ такова, что малейшая небрежность на любом этапе окажет сильное влияние на результат. Некачественная подготовка изделий влияет на адгезию слоя олова, покрывающего металл: он прослужит гораздо меньше положенного срока. При ошибках в процессе обработки металла слой полуды не будет иметь заданной толщины и не сможет справиться с поставленными задачами. Свои нюансы имеются на всех стадиях выполнения работ.

Подготовка изделий

Допускается применение пескоструйной обработки, а также прочих методов абразивной очистки.

Для финишной обработки применяют мелкозернистые абразивные полотна, чтобы получить максимально гладкую поверхность.

В качестве химических очистителей используют предварительно разогретые натриевые составы. Непосредственно перед проведением обработки проводят процедуру травления с помощью серной кислоты.

Растирание и погружение

1. Хлорид цинка наносят на поверхность и разогревают паяльной лампой или иным доступным способом.
2. По достижении точки кипения в соль добавляют припой, который расплавляется под воздействием высокой температуры.
3. Следом добавляют порошок хлористого аммония.
4. Состав равномерно распределяется по рабочей поверхности.

При погружении применяют специальные лудильные емкости, в которых олово достигает рабочей температуры. Толщина защитного слоя зависит от продолжительности времени нахождения изделий в ванной.

Лужение и пайка

1. Горелка или другой источник огня.
2. Паяльник.
3. Расходные материалы.

Расходными материалами для выполнения работ является флюс, припой и канифоль. Лужение паяльником выполняют путем расплавления припоя горячим наконечником инструмента. Благодаря физическим свойствам олова для этого не требуется интенсивной обработки. Под действием температуры припой становится жидким, стекая на рабочую поверхность, образуя паяльную ванну. Распространение рабочего состава регулируется движением паяльника.

После использования всего состава рабочую плоскость протирают ветошью. Это необходимо сделать сразу же, пока поверхность еще горячая. Данная процедура поможет равномерно распределить состав.

Лужение кузова автомобиля

Для выполнения работ следует тщательно подготовить обрабатываемую поверхность. Она не должна содержать следов краски, масла или чужеродных частиц.

Во избежание окисления элементов кузова используют флюс на основе хлорида цинка.

На обработанный участок наносят защитный оловянный слой. Для этого выпускается специальная паста для лужения автомобилей.

После всех процедур выполняют пайку элементов кузова.

Защита металлических изделий слоем олова – необходимая процедура, которая предшествует пайке. Сплав обеспечивает надежную защиту от агрессивного воздействия кислот и солей. Наиболее прогрессивным способом нанесения покрытия считают гальванический метод. Горячую технологию используют преимущественно для домашних работ радиолюбители.

А вы пробовали выполнять обработку поверхности оловом самостоятельно? Расскажите, добились ли вы необходимого качества и с какими трудностями столкнулись в процессе выполнения работ.

О технологии лужения при проведении пайки кузовных деталей

О технологии лужения при проведении пайки кузовных деталей

При кузовном ремонте одним из способов соединения деталей (металлических, металлизированных) является пайка. Этот технологический процесс осуществляется благодаря расплавленному припою. При затвердевании его, вследствие диффузии в основной металл, происходит надежное соединение скрепляемых деталей автомобиля. Во время выполнения таких работ температура плавления припоя намного ниже, чем у основного металла, который не расплавляется. О процессе работы и лужении кузова автомобиля при ее проведении рассказано далее.

Преимущества лужения и пайки кузова

Сви­нец не жела­тель­но при­ме­нять на тон­ком метал­ле или быть осто­рож­ным, что­бы не пере­греть тон­кий листо­вой металл, тем самым, осла­бив его. Теп­ло­вой дефор­ма­ции могут под­вер­гать­ся осо­бен­но плос­кие пане­ли, так как име­ют мень­шую жёст­кость, в срав­не­нии с выпук­лы­ми фор­ма­ми и пане­ля­ми, име­ю­щи­ми рёб­ра жёст­ко­сти.

p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

Про­цесс луже­ния и пай­ки кузо­ва (нане­се­ние при­поя):

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

• Сна­ча­ла поверх­ность долж­на быть очи­ще­на от крас­ки и воз­мож­ной ржав­чи­ны. Исполь­зуй­те ней­ло­но­вый зачист­ной круг, кото­рый не уда­ля­ет металл при чист­ке. Зачи­щай­те поверх­ность мини­мум на 5 см с запа­сом по кра­ям. Про­три­те поверх­ность обез­жи­ри­ва­те­лем или аце­то­ном.
• Нане­си­те кистью флю­со­вую пас­ту для при­поя на ремон­ти­ру­е­мую область с запа­сом по кра­ям.
• Далее поверх­ность с нане­сён­ной пас­той разо­гре­ва­ет­ся про­па­но­вой горел­кой (или дру­гим источ­ни­ком пла­ме­ни или горя­че­го воз­ду­ха) до момен­та, когда при­об­ре­тёт сереб­ри­сто-корич­не­вый пени­стый вид. Когда это про­изой­дёт, возь­ми­те чистую хлоп­ко­вую тряп­ку и вытри­те излиш­ки флю­са. Чистой хлоп­ко­вой тряп­кой нуж­но раз­ров­нять слой и сте­реть остат­ки флю­са. Долж­но полу­чить­ся ярко-сереб­ри­стое покры­тие. Важ­но не пере­гре­вать пас­ту для луже­ния, ина­че пас­та будет сожже­на и её при­дёт­ся счи­щать и нано­сить зано­во. Пла­ме­нем нуж­но водить, не задер­жи­ва­ясь на одном месте. Нуж­но исполь­зо­вать толь­ко кон­чик пла­ме­ни.
• Мож­но при­ме­нить дру­гой метод луже­ния метал­ла кузо­ва. Нуж­но нагреть панель (не докрас­на). После разо­гре­ва поверх­но­сти исполь­зуй­те мед­ную мочал­ку для посу­ды, что­бы нане­сти флю­со­вую пас­ту. Удер­жи­вая плос­ко­губ­ца­ми или зажи­мом для свар­ки, её нуж­но намок­нуть во флю­со­вую пас­ту и начать про­ти­рать нагре­тую поверх­ность, про­дол­жая под­дер­жи­вать нагрев пане­ли пла­ме­нем. После луже­ния, остат­ки от флю­са нуж­но тща­тель­но смыть с поверх­но­сти рас­тво­ром горя­чей воды с содой.
• Нуж­но пред­ва­ри­тель­но под­го­то­вить дере­вян­ный блок для раз­рав­ни­ва­ния нане­сён­но­го при­поя. Если он не новый и уже исполь­зо­вал­ся, то нуж­но убрать остат­ки соста­ва, предот­вра­ща­ю­щим при­ли­па­ние к при­пою, кото­рый был на него нане­сён в про­шлый раз. Для это­го мож­но отшли­фо­вать его круп­но­зер­ни­стой шли­фо­валь­ной бума­гой. Подош­ва бло­ка долж­на быть чистой и ров­ной. Далее его нуж­но сма­зать жиром (или пче­ли­ным вос­ком), что­бы он не при­ли­пал к при­пою, а лег­ко сколь­зил по его поверх­но­сти. В про­цес­се рабо­ты, может пона­до­бить­ся сно­ва нане­сти смаз­ку.

Нане­се­ние и раз­гла­жи­ва­ние при­поя.

• Тех­но­ло­гия нане­се­ния при­поя может быть раз­ной. Мож­но нагреть панель и при­пой и нане­сти его на поверх­ность гор­ка­ми в несколь­ких местах. Потом сно­ва нагреть эти гор­ки и раз­ров­нять дере­вян­ным бло­ком. Есть дру­гой спо­соб. Нуж­но разо­греть поверх­ность кузо­ва, поста­вить стер­жень при­поя под углом 45 гра­ду­сов к поверх­но­сти и разо­греть его кон­чик до момен­та, когда он нач­нёт пла­вить­ся. Далее нуж­но наплав­лять при­пой полос­ка­ми, дви­гая при­пой вдоль поверх­но­сти.
• После нане­се­ния поло­сок нуж­но сно­ва разо­греть при­пой и начать раз­рав­ни­вать дере­вян­ным бло­ком, под­дер­жи­вая нуж­ную тем­пе­ра­ту­ру.

Раз­гла­жен­ный при­пой (сле­ва) и при­пой, обра­бо­тан­ный кузов­ным напиль­ни­ком (спра­ва).

• При обра­бот­ке боль­шой пло­ща­ди, мож­но удер­жи­вать в руке несколь­ко стерж­ней при­поя. Как и в слу­чае со шпа­клёв­кой, нано­сить при­пой нуж­но немно­го даль­ше повре­ждён­ной обла­сти и выше обще­го уров­ня всей пане­ли, с запа­сом. Луч­ше потом сре­зать напиль­ни­ком изли­шек при­поя, чем добав­лять его после засты­ва­ния. При рабо­те на вер­ти­каль­ных поверх­но­стях пра­виль­ный нагрев при­поя наи­бо­лее важен. Не страш­но, если при­пой при разо­гре­ве и нане­се­нии будет немно­го капать. Нуж­но про­сто немно­го уве­ли­чить рас­сто­я­ние пла­ме­ни от поверх­но­сти.
• Сле­ду­ю­щим шагом, после осты­ва­ния при­поя, нуж­но очи­стить поверх­ность рас­тво­ром соды в воде, что­бы ней­тра­ли­зо­вать остат­ки флю­са, а так­же сте­реть остат­ки мас­ла от вырав­ни­ва­ю­щей лопат­ки или бло­ка. Этот этап осо­бен­но актуа­лен, если остат­ки флю­са сти­ра­лись про­стой тряп­кой (см. пункт №3). Сме­шай­те пище­вую соду (2 или 3 сто­ло­вые лож­ки) на 1 литр воды и нане­си­те губ­кой, тряп­кой или скотч-брай­том (что­бы отте­реть въев­ший­ся от нагре­ва флюс), тща­тель­но вымой­те поверх­ность этим сред­ством, потом высу­ши­те феном или сжа­тым воз­ду­хом. После это­го обра­бо­тай­те наждач­ной бума­гой на сухую и покрой­те кис­лот­ным грун­том. После это­го нуж­но обмыть поверх­ность чистой водой. Далее мож­но про­дуть поверх­ность, про­те­реть обез­жи­ри­ва­те­лем или аце­то­ном.
• Далее исполь­зуй­те спе­ци­аль­ный кузов­ной напиль­ник, что­бы выров­нять при­пой по фор­ме пане­ли. Более подроб­но о при­ме­не­нии напиль­ни­ка може­те про­чи­тать в ста­тье “рих­тов­ка сво­и­ми рука­ми”. После обра­бот­ки напиль­ни­ком, поверх­ность ста­но­вит­ся доста­точ­но глад­кой. При­пой сре­за­ет­ся напиль­ни­ком гораз­до быст­рее, чем при­ле­га­ю­щая поверх­ность, поэто­му пери­о­ди­че­ски про­ве­ряй­те фор­му при­поя, что­бы не сре­зать лиш­не­го. При обра­бот­ке напиль­ни­ком, дви­гай­те его диа­го­наль­но вдоль ремонт­ной поверх­но­сти, при­под­ни­мая перед­нюю часть напиль­ни­ка. Если обра­ба­ты­ва­е­те при­пой со свин­цом шли­фо­валь­ной бума­гой, то луч­ше не исполь­зо­вать раз­мер абра­зи­ва мень­ше p80, что­бы пыль от шли­фо­ва­ния не была слиш­ком мел­кой. Напиль­ни­ком нуж­но дви­гать наис­ко­сок, что­бы зазуб­ри­ны и края не вре­за­лись в при­пой и не остав­ля­ли цара­пин. Обра­бот­ка шли­фо­валь­ной машин­кой не долж­на про­из­во­дить­ся, так как обра­зу­ет­ся и под­ни­ма­ет­ся в воз­дух ток­сич­ная пыль, кото­рая вред­на для здо­ро­вья, а так­же может при­лип­нуть к при­пою и вызы­вать кор­ро­зию.

Кузов­ным напиль­ни­ком нуж­но дви­гать по диа­го­на­ли.

• При необ­хо­ди­мо­сти, мож­но нане­сти тон­кий слой шпа­клёв­ки, что­бы дове­сти поверх­ность до иде­а­ла. Для повы­ше­ния адге­зии перед шпа­кле­ва­ни­ем или грун­то­ва­ни­ем акри­ло­вым грун­том, на поверх­ность с нане­сён­ным и обра­бо­тан­ным при­по­ем мож­но нане­сти эпок­сид­ный грунт (см. ста­тью “эпок­сид­ный грунт, при­ме­не­ние”).

Автор: алекса, 5 ноября 2018 в Пайка

Удаление краски

Подготовительные работы перед лужением проводятся с целью очистки поверхности металлических заготовок от следов, оставшихся после окрашивания кузовных элементов. Для этого можно воспользоваться дрелью, оснащённой чистящей насадкой в виде «ёршика» с металлическими щетинками.

При небольших объёмах работ удобнее использовать крупную шкурку. По завершении удаления краски нужно стереть с поверхности остатки пыли и микрочастиц чистой фланелью, пропитанной в растворителе.

Металлы и сплавы для лужения

Технология обработки металлических поверхностей зависит от типа базового материала. Например, лужение алюминия выполняется чистым оловом, без посторонних примесей. Металл необходимо предварительно нагреть до 180 °C, после чего приступают к покрытию изделия. Для обработки алюминиевых элементов запрещено применять какие-либо флюсы.

Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Технология лужения металла

Процесс лужения разделяют на два этапа:

1. Предварительная подготовка поверхности.
2. Обработка изделия.

Технология выполнения работ такова, что малейшая небрежность на любом этапе окажет сильное влияние на результат. Некачественная подготовка изделий влияет на адгезию слоя олова, покрывающего металл: он прослужит гораздо меньше положенного срока. При ошибках в процессе обработки металла слой полуды не будет иметь заданной толщины и не сможет справиться с поставленными задачами. Свои нюансы имеются на всех стадиях выполнения работ.

Подготовка изделий

Допускается применение пескоструйной обработки, а также прочих методов абразивной очистки.

Для финишной обработки применяют мелкозернистые абразивные полотна, чтобы получить максимально гладкую поверхность.

В качестве химических очистителей используют предварительно разогретые натриевые составы. Непосредственно перед проведением обработки проводят процедуру травления с помощью серной кислоты.

Растирание и погружение

1. Хлорид цинка наносят на поверхность и разогревают паяльной лампой или иным доступным способом.
2. По достижении точки кипения в соль добавляют припой, который расплавляется под воздействием высокой температуры.
3. Следом добавляют порошок хлористого аммония.
4. Состав равномерно распределяется по рабочей поверхности.

При погружении применяют специальные лудильные емкости, в которых олово достигает рабочей температуры. Толщина защитного слоя зависит от продолжительности времени нахождения изделий в ванной.

Как паять

Для пайки понадобятся паяльник с оловоотсосом, флюс для устранения окислов – любой состав, альтернативный канифоли, но хорошо смываемый водой. При высокотемпературном виде пайки понадобится горелка, но для проведения низкотемпературных процессов подходит паяльник. В качестве припоя берётся проволока, продающаяся в бобинах и мотках, она же содержит флюс, кроме того, потребуются пассатижи и нож. Перед работой с рабочего места нужно убрать всё лишнее, установить нормальное освещение. Для мусора и мелких отходов можно взять любую неглубокую ёмкость.

Следует отметить, что в домашних условиях пайка должна осуществляться быстро, поскольку часто требуется дополнительная зачистка из-за обугливания флюса, делающего припой текучим. Но пока он полностью не затвердеет, трогать соединяемые детали нельзя.

Некоторые особенности имеет пайка стали – всегда надо учитывать изменение свойств стали при влиянии термовоздействия, взаимодействие её с составом припоя и устойчивость оксидной плёнки.

Как паять металл правильно – дадим несколько рекомендаций:

• Перед пайкой соединяемые части должны быть очищены. Для хорошей адгезии их можно залудить.
• При плавлении проволоки или прутков содержащийся в них защитный флюс начнёт выделяться и выполнять свои функции по разрушению окисла.
• Олово помещается на деталь лёгким касанием, оно должно образовать тонкий слой на нужном участке.
• При работе для снижения воздействия температуры на деталь её удерживают пинцетом в качестве теплоотвода.
• Паяльник нельзя длительное время держать в месте припоя.
• Необходимо следить за чистотой наконечника паяльника и своевременно очищать его от нагара абразивным полотном или напильником.

При демонтаже радиодеталей со множеством выводов легче воспользоваться таким удобным и простым приспособлением, как оловоотсос, – инструмент поможет выпаять элементы, то есть удалить припой с запаянного контакта.

Обеспечив нагрев и расплавление, нужно закрепить поршень устройства и, поднеся его носик к контакту, нажать кнопку фиксатора. Расплавленный припой окажется внутри цилиндрической ёмкости оловоотсоса.

Специалисты, имеющие опыт работы с оловянным припоем, рекомендуют выбирать состав с минимальным включением свинца и точно подбирать температуру плавления, ведь от этого зависят текучесть олова и качество полученных соединений.

Наглядный обзор различных припоев и их тестирование представлено в следующем видео.

Источник https://wikimetall.ru/metalloobrabotka/luzhenie.html
Источник https://auto-tailor.ru/kuzovnoj-remont/luzhenie-kuzova-avtomobilya-pajka-svoimi-rukami.html