Паяние

Прочное соединение металлических частей между собой, кроме сварки, клепки и т. п. работ, может быть сделано также посредством паяния.

Спаять можно не только два куска одного и того же металла посредством другого, но и два куска разных металлов посредством третьего.

Металл, служащий посредником, при паянии расплавляется и по остывании плотно смыкает две поверхности. Таким образом, паяние в работах по металлу заменяет склеивание, которое мы видели при соединении частей деревянных изделий. Разница состоит только в приемах, способах действий и посредствующих веществах, употребляемых при этих способах соединений.

При склеивании обычно бывает достаточно плотно пригнать два куска дерева, намазать их горячим клеем, зажать струбцинками на несколько часов и - работа окончена. Для получения же надежной спайки не достаточно поместить между двумя металлическими поверхностями слой посредствующего металла и дать ему остыть. Необходимо, чтобы этот посредствующий металл своим частичным сложением возможно ближе подходил к такому же сложению спаиваемого металла и чтобы температура плавления их мало разнилась одна от другой. На практике, однако, соблюдение этого условия возможно довольно редко, а поэтому и пайка только в редких случаях может служить настолько же надежным соединением, как, например, сварка.

Одно из необходимых условий хорошей пайки - это безусловная чистота назначенных для спаивания поверхностей. Малейшее загрязнение их и окисление препятствуют связывающему веществу проникнуть во все поры спаиваемых поверхностей - и спайка станет неплотной и, следовательно, непрочной. Поэтому перед пайкой необходимо тщательно очищать поверхность металла и сохранять ее в чистом виде все время нагрева и паяния. Кроме того, для прочности спайки необходимо, чтобы обе спаиваемые поверхности во время работы плотно прилегали одна к другой, для чего их следует зажать в тиски или стянуть проволокой.

Припои. Посредствующие металлы, служащие для соединения двух кусков металла в одно прочное целое, носят общее название припоев.

Если припой плавится при сравнительно низкой температуре нагрева, то он называется слабым припоем, в отличие от крепкого припоя, который требует нагрева иногда до очень высокой температуры.

Слабыми припоями можно паять почти все металлы, но прочность получаемого соединения будет в разных случаях неодинакова. Чем большей тугоплавкостью отличается металл тем труднее его спаять при помощи слабого припоя, и самое соединение будет менее надежно. Поэтому слабый припой для тугоплавкого металла может быть применен только тогда, когда по роду работы вполне прочная спайка не составляет особенной необходимости и спаиваемые части будут, кроме того, связаны еще каким - либо механическим способом.

Для легкоплавких металлов слабые припои имеют все преимущества хорошо связывающих веществ, тем более, что самые манипуляции с ними весьма не сложны. Паяние слабым припоем не требует не только высокой температуры нагрева, но в некоторых случаях бывает достаточно простого соприкосновения нагретых поверхностей с припоем.

Паяльник. (Рис 106). Необходимейшим инструментом для производства пайки является паяльник. Состоит он из клинообразного куска красной меди, насаженного на длинную железную ручку, вправленную, в свою очередь, концом в деревянную, рукоятку. Паяльник служит для переноса припоя на место спайки и прогревания его в самом процессе спаивания.

Рис. 106. Паяльник

Что касается мягких металлов, - олова, свинца - цинка и жести, то они паяются слабыми припоями, состоящими обычно из сплава: олова, свинца и иногда висмута. Таков например, так наз. "третник - сплав, состоящий из 2 частей олова и 1 части свинца, часто берут также припой, состоящий из 3 частей олова и 2 частей свинца. Висмут добавляется к ним для получения еще большей легкоплавкости припоя.

Крепкие припои служат для спаивания таких металлов, как медь, железо, латунь, сталь и бронза. Состоят они обычно из сплавов меди с цинком, иногда еще - с оловом и серебром.

Крепкий припой приготовлять самому довольно хлопотливо; его можно приобрести в готовом виде. Слабый же припой можно приготовить и самому. Для этого кладут в железную ложку две части свинца, расплавляют его на огне и прибавляют туда три части олова. Когда расплавится олово, сплав выливают через пучок прутьев в воду; он получится тогда в виде зерен. Затем приготовляют формочку в виде желобка, шириною приблизительно в толщину карандаша, из дерева, из глины с песком, или из картона. Зерна кладут в железную ложку, вторично расплавляют сплав и выливают его в формочку. Двукратное расплавление сопутствует полному соединению двух взятых для сплава металлов. В окончательном виде припой получается в виде палочек.

Те части предмета, которые надо спаять, должны быть совершенно чисты, потому что к сколько - нибудь загрязненной поверхности припой не пристанет. Поэтому перед спаиванием эти места тщательно очищают напилком и шкуркой. Чтобы при нагревании металл вновь не окислился к не покрылся ржавчиной, спаиваемое место надо покрыть еще каким - нибудь веществом, которое предохраняло бы металл от окисления воздухом. Такие вещества называются в паяльном деле плавнями или флюсами. При спаивании мягкими припоями в качестве плавней употребляют канифоль, нашатырь или, еще лучше, так называемую паяльную воду (раствор хлористого цинка); для твердых припоев плавнем служит бура.

Паяльную воду можно приготовить самому. Наливают в склянку крепкой соляной кислоты, разбавляют ее таким же количеством воды и бросают туда несколько кусочков цинка. Цинка надо положить столько, чтобы когда растворение цинка окончится на дне остался бы еще нерастворенный цинк. Через день получится насыщенный раствор хлористого цинка. Отстоявшийся раствор сливают с нерастворенного цинка и разбавляют его двойным или тройным количеством воды. Это и будет паяльная вода. Этой жидкостью смачивают с помощью маленькой щетинной кисточки то место, которое трудно спаять. При спаивании цинковых предметов вместо этой жидкости берут одну разведенную соляную кислоту (1 часть кислоты на 2 части воды) и смачивают ею то место предмета, где он должен быть спаян.

Чтобы припой лучше приставал к паяльнику, заостренный конец последнего лудят. Для этого надо хорошо очистить конец паяльника напилком или шкуркой, обмазать его паяльной водой или посыпать канифолью, нагреть и погрузить в расплавленный припой или олово.

Спайка вещей паяльником, посредством слабого припоя, производится следующим образом. Положим требуется спаять вместе края согнутого в трубку куска жести для того, чтобы получилась жестяная трубка. Прежде всего необходимо тщательно очистить края жестяного листка напилком или шкуркой, чтобы они стали совсем чистыми и блестящими. Вычистив края, накладывают их один на другой и связывают трубку покрепче отожженой проволкой или, при небольшой "ее длине, - зажимают по краям тисочками, чтобы края трубки не расходились. Насыпают вдоль шва тонкий слой порошка канифоли или нашатыря или смачивают это место паяльной водой. Затем нагревают на углях докрасна паяльник, берут его в правую руку и водят им вдоль шва, подставляя в это время левой рукой под его конец расплющенный молотком кончик палочки припоя. Припой от жара плавится и заливает шов.

Затем проводят паяльником еще раз вдоль шва, чтобы припой залил весь шов ровнее. Излишек припоя можно затем, когда предмет остынет, спилить напилком. Вообще же лучше пускать в шов поменьше припоя, так как тогда вся работа будет чище.

Надо отметить, что чем больше размеры паяльника, тем дольше держит он жар и тем большие предметы можно им спаивать; однако, так как большим паяльником не всегда можно забраться в тонкие места спаиваемых предметов, то желательно иметь в запасе еще и небольшой паяльничек.

В продаже имеются в большом количестве разные готовые припои, носящие название тинолей, лотолей и т. п. Ими можно паять и без паяльника, в пламени лампочки, свечи и даже спички, но прибегать к этим веществам мы порекомендуем в самых мелких работах и при паянии таких предметов, в которых неважно, если на месте спайки впоследствии произойдет окисление.

Для серьезных работ эти припои не годятся как из - за образования указанных окислений, так и по причине меньшей прочности спайки, а также грязи и вони, которую они выделяют при нагревании паяльником.

Если нужно запаять небольшое отверстие в какой - либо посуде, то поступают почти также. Сначала очищают поверхность от всякого присутствия жира, потом посыпают канифолью, нашатырем или смачивают паяльной водой, а затем, положив на отверстие маленький кусочек припоя, растирают его разогретым паяльником, прикрывая чем - либо отверстие с другой стороны, чтобы припой не вытек. Если отверстие довольно велико, то одним припоем его заделывать нельзя. Приходится вырезать небольшую заплатку из жести, наложить ее поверх отверстия и опаять тем же способом со всех сторон.

Цинковые изделия паяются совершенно так же, как и жесть, только смачивать их надо не хлористым цинком, а разведенной соляной кислотой. При спаивании цинка не следует нагревать паяльник очень сильно, так как иначе можно перегреть цинк, становящийся от этого очень хрупким.

Что касается спаивания крепкими припоями, то для этого паяльник уже не годится. Здесь приходится употреблять паяльную трубку или паяльную лампочку.

Паяльная трубка представляет из себя изогнутую латунную трубочку с утолщенным кончиком, в котором находится маленькое отверстие. Если вставить тонкий конец паяльной трубки в середину пламени, немного выше фитиля спиртовой или керосиновой лампочки и дуть через другой конец, то пламя лампы наклоняется в противоположную сторону в виде длинного языка, при чем становится настолько жарким, что в нем можно расплавить кусочек серебра. Чтобы пламя оставалось таким все время, нужно дуть в трубку непрерывно, что требует некоторого навыка. Надо научиться дышать через нос, не переставая в то же время ртом дуть в трубку. При этом надо следить, чтобы раздувались только щеки, а не грудь, чтобы не утомлять ее.

Паяние при помощи трубки производится так.

Если нужно спаять небольшую вещь из тугоплавкого металла, например, медную или железную, надо прежде всего тщательно очистить спаиваемое место, плотно пригнать обе спаиваемые части одна к другой и крепко связать их отожженной проволокой. Затем, место спайки посыпают порошком буры или, еще лучше, приготовляют из буры кашицу с водой и с помощью кисточки обмазывают шов этой кашицей. Затем, кладут на шов вверху несколько кусочков припоя. Можно также приготовить припой в виде мелких опилок, смешать их с тестом из буры, сразу намазать эту смесь на спаиваемое место предмета.

Заготовленный таким образом предмет кладут на какую - нибудь твердую, огнеупорную подставку, например, на кусок древесного угля или на огнеупорный кирпич и направляют на него пламя, раздуваемое паяльной трубкой. Сначала пламя пускают не на самый шов, а около него, так, чтобы вещь около шва нагревалась сильнее самого шва, а затем жар постепенно усиливают так, чтобы весь шов был охвачен пламенем. Когда края шва ярко заблестят, а пламя примет зеленоватый цвет, это значит, что припой расплавился и заполнил шов. Тогда перестают нагревать вещь, дают ей остыть и сглаживают спайку напилком.

Вместо паяльной трубки и обыкновенной лампочки можно употреблять также особые паяльные лампы, которые горят бесцветным, очень жаркий пламенем; употребляя такую лампу, уже нет надобности раздувать ее пламя паяльной трубкой. Такие паяльные лампы обычно употребляют водопроводчики при ремонтах свинцовых труб.

Очень маленькие вещицы можно спаивать прямо в пламени спиртовой или бензинной лампочки. Для этого заготовляют шов для спайки, как было объяснено раньше, кладут на него кусочек припоя, захватывают предмет плоскогубцами или какими - нибудь другими щипчиками, вносят предмет в пламя и держат его там, пока припой не расплавится. Затем вынимают вещь из пламени и дают ей остыть, не разжимая все это время щипцов, чтобы края шва не разъехались, пока припой еще не застыл. Чтобы ускорить остывание, можно смочить шов мокрой губочкой. Слабым припоем можно спаять таким способом вещь в пламени простой спиртовой лампочки, а твердым припоем в пламени паяльной лампы или в пламени спиртовой лампочки, раздуваемой паяльной трубкой.

Кроме описанной существует еще так наз. самородная спайка, для производства которой не требуется никакого припоя. При ней просто разогревают до точки плавления соединяемые поверхности или же между ними закладывают расплавленный кусочек того же металла, что и соединяемый. Такая самородная спайка ничем по существу не отличается от сварки металлов.

Самородная спайка значительно прочнее спайки с припоем, т. к. здесь мы не имеем разницы в строении связываемых и связывающего металлов, а это, как мы уже говорили ранее, является весьма желательным. В некоторых случаях, напр., при изготовлении металлической посуды, предназначенной для хранения химических веществ, она является совершенно необходимой.

Однако, такая спайка, из - за необходимости чрезвычайно высокой температуры нагрева, может производиться только при помощи особых приборов, где пламя получается от горения водорода в смеси с кислородом. Поэтому мы не будем останавливаться на ней подробнее.

https://profecoskill.ru/