Клепка пайка металла

Клепка. Технология и особенности

Человечеству давно известна клепка, еще со времен Древней Руси. Среди археологических находок встречаются клепанные инструменты, предметы бытового назначения. Однако на современном этапе развития технологии К. уступает место сварке, которая обеспечивает высокую скорость проведения работ и прочность. Несмотря на это, К. по-прежнему востребована в некоторых конструкциях и изделиях, где не допускается какое-либо высокотемпературное воздействие и, как следствие, структурные преобразования в металле, а также деформации (поводки) связанные с неравномерным нагревом и охлаждением. К. незаменима также в случае, если нужно получить соединение из металла, который не сваривается или относится к трудносвариваемой группе. В заклепочном соединении из разнородных металлов (биметалл) не возникает гальванических процессов, провоцирующих развитие коррозии. Однако и эти преимущества сегодня нивелируются, в связи с появлением новых сплавов, которые при высокой прочности хорошо поддаются сварке плавлением или другим ее видам; а новые поколения клеевых составов способны образовывать швы, по своим мех.свойствам близкие к основному металлу.

Клепкой называется технология получения неразъемного соединения с помощью механического воздействия в холодном или нагретом состоянии на металлозаклепки различной формы и размеров. Соединения, полученные с помощью К., устойчивы к вибрациям и ударным нагрузкам.

Существует несколько способов создания клепанного соединения:

• Заклепки до ø10мм вхолодную заводят в отверстие с зазором 0.1-0.2 мм.
• Заклепки от ø8 мм и выше расклепывают в нагретом состоянии с зазором 0,5 -1 мм. В процессе горячей К. ножка заклепки лучше заполняет отверстие соединяемых металлов и при охлаждении они лучше стягиваются.
• Длинные заклепки полностью не нагревают, термическому воздействию подлежит только тот ее конец, из которого формируется головка.

К. может выполняться заклепками с потайными головками или выступающими. В первом варианте изделие имеет лучший товарный вид, гладкую однородную плоскость. Если к внешнему виду не предъявляются какие-либо требования и имеет значение только прочность узла, в таком случае, выбирают второй вариант.

Последовательность выполнения К. состоит из нескольких этапов:

• Просверливание или продавливание отверстий и их зенкование под потайную головку;
• Установка в отверстиях заклепок, состоящих из головки и стержня;
• Образование замыкающей головки при помощи обжимки и поддержки (см. рисунок)

В качестве инструментов может выступать как обыкновенный молот, так и спец.машина – пресс. Соответственно, К. может быть ручной и машинной. Если речь идет о мелкосерийном производстве, может применяться пневмомолот и наковальня; в крупносерийном — используют более серьезный инструментарий, в том числе спецпрессы с ЧПУ, которые имеют высокий КПД и фактически незаменимы при изготовлении фюзеляжей летательных аппаратов.

Есть интересный случай, когда невозможно сформировать замыкающую головку традиционным мех. воздействием. Выход был найден. Заклепка, в стержне которой находится взрывчатое вещество, легкими ударами молота заводится в отверстие в холодном состоянии. Позже соединение нагревается и с помощью небольшого взрыва формируется замыкающая головка. Если нужно склепать тонкие неметаллические листы, целесообразно использовать заклепки с полым стержнем, т.е. трубчатые, тонкую стенку которых легко можно деформировать развальцовкой для формирования замыкающей части.

Клепаные конструкции бывают нескольких видов:

Прочные— используются в несущих сооружениях, таких как балки, колонны.
Плотные — применяются для стыковки труб, предназначенных для перемещения газов и жидкостей; при клепке баков и сосудов, находящихся под небольшим давлением Герметичность такого соединения организовывается нанесением на стыковочные поверхности различных герметиков или путем подкладывания под головку заклепки пластикового уплотнителя.
Смешанные конструкции предполагают сочетание в себе функции прочных и плотных соединений.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Клепка пайка металла

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

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 металла

Клепка металла – это процесс получения неразъемного соединения сравнительно тонких деталей: металлических листов или полосок, или листа железа с полосой ил металла.

Клепка производится при помощи заклепок, которые изготавливаются из мягкой стали и представляют собой цилиндрические стержни с двумя головками. Одна из этих головок называется закладной, а другая, расклепываемая на другом конце стержня, — замыкающей. Именно замыкающая головка обеспечивает скрепление деталей.

В зависимости от требований к поверхности, замыкающие головки заклепок могут быть полукруглыми, потайными, полупотайными или плоскими. Если обе головки заклепки располагаются над поверхностями склепанных деталей, клепка называется обыкновенной. Если же головки заклепки помещаются заподлицо с поверхностями склепанных деталей, клепку называют потайной.

Заклепочные соединения подразделяются на:

— прочные (рассчитаны только на восприятие силовых нагрузок);
— плотные (обеспечивают герметичность соединения в резервуарах с невысоким давлением);
— прочноплотные.

Для обеспечения герметичность соединения на поверхность стыка наносятся различные герметики или под стык подкладываются разные пластичные материалы. Для выполнения герметичных соединений используют заклепки с усиленными головками.

В зависимости от конструкции выделяют однорядные, двухрядные и многорядные заклепочные соединения с расположением заклепок параллельными рядами или шахматном порядке. В однорядных соединениях расстояние между центрами заклепок (шаг заклепочного шва) должно быть равно трем диаметрам заклепки, а в двухрядных соединениях – четырем диаметрам заклепки.

По количеству плоскостей среза такие соединения подразделяются на одно- и многосрезные. В качестве еще одного критерия для классификации выступает характер воздействия нагрузки на заклепочное соединение. Нагрузка может воздействовать на заклепочное соединение в продольном направлении, параллельном оси заклепок, и в поперечном, перпендикулярном оси заклепок.

По конструкции заклепочные соединения во многом схожи с паянными, клеевыми и сварными соединениями. Детали и листы, соединяемые заклепочным швом, могут располагаться внахлестку или встык с накладками.

Заклепки изготавливаются для разных способов установки. Односторонняя клепка выполняется с использованием множества видов заклепок, включая отрывные и взрывные. При обычной клепке наковаленка-поддержка может находиться с лицевой либо с тыльной стороны. Преимуществом последнего способа является возможность использования более легкой по весу наковаленки-поддержки.

Клепка бывает холодной, горячей и смешанной. При холодной клепке замыкающая головка заклепки высаживается в холодном состоянии. Холодную клепку используют, когда толщина стержня заклепки не превышает 8 мм.

Горячая клепка предусматривает предварительный разогрев стержня заклепки до температуры красного каления. Данный способ применяют при толщине стержня заклепки 8 мм и более.

Технология клепки

При ручной клепке для осаживания стержня заклепки используется кувалда или ручной клепальный пневматический молоток. Ручная клепка выполняется следующим образом. Клепальщик вставляет в буксу молотка наковаьню-поддержку, затем в правую руку берет рукоятку молотка, одновременно левой рукой поддерживая его ствол, направляемый на расклепываемую заклепку. Прижав молоток к заклепке, клепальщик пускает его в работу.

Как правило, в процессе клепки участвуют два человека – клепальщик и его подручный. Подручный молотком меньшей мощности клепает с внутренней стороны, подбивая заклепку, а клепальщик в это время клепает с наружной стороны, заклепку осаживая. Таким образом достигается уплотнение листов и, как результат, высокое качество клепки.

В последнее время для выполнения клепки вместо клепального молотка и наковальни-поддержки все чаще применяются клепальные прессы с ЧПУ, которые позволяют увеличить производительность и автоматизировать процесс клепки.

Преимущества и недостатки заклепочных соединений

В число недостатков заклепочных соединений входят трудоемкость процесса, повышенная материалоемкость соединения, необходимость специальных мер для обеспечения герметичности, а также шум и вибрация, сопровождающие процесс.

При этом заклепочные соединения препятствуют распространению усталостных трещин, повышая надежность всего изделия. Еще одно преимущество – возможность соединения не поддающихся сварке материалов.

7.3.2. Технология пайки, склеивания и клепки материалов

Пайкойназывают процесс получения неразъемного соединения деталей за счет образования межатомных связей по всей поверхности контакта. Между частицами припоя и основного металла образуется физический контакт. Чем быстрее и надежнее протекает этот процесс, тем лучше припой смачивает поверхность металла и растекается на ней. Смачиваемость определяет такое важное свойство, как капиллярное проникновение в узкие зазоры между соединяемыми деталями. Она оценивается углом(рис. 6.5). Чем меньше угол, тем выше смачиваемость. Наличие на поверхности окисных, жировых и вторых посторонних пленок увеличиваети резко ухудшает смачиваемость. Поэтому металлы перед пайкой обязательно проходят механическую или химическую очистку, а пайку производят либо с применением флюсов, либо в камерах с защитной нейтральной или активной атмосферой.

Контакт происходит за счет диффузии расплавленного припоя, проникающего в нагретые поверхностные слои заготовок. Припой— металлический сплав, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых материалов. Температура пайки обычно на 10-30 0 С выше температуры ликвидуса припоя.

Пайка характеризуется широкими возможностями в отношении соединения разнородных материалов: металлов с керамикой, стеклом, графитом и т.п. Качество паяных соединений (прочность, плотность, коррозионная стойкость и др.) зависит от многих побочных процессов, протекающих в зоне пайки.

Принято различать пайку мягкими и твердыми припоями. Температура плавления мягких припоев, а соответственно, и пайки, ниже 450 0 С, твердых припоев — выше 450 0 С (обычно даже выше 800 — 900 0 С).

В зависимости от физического или химического процесса, используемого для получения качественного паянного соединения, различают следующие виды пайки: капиллярную, металлокерамическую, контактно-реактивную, диффузионную и пайку самофлюсующими припоями.

Пайка металлов, в зависимости от температуры плавления припоя, подразделяется на пайку мягким и твердым припоями.

Пайка мягкими припоями производится оловянно-свинцовыми припоями марок ПОС-90, ПОС-40 и ПОС-30, содержащие соответственно 90, 40 и 30% олова (остальное — свинец и примеси). Температура плавления их составляет 180-260 0 С. Мягкие припои обеспечивают прочность соединения до 50-70 Мпа.

Для получения качественных соединений поверхность изделий в месте спая необходимо тщательно очистить механическим или химическим способом; зазор не должен превышать 0,1 мм. Для защиты от окисления металла и припоя, а также для растворения образующихся оксидов и растекания жидкого припоя по поверхности места спая применяют флюсы: канифоль, хлористый цинк или смесь хлористого цинка с хлористым аммонием и др.

Пайка твердыми припоямипроизводится медно-цинковыми припоями марок ПМЦ-42, ПМЦ-47 и ПМЦ-52. Они имеют соответственно 42, 47 и 52% меди и температуру плавления 840, 860 и 885 0 С. Для пайки ответственного назначения используют также медно-серебряные припои (ПС-25 и ПСр-45) с температурой плавления 780-830 0 С и содержащие вот 10 до 70% серебра (остальное — медь и цинк).

Предел прочности соединений при пайке твердыми припоями достигает 400-500Мпа. В качестве флюсов используется бурая, борная кислота или их смесь, хлористый цинк и пр. Изделия нагреваются сварочными горелками, ТВЧ и др. Зазор в соединении не должен превышать 0,05-0,08 мм.

Пайке твердым припоем хорошо поддаются все углеродистые и легированные стали, твердые сплавы, чугуны, большинство цветных ме-таллов и их сплавов.

В большинстве случаев сварка позволяет получить более высокую прочность и пластичность соединений, чем пайка. Поэтому пайку применяют обычно в следующих случаях: при отсутствии требования равно-прочности соединения с основным металлом, нежелательности или недо-пустимости высокого нагрева металла, необходимости получить детали сразу после их соединения с высокой точностью.

В судостроении и судоремонте пайку применяют при выполнении разного рода жестяницких работ, изготовлении неответственных мелких деталей. Широко используется пайка в судовом приборостроении при изготовлении деталей электро- и радиоаппаратуры (электровакуумные приборы, соединения металлов со стеклом, керамикой, графитом, электро- и радиомонтаж). С помощью пайки изготавливают лопатки паровых и газовых турбин, радиаторов, теплообменников и т.п.

Основными элементами технологии пайки любым из рассмотренных способов являются:

-очистка поверхностей, подлежащих пайке, вот окисных пленок;

-флюсование, укладка припоя, сборка и фиксация деталей;

-нагрев до температуры пайки, выдержка и охлаждение, т.е.собственно пайка;

-удаление остатков флюса с паяных деталей.

Материалы, трудно соединяющиеся при пайке, перед сборкой подвергают лужению — нанесению тонкого слоя припоя в условиях аналогичных пайке.

Детали, в т.ч. и луженые, собранные под пайку, обязательно сжимают с напряжением 5-5,5 МПа.

При пайке ответственных деталей из нержавеющих, жаропрочных сталей и особенно титановых сплавов наилучшие результаты получаются при пайке в защитных средах (аргон, вакуум). В этом случае пайку производят в специальных контейнерах.

Склеиванием называют процесс получения неразъемного соединения деталей путем обмазки соединяемых поверхностей изделия веществом или смесью веществ, называемыми клеем, их соединения и выдержки под некоторой нагрузкой до затвердения клея. В ряде случаев применяется подогрев склеенных деталей.

Склеивание материалов по сравнению с другими способами имеет ряд преимуществ: возможность соединения различных материалов (металлов и сплавов, пластмасс, стекол, керамики и др.) как между собой, так и в различных сочетаниях; атмосферостойкость и стойкость к коррозии клеевого шва; возможность соединения тонких материалов, значительное упрощение технологии изготовления изделий и др. К недостаткам относятся низкая длительная теплостойкость (до 350 0 С), склонность к старению и др.

Клей представляет собой вязкое вещество, обладающее склеивающей способностью. Наибольшее распространение имеют синтетические клеи —фенольные БФ-2, БФ-4, ВК-32-200, ВС-350, эпоксидные ЭД-5, ЭД-6, ВК-32-ЭЛ, полиамидные ППФЭ-2/10, МПФ-1 и др.

Технологический процесс склеивания деталей состоит из подготовки их поверхностей (пригонки, очистки) к склеиванию и непосредственного склеивания: нанесения клея, выдержки для удаления растворителя, сборки деталей и выдержки под прессом без нагрева или с нагревом, в зависимости от применяемых клеев.

Склеивание пластмасс определяется химической структурой, физико-механическими характеристиками, а также свойствами применяемых клеев.

Детали из термопластов склеивают преимущественно растворителями. Например, оргстекло и винипласт — дихлорэтаном, полистирол — бензолом или раствором этих материалов в соответствующих растворителях.

Прочность склейки можно повысить путем механического сцепления пленки клея с шероховатой поверхностью материала; для этого перед склейкой поверхности обрабатывают наждачной бумагой или другим способом.

При клепкенеразъемное соединение материалов обеспечивается использованием стержней, называемых заклепками. Заклепка, заканчивающаяся головкой, устанавливается в отверстие соединяемых материалов. Выступающая из отверстия часть заклепки расклепывается в холодном или горячем состоянии, образуя вторую головку.

Заклепочные соединения применяются:

1.В конструкциях, работающих под действием вибрационной и ударной нагрузки, при высоких требованиях к надежности соединения, когда сварка этих соединений технологически затруднена или невозможна.

2.Когда нагревание мест соединения при сварке недопустимо вследствие возможности коробления, термических изменений в металлах и появляющихся значительных внутренних напряжений.

3.В случае соединения различных металлов и материалов, для которых сварка неприменима.

Заклепки изготовляются из углеродистой стали, меди, латуни или алюминия. При соединении металлов подбирают заклепку из того же материала, что и соединяемые элементы.

Диаметр отверстия под заклепку должен быть больше диаметра заклепки.

Для клепки прежде всего нужно использовать исправный инструмент. На руки следует надеть рукавицы, глаза защитить очками.

Слесарное дело

Слесарное дело в вопросах и ответах

СТРАНИЦЫ

• Абразивы
• Безопасность труда
• Виды термообработки
• Допуски посадки
• Закалка стали
• Замена детали
• Измерения
• Измерительный инструмент
• Инструмент для давления
• Инструмент приспособления
• Клепальные работы
• Коррозия металлов
• Кузнечная обработка
• Литейное производство
• Материаловедение
• Механическая обработка
• Механическая правка
• Механическая резка
• Механическое отпиливание
• Нарезание резьбы
• Не металлы
• Оборудование и закалка
• Обработка давлением
• Операции после закалки
• Основные положения
• Отжиг стали
• Отпуск стали
• Пайка
• Поверхностная закалка
• Получение стали
• Получение чугунов
• Посадки
• Притирка поверхности
• Разметка
• Ремонт и демонтаж
• Рубка разрезание деталей
• Сборка деталей и узлов
• Сверление развертывание
• Слесарная мастерская
• Слесарный инструмент
• Слесарный участок
• Смазка и охлаждение
• СОЖ и обработка металла
• Специальность слесарь
• Твердые сплавы
• Термoобработка чугуна
• Термическая обработка
• Термообработка сталей
• Универсальный инструмент
• Холодная обработка
• Цветные металлы и сплавы
• Шабрение и инструмент
• Шероховатость поверхности
• Шлифовальные станки

Пайка

Пайка, лужение, металлизация и склеивание

Что такое пайка?

Пайка — это процесс создания неразъемного соединения металлов с помощью присадочного связующего материала, называемого припоем, причем припой в процессе пайки путем нагрева доводится до жидкого состояния. Температура плавления припоя значительно ниже, чем соединяемых металлов.

Назвать инструменты и материалы для пайки припоем.

Для пайки припоем необходимы паяльники, материалы, называемые припоями, а также средства, очищающие, травящие и предупреждающие окисление поверхности во время пайки.

Назвать виды паяльников.

Паяльник — это ручной инструмент различной формы и массы. Та часть паяльника, которой непосредственно паяют, выполнена из меди, нагрев медной части паяльника можно производить с помощью электричества (электрический паяльник), над газовым пламенем (газовый паяльник) или в горне.

Для нагрева паяльников и некоторого прогрева соединяемых металлов могут быть применены паяльные бензиновые лампы (рис. 39).

Назвать мягкие припои и их температуру плавления.

Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые (с добавлением или без добавления сурьмы). Температура плавления этих припоев от 183 до 205° С.

Назвать твердые припои и температуру их плавления.

Твердость припоя определяется маркой и химическим составом применяемых для припоя металлов. Делятся они на припои на основе меди, латуни, серебра, никеля и алюминия. Кроме того, различают жаропрочные и нержавеющие припои на основе никеля, марганца, серебра, золота, палладия, кобальта и железа. Температура плавления твердых припоев составляет от 600 до 1450° С.

Назвать распространенные средства для очистки и травления поверхности во время пайки.

Клепка пайка металла

СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗДЕЛИЯ

Способы соединения кованных деталей в целостное художественное изделие

Соединения различают разъемные и неразъемные.

Разъемные соединения: хомут, скоба.

Неразъемные соединения: клепка, пайка, электросварка, литейное соединение — сварка литьем.

Сразу следует акцентировать на следующем: необходимо постоянно помнить, что хомут, скоба или заклепка — также деталь того изделия, части которого они соединяют в одно целое, и поэтому являются такими же декоративными элементами, как и все другие части данного изделия, а не только скрепками. И выбор того или иного способа соединения кованных деталей зависит от чутья кузнеца от его художественного видения изделия в конечном варианте.

Простейшим способом соединения фрагментов изделия в одно целое является соединение хомутом или скобой.

Разъемные соединения

Внутренний размер хомута должен соответствовать размерам соединяемых деталей. Торцы хомута могут загибаться встык

или внахлест; во втором случае их вытягивают на нет. Хомут делают на оправке, внутренний размер которой равен сумме размеров соединяемых деталей плюс два размера торцов хомута. Размер наставки равен сумме размеров соединяемых деталей. Разогретую заготовку для хомута кладут на оправку и наставкой высаживают. Хомут на соединяемых деталях скрепляют горячим. Остыв, хомут прочно стягивает детали в соединение.

Соединение хомутом деталей разного сечения. Внешняя поверхность хомута декорируется так же, как и соединяемые им детали. Если участок соединения основных деталей несет механические нагрузки, необходима их сварка. Затем после зачистки ставится декорированный хомут.

Скобой обычно скрепляют полосы с прутками.

При скреплении скобой одна из деталей должна быть расплющена. На лицевой стороне полосы параллельно делают две продольные просечки. Разогретую заготовку кладут местом разруба над отверстием наковальни лицом и раскаткой или чеканом с круглым бойком выдавливают просеченную полоску, правят полученную скобу бородком меньшего размера, чем присоединяемая деталь, конец которой слегка сбивают на конус. Скобу разогревают и вгоняют в нее пруток. Остыв, скоба прочно удерживает пруток.

Возможен также комбинированный способ: хомут — скоба.

Хомутом может быть и одна из соединяемых деталей: ее разогревают и оковывают вокруг другой. Охват должен быть не менее 3/4 размера оковываемой детали.

Неразъемные соединения

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 се-

чения, 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 неограничена.

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.

Пайка. 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 500°С. 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 — 933*С, плавки — 998’С.

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 400*С) 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:

ПСрЗ: серебро — 3, свинец — 97; температура плавления — 573-578’С.

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

После пайки налет флюса тщательно смывают.

Сварка. 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.