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.
Общие сведения о технологии
Последовательность процесса выглядит следующим образом:
Соединение металлических и металлизированных элементов при пайке оловом осуществляется благодаря осаждению легкоплавкого сплава. При этом способе нужно использовать только припой, содержащий помимо основного металла еще и свинец. Применение чистого олова невозможно, так как оно недостаточно жидкотекучее, а значит плохо проникает между опорными поверхностями спаиваемых деталей кузова. Кроме того, при охлаждении металл без примеси становится хрупким, поэтому в зависимости от вида выполняемых работ к нему необходимо добавлять определенный процент свинца. Чаще всего в процентном соотношении это выгляди так: олово 33% и свинец 67%.
Стоит отметить, что оловянным припоем не паяют алюминий и его сплавы, для них существуют специальные составы.
Для прочих металлов используются свинцово-оловянные стержни (их толщина может отличаться), лудильный порошок, проволока, навитая на катушку, диаметром до 3 мм. Градус плавления припоя обычно составляет 230-250.
Полезные рекомендации
Паяльник не стоит раскалять докрасна, поскольку это приведет к испарению части оловянного припоя и медь окислится, а условия пайки ухудшатся. Для нагрева инструмента используйте пламя воздушно-газовой или кислородно-ацетиленовой сварочной горелки. Жало паяльника нужно перед началом работ залудить в припое.
Перед пайкой, выполняемой своими руками, обязательно проведите лужение, независимо от того какие предстоят работы: нанесение припоя на листовые детали или соединение двух элементов.
Всегда размещайте все необходимое под рукой, в частности припой, особенно когда речь идет о лужении паяльником.
Подготовка металлических деталей
Первый этап работ в пайке деталей – их подготовка. Металлическая поверхность должна быть тщательно очищена от остатков соединений и вообще всего инородного. Для удаления с кузова краски или ее остатков нужно обработать поверхность деталей автомобиля швабером, предварительно своими руками зачистив металл напильником. Такие работы зачастую проводят стеклянной шкуркой и потому следует соблюдать осторожность, а если она новая, учитывать, что из-за этого может не полностью осадиться порошок. Чтобы удалить остатки жирных составов, детали необходимо промыть трихлорэтиленом или бензином.
Покрытие флюсом поверхностей, предназначенных для спайки
Покрытие флюсом элементов кузова необходимо для того, чтобы предотвратить окисление перед нагревом и в процессе пайки с помощью припоя из олова. Чтобы правильно выполнить работы на данном этапе, стоит предварительно просмотреть видео рекомендации в сети Интернет. Флюсом может служить хлористый цинк, вещества на его основе, канифоль, стеарин.
Хлористый цинк получают путем растворения в соляной кислоте цинка. Для данной процедуры подходящей емкостью является свинцовая. В результате происходящей в ней реакции выделяется водород, хлористый цинк остается по окончании ее. После использования последнего в качестве флюса, детали кузова нужно сразу же промыть, чтобы предотвратить воздействие на них кислоты. В работе используются также нейтральные вещества на основе хлористого цинка. Чаще всего ими обрабатывают места, которые подлежат пайке.
Для работ с медными электропроводами в качестве флюса используют канифоль. Для выполнения иных видов работ, в частности водопроводных, используют густую смазку-флюс или стеарин.
Лужение кузова
Непосредственно перед пайкой проводят лужение кузова. Этот этап несложно выполняется своими руками даже мастером-любителем. В данных работах используется паяльный инструмент, открытый огонь, припой.
Когда лужение выполняется паяльником, к его жалу подносят припой и ожидают, когда он начнет стекать на деталь. Это так называемое смачивание, после которого идет постепенное перемещение паяльника и нанесение тонкого слоя свинцово-оловянного состава на поверхность детали автомобиля. Конец припоя в данном варианте работ нужно время от времени покрывать флюсом.
С открытым огнем используют бруски или лудильный порошок. Когда применяют последний, деталь нагревают, протирают ветошью с нанесенным на нее порошкообразным составом. Соприкасаясь с поверхностью, припой в виде порошка из олова плавится, надежно сцепляясь с металлом. Когда осуществляют лужение наклонно или вертикально расположенных деталей, их протирают ветошью снизу вверх.
Проведение пайки
После лужения проводят пайку деталей автомобиля (желательно предварительно просмотреть видео с рекомендациями как сделать ее правильно). Перед началом данного этапа работ элементы кузова покрываются флюсом, их окончательно размещают так, как это необходимо, но обязательно с перекрытием. Устанавливать встык нежелательно, так как такая пайка получается ненадежной из-за низкой механической прочности припоя.
Детали соединяют зажимами или другими приспособлениями, которые не нарушают их нагрев. Паяльник поднимает температуру на поверхности, в результате идет расплавление припоя (если есть потребность, можно добавить нужный объем от общей пластинки).
На листовые детали припой наносят двумя способами: с помощью открытого пламени или паяльника.
Открытое пламя нагревает лист и при протирке рабочей плоскости кузова после бруска припоя остается слой пастообразной консистенции. Затем протирают поверхность ветошью с флюсом, заглаживая прогретый состав.
Паяльником кусок проволоки или бруска припоя расплавляют, затем прижимают к детали. Нужно следить за тем, чтобы состав не перегрелся и не потек вдоль наклонных частей.
Лужение и пайка автомобильных кузовов. Часть 2. Оборудование и материалы.
Я уже писал такую статью, однако, это было 5 лет назад, с тех пор я сам оброс оборудованием и, самое главное, большим количеством практики, поэтому есть смысл немного обновить информацию.
Перед обзором всего списка необходимых нам материалов и инструментов дам два пояснения относительно технологии пайки.
Первое. Пайка крайне чувствительна к чистоте поверхности. Это не сварка, когда незначительные загрязнения и коррозия выгорят от температуры и существенно не повлияют на конечный результат. Для пайки необходима просто хирургическая чистота, в первую очередь от коррозии. Особенно, если мы паяем такие места как стыки и швы кузовных панелей.
Второй момент – для осуществления пайки, как уже сказано, необходим нагрев металла и припоя до примерно 200 градусов по цельсию. Почему примерно? Обратимся к диаграмме фазового состояния
Из диаграммы видно, то из всех оловянно-свинцовых припоев наиболее легкоплавким является припой с содержанием олова 61% и свинца 39%. Он имеет температуру плавления 183 градуса. Однако, для наших задач он подходит слабо, ибо, как правило, ремонту подлежат вертикальные и наклонные поверхности, чисто горизонтальные крайне редко. Припой ПОС-60 не имеет промежуточной фазы, он либо твёрдый, либо жидкий. Для наших задач подойдут припои ПОС20-ПОС40 так как они имеют промежуточную, т.н. «кашеобразную» фазу, что позволяет относительо легко наносить и распределять их по вертикальным поверхностям. При этом температуру нужно поддерживать именно в диапазоне примерно 200-250 градусов, ибо при дальнейшем нагреве, в полностью жидкую фазу переходят и они.
Итак, перейдём уже непосредственно к оборудованию и материалам
1.Инструменты и материалы для подготовки поверхностей.
В случае, если ремонтируемое место пострадало только от удара, и на нём до ремонта не присутствовало коррозии, то всё просто. Удаляем краску любым удобным способом, под ней нас ждёт чистый металл. Никаких проблем. Однако, если в этом месте присутствовала коррозия, то всё становится куда сложней. Да, мы как обычно, удаляем старое ЛКП и коррозию привычным механическим способом. Но, как правило, после этого нас ждёт примерно следующая картина:
Налёт ржавчины удалён, однако, видно большое количество малюсеньких, но глубоких точек, которых ни щётка, ни коралловая насадка просто так не возьмёт. Но каждая такая точка – это барьер к сцеплению припоя с железом и потенциальный очаг коррозии. Поэтому их необходимо удалить максимально радикально.
Если мы применяли для очистки детали от ржавчины и ЛКП пескоструй, то с въевшимися точками проблем нет, он их вычищает на раз-два. Однако, пескоструй доступен далеко не всем и экономически невыгоден при мелком локальном ремонте. Поэтому для удаления въевшейся коррозии нам понадобятся:
— Гравёр. Стоимость около 2000р
— Алмазные шарошки, стоимость набора около 350р
-Преобразователь ржавчины, существует великое множество, производитель роли не играет, они все на основе ортофосфорной кислоты, стоимость около 200р/л
Абразивные шарошки использовать не рекомендую так как они имеют маленький ресурс, очень быстро выкрашиваются и пятно контакта у них, как правило сильно больше, чем точка ржи. То же относится к стальным шарошкам и фрезам, за исключением ресурса. Нормально раковины ими не вычистишь
В общем, после предварительной зачистки, окончательно вычищаем каждую точечку, при этом протравливая преобразователем. Можно вообще не использовать гравёр, а долго и нудно травить преобразователем, ускоряя процесс подогревом феном, нужного результата можно достичь, но это будет куда дольше. Оптимальным является комбинирование этих двух методов. При этом преобразователь служит как выявитель, после обработки им поверхность металла получает светлый оттенок, а точки ржи чернеют, что не даёт нам возможность не пропустить ни одной.
Итоговый результат должен выглядеть примерно так:
Обратите внимание на большое количество раковин, но при этом полное отсутствие точек коррозии.
Как я уже сказал, нам необходимо не просто разогреть припой до максимально возможной температуры, а именно поддерживать его в некотором температурном режиме, не выходя ни вверх ни вниз. Для этой задачи наиболее подходят разного рода горелки.
Лично я использую самые простые китайские цанговые горелки под одноразовые баллоны.
Они отлично справляются со своей основной задачей, позволяют легко регулировать факел пламени, стоят недорого
Цена горелки около 500-600р
Цена одного газового баллона 80-120р
Такие горелки дёшевы, доступны, компактны, просты, и для меня являются оптимальным выбором.
Однако, какие ещё есть варианты?
Вторым наиболее эффективным вариантом являются классические газовые с питанием от баллона.
Такие горелки имеют, как правило, большое количество насадок, позволяющих получать как узкое, так и широкое пламя, под разные задачи. Также плюсом является экономия на расходном материале – газе, ибо периодически заправлять большой баллон дешевле, чем пользоваться одноразовыми. Однако, на этом плюсы и заканчиваются и начинаются минусы
Полный комплект газосварочного оборудования может влететь в копеечку. Баллоны занимают место в гараже и создают неудобства при транспортировке, если будет необходима работа на выезде. Да и вообще иметь возможность взлететь на воздух стрёмно 🙂
В общем, если вы хотите заняться пайкой и у вас уже есть комплект такого оборудования, то это хорошо, если нет – не вижу смысла целенаправленно покупать именно его.
Третий вариант – паяльная лампа
На самом деле совсем не вариант, но упомянуть всё таки стоит. Главные минусы это слишком сильное и слабо регулируемое пламя. Для наших целей паяльная лампа даёт слишком большой по площади и температуре нагрев, очень легко перегреть и покоробить металл, тяжело контролировать ванну с припоем. Условно может подойти для наплавки большого количества припоя на горизонтальные поверхности, например, если вы решили целиком вывести крышу припоем.
Также из существенных минусов стоит отметить то, что паяльная лампа сильно коптит и загрязняет необлуженный металл, что мешает пайке. Лампа, особенно заправленная, весит 2,5-3 кг, что затрудняет длительную работу.
Из плюсов можно отметить низкую стоимость (порядка 1000-1500р)
Вариант номер четыре – строительный фен
Долгое время я работал именно строительным феном, однако, перешел в конце концов на горелки. У фена, по большому счёту, единственный минус – это относительно слабый нагрев. Работать то с ним можно, он даёт достаточно тепла, но производительность наплавки крайне низкая, горелкой это делается в разы быстрее. Однако, с феном проще контролировать кашеобразную ванну, так что всем советую, как минимум, попробовать
.
Ещё из его плюсов стоит выделить:
Равномерный распределённый нагрев, невысокая стоимость (порядка 2000р), большая универсальность как инструмента, питание от сети, а не от баллонов или бензина.
И, наконец, последний вариант – обычные паяльники.
Подходят только для крайних случаев и разовых работ на горизонтальных поверхностях. Крайне низкая производительность, невозможность держать стабильный температурный режим.
Особенности выбора марки припоя я уже описал выше, повторюсь, нас интересуют припои марок ПОС 20, ПОС 30, ПОС 40
Наиболее часто встречаются в виде прутков диаметром 8мм длиной 400мм. Вес такого прутка 200 грамм.
Такой пруток оптимален для использования, не стоит выискивать тонкую проволоку. Такие прутки можно купить в обычных магазинах автозапчастей, иногда продаются в магазинах хозтоваров, встречал я и на всехинструментах, например, но цены на них там заоблачные. Лично я пополняю свой запас на Авито, лимбо в местных металлоприёмках. Адекватная цена на припой – 100-130р/пруток (500-650р/кг). Это вполне реальная цена.
Припой в проволоке использовать не рекомендую так как у проволоки слишком малая теплоёмкость и начинает оно плавится гораздо раньше, чем прогревается металл кузова. Прутки 8 мм самые оптимальные.
Я применяю обычную паяльную кислоту — хлорид цинка. Моё мнение, что со своими задачами справляется полностью. Отмечу лишь то, что довелось мне как то паять железо с флюсом ЗИЛ-2, лудилось и паялось немного лучше, однако ЗИЛ-2 я встречал только в маленьких баночках по 60р за 20мл, что совершенно небюджетно ибо уходит кислоты очень много. Кислоту выгодно покупать в бутылках по 0,5л или 1л цены составляют порядка — 300р и 600р соответственно. В таком объёме кислоту можно купить, например, во всехинтрументах или Чип и Дипе. Да много где.
5.Инструмент для механической обработки.
Припой слишком мягкий, чтобы обрабатывать его как сталь и слишком твёрдый, чтобы обрабатывать как шпатлёвку. Шлифовальные (зачистные) абразивные круги на болгарке мгновенно забиваются и засаливаются, а бруском и наждачкой можно тереть до бесконечности. Поэтому основным инструментом мех.обработки является рихтовочный рубанок со специальным полотном.
Рубанок позволяет регулировать выпуклость и вогнутость, даёт отличную форму обрабатываемой поверхности. И в этом, как ни странно, один из его минусов. Иногда, особенно при работе с отечественными автомобилями, особенно при работе с советскими автомобилями, выясняется, что деталь с завода даже в неповреждённых зонах кривее, чем выходит поверхность после рубанка. Идеальные плоскости не получаются не потому, что инструмент плохой или припоя мало нанесли, а наоборот, инструмент отличный, просто деталь кривая с завода, бывает и так))
Для рубанков существуют два варианта полотен – с крупным шагом и мелким. В идеале нужно иметь оба, но по факту хватит и одного, с крупным шагом. По опыту использования могу сказать, что полотно с мелким шагом находит применение и имеет преимущество перед крупным ну процентах в пяти случаев.
Стоимость самого рубанка составляет около 1500р/шт, полотен около 1700р/шт
На помощь к нему приходят напильники с крупной риской и фрезы для электроинструмента.
Главный минус рубанка – это прямолинейность в поперечном направлении. То есть в продольном мы можем регулировать изгиб в обе стороны, а в поперечном – нет. Это сильно затрудняет обработку различных желобов, канавок, скруглений и подобных элементов. В первую очередь для этого нам и нужны напильники. И нужны нам в первую очередь полукруглые и круглые.
Напильники нужно брать с максимально большим шагом, чтобы, однако, они оставались напильниками, а не становились рашпилями по дереву. Вот фото моей коллекции, для понимания.
Лужение и пайка автомобильных кузовов. Часть 1. Зачем вообще применять припой?
Перед тем, как рассказывать о технологии нанесения, материлах, оборудовании и всех нюансах, нужно ответить на вопрос — а зачем на всё это? Зачем усложнять себе жизнь, когда есть распространённые и заметно более простые способы? Что мы получим, ввязавшись в данную авантюру? Об этом будет первая глава.
Итак, наша первоочередная цель – это заполнить вмятины и восстановить форму поверхности. В чём же преимущества использования пайки перед использованием шпатлёвок?
1.Припой обладает гораздо более высокими механическими свойствами, чем шпатлёвка. И в первую очередь нам важны механические свойства в месте перехода от металла кузова к материалу – заполнителю. Очень часто бывает такое, что слой шпатлёвки сам по себе остаётся целостным, не крошится и не трескается, но в следствие удара или вибрации, отслаивается от кузова прямо по поверхности контакта. При пайке связь между припоем и паяемым металлом образовывается на атомном уровне, отслаивание припоя от металла невозможно в принципе, если соблюдена технология. Также оловянно-свинцовый припой является хоть и мягким, но металлом, и ему присуще свойство металлов к пластичности. То есть при ударе или изгибе детали припой не треснет и не раскрошится, а упруго сдеформируется и останется на детали. Таким образом, слой наплавленного припоя гораздо более долговечен (фактически вечен), чем слой нанесённой шпатлёвки.
Понятное дело, что на фото изображны крайние случаи, где технология шпатлевания была нарушена целиком и полностью — и слой запредельный и на ржавый металл наносилось не пойми кем и не пойми как. Но, тем не менее, нельзя отрицать склонность любой шпатлёвки к скалыванию, растрескиванию, выкрашиванию.
2.Механические свойства слоя припоя не зависят от толщины нанесённого слоя, как это происходит со шпатлёвкой. Фактически, толщина наплавляемого слоя может быть неограничена, это не повлияет на долговечность и прочность, как в случае со шпатлёвкой, где не рекомендуется шпатлевать вмятины глубиной более 2-3мм.
3.В следствии пунктов 1 и 2 можно сказать, что применение пайки есть реальное усиление ремонтируемой зоны. Припоем можно заполнить стыки или швы на кузовных панелях, и он отлично себя проявит в этих нагруженных местах, можно заполнить, не рихтуя, глубокие вмятины, и за счёт большого слоя наплавленного металла это даст увеличение жесткости.
4. Опять же, в следствии пунктов 1 и 2 припой можно применять для выведения зазоров, нанося его на кромки и углы деталей. Именно так и собирались в мелкосерийном производстве знаменитые Чайки ГАЗ-13, ГАЗ-14 и правительственные ЗИЛы. Кузовные детали для них порой выстукивались молотком на деревянных подложках, без шуток, а зазоры выводились именно за счёт наплавки припоя. Детали же от одной машины совершенно не подходили к другой. Это не шутки, а специфика единичного производства.
5.Припою не свойственны усадка и оконтуривание. После затвердевания и охлаждения до комнатной температуры с припоем не происходит никаких процессов, сходных с процессом полимеризации шпатлёвки. Шпатлёвка может дать усадку через неделю, может дать через год. Может и вообще не дать. Припою же не свойственна усадка в принципе.
6.Припой можно применять также как альтернатива герметику, запаивая им, например, завальцовки дверей, капота, багажника и т.п.
7. Вопрос трудоёмкости и производительности будет рассмотрен подробно в 5 главе, но в некоторых случаях процесс пайки может занять существенно меньше времени, чем процесс шпатлевания. Хотя в некоторых, и гораздо больше
8.Припою абсолютно несвойственна гигроскопичность.
9.И, наконец, это аутентично! При тщательной реставрации ретро автомобилей использование современных материалов считается дурным тоном. Не только из за их эксплуатационных свойств, но, в первую очередь из за несоответствия духу времени.
Итак, о плюсах применения пайки я рассказал, теперь же расскажу о минусах
1.Первый, и, на мой сугубо личный взгляд, самый главный минус этого метода – это ограниченность применения, непосредственно связанная с технологией нанесения. Для образования межатомных связей между припоем и металлом необходим нагрев до
200 градусов. При нагреве любое вещество расширяется. А так как мы не имеем возможности нагреть всю деталь целиком и равномерно, да и нет такой необходимости, в ряде случаев возможны поводки и коробления, которые сведут на нет всю затею. Более подробно расскажу в 5 главе, сейчас отмечу лишь, что метод неприменим для больших нежестких панелей кузова типа крыши, панелей дверей, иногда капотов.
2.Крайне мало людей, владеющих данным методом, если вы решились обратиться к кому либо
3.Большой список оборудования и материалов, необходимых для осуществления процесса. Грубо говоря, для нанесения шпатлёвки нам нужна сама шпатлёвка и шпатели, для обработки – наждачка и брусок. Всё это продаётся в любом автомагазине по демократичным ценам. Для пайки и дальнейшей обработки нам понадобятся: сам припой, флюс, источник теплоты и большое количество разнообразных инструментов для обработки. Подробнее во второй главе. Сейчас скажу лишь, что централизованно все материалы и инструменты не купишь, а если не знать, где искать, то всё это может влететь в копеечку. Для разовой работы покупка большого количества инструментов экономически нецелесообразна
4.Неочевидный нюанс, относится в первую очередь к самостоятельно занимающимся этим людям. Токсичность. В первую очередь при механической обработке – позаботьтесь о вытяжке, регулярно подметайте. Наибольшим врагом для нас является оловянно-свинцовая пыль и стружка. Отравиться то не отравитесь, но, как следует надышавшись пылью, на следующий день почувствуете эффект, схожий с сильным похмельем и температурой – слабость и ломота.
5.Также, в некоторых случаях, когда деталь не имеет явных вмятин, но имеет лишь небольшую волнистость, но на большой поверхности, применение наплавки может быть также нецелесообразно ввиду огромных трудозатрат. Наплавка тем эффективнее, чем меньше площадь повреждений и чем больше глубина вмятин. Подробнее в 5 главе
Таким образом, если нас в первую очередь интересует максимальное качество и долговечность, либо же аутентичность, и за это мы готовы переплачивать деньгами и временем, то пайка – это наш выбор. Лично я никому ничего не навязываю и стараюсь максимально объективно рассмотреть этот метод, сам в некоторых случаях применяю классическую шпатлёвку, однако, для своих личных целей, когда этот метод применим, использую только его.