Умение паять

Умение паять не раз выручит автомобилиста в различных ситуациях. Восстановить поврежденную проводку, отремонтировать поплавок карбюратора, заделать места кузова, поврежденные коррозией, можно обычной пайкой. Технология работы

Соединение деталей пайкой, бла­годаря доступной и недорогой техно­логии, известно очень давно и по сей день широко применяется, несмотря на появление синтетических клеев и шпатлевок. В этом обзоре речь пойдет о пайке так называемыми мягкими припоями на основе олова, позволяю­щими ограничить нагрев деталей тем­пературой около +250°С.

Итак, что же нужно для пайки в домашних (гаражных) условиях? Нач­нем с припоев. Это сплавы олова со свинцом, отличающиеся в основном температурой плавления. Чистым оловом не паяют из-за его подвер­женности «оловянной чуме» — так на­звали процесс превращения слитка в порошок при низких температурах. Оловянно-свинцовые сплавы свобод­ны от этого недостатка и, в зависимо­сти от марки припоя, позволяют в не­которых пределах варьировать температуру плавления (табл. 1). Для работ, обычных при ремонте автомобиля, лучше всего подходит припой ПОС-40, он не слишком дорогой, а шов по­лучается достаточно прочным. Мягкие припои продаются в виде прутка, про­волоки, в том числе пустотелой, за­полненной флюсом, а также паяльной пасты. В последнем случае припой в виде порошкообразной массы смешан с жидким флюсом (о флюсах см. ни­же). Такие пасты очень удобны в ра­боте, но должны применяться только для соединения металлов, указанных в их описаниях.

Одного припоя для успешной пай­ки мало — и вот почему. Поверхность почти всех металлов, которые дово­дится паять, непременно затянута пленкой, а то и более толстым слоем окислов. Порой они очень прочны и химически стойки (самый яркий при­мер — пленка на поверхности алюминиевой детали, в основном и создаю­щая препятствия для его пайки при­вычными всем способами). На поверх­ности окисла (например, на ржавой стали) припой не удерживается, поэто­му нужно удалить ржавчину, а затем и ее следы — тонкую пленку. Последнее делают химическим путем, применяя специальные растворы (флюсы), со­став которых зависит от того, какие именно металлы предстоит паять. Флюс, наносимый на поверхность де­тали непосредственно перед пайкой, очищает ее, обеспечивая контакт при­поя с металлом.

Средний автомобилист обычно знает о пайке таких традиционных ма­териалов, как сплавы на основе желе­за, меди, цинка. Посему и соответст­вующие флюсы хорошо известны. При пайке стальных деталей чаще всего используют классический флюс из хлористого цинка (1 часть цинка на 5 частей соляной кислоты) с добавлени­ем нашатырного спирта. Неплохи в ка­честве флюса таблетки ацетилсалици­ловой кислоты (аспирина), только по­старайтесь не вдыхать выделяющиеся при нагреве чрезвычайно едкие пары. Для пайки нержавеющей стали и нихрома применяют ортофосфорную ки­слоту, а если ее нет, то сделанные на ее основе нейтрализаторы (преобра­зователи) ржавчины. Для тех, кто хо­чет все делать «по науке», в табл. 2 приведены стандартные составы флюсов и их свойства.

И наконец, правильно выберите инструмент для нагрева соединяемых деталей и нанесения припоя. Обыч­ные маломощные (радиотехнические) паяльники пригодны лишь для ремонта деталей с небольшой массой, малым теплоотводом — на­пример элементов электрооборудо­вания, различных тросиков, поплавка карбюратора и т. п. Крупные детали, особенно из меди или латуни, удает­ся прогреть только более мощным, а то и так называемым «мо­лотковым» паяльником (с жалом в ви­де массивного медного клина), с электрическим или внешним нагре­вом. Для прогрева больших масс металла и этого становится ма­ло — тогда используют открытое пла­мя паяльной лампы, газовой горелки или струю воздуха от промышленного фена. Паяльная лампа — агрегат древний, но весьма популярный из-за относительной дешевизны и повсеместной доступности топлива (бензина). Правда, много мороки при розжиге, засорении жиклера... К тому же она при неумелых действиях даже опасна. Практичнее газовая горелка — например в виде насадки на литро­вый баллон с пропаном. Разные насадки создают наиболее удоб­ный факел пламени, горелка не коп­тит и всегда готова к работе. При пайке больших деталей мастера не­редко используют и сварочную кис­лородно-ацетиленовую горелку. В последнее время появились миниа­тюрные «пальчиковые» горелки, рабо­тающие на бутане (газ для зажигалок). Одной заправки хватает примерно на 20 минут, пламя можно регулировать, но мощность такой го­релки небольшая и массивную деталь ею вы не прогреете. Новинка послед­них лет у нас — тепловой пистолет, или промышленный фен. Это, по сути, мощный электрофен, дающий струю воздуха, нагретую до температуры 400-600°С (регулирует­ся). Он относительно (в сравнении с горелками, конечно!) пожаробезопасен, так как в нагретом воздухе от­сутствуют частицы — очаги горения, удобен в работе, но привязан к электросети 220 В. Стоит самый дешевый аппарат не менее 200 рублей, но зато обладает немалой универсальностью — годится не только для пайки, но и для сварки некоторых пластмасс (ре­монт бамперов), удаления старой краски, подогрева «закисших» деталей перед разборкой узла и т. д. -вплоть до поджаривания бутербродов прямо на рабочем месте!

Запасшись всем необходимым, рассмотрим сам процесс. Прежде всего детали нужно очистить от гря­зи, ржавчины, остатков краски и обезжирить. Затем подготовить па­яльник: очистив напильником жало от слоя окалины, разогреваем и смачи­ваем флюсом, чтобы окончательно очистить и затем набрать на него припой. Последний должен растечься по жалу паяльника — если он скаты­вается каплями, то или паяльник пе­регрет, или жало вновь покрылось окалиной. Теперь — например с по­мощью кисточки, пипетки или меди­цинского шприца — смачиваем флю­сом обрабатываемую поверхность и нагреваем металл паяльником или горелкой, или тем и другим вместе, пока флюс не закипит. Тут же нано­сим припой, который должен легко растечься по поверхности металла, хорошо ее смачивая. Если он засты­вает в виде матовой кашицы — тем­пература детали мала (ниже точки плавления припоя), если собирается шариками, подобно ртути, — возмож­но, неверно выбран флюс либо де­таль не очищена от окислов или гря­зи. После подобной подготовки — лу­жения соединяемых поверхностей — детали плотно соединяем друг с дру­гом и жестко фиксируем, например струбциной. При пайке мелких дета­лей их можно удерживать также пло­скогубцами, пинцетом и т. д.

Любой опытный технолог знает, что далеко не каждую задумку конст­руктора легко воплотить в металле. Поэтому перед началом работы проду­майте последовательность операций. Иначе (особенно в случаях, когда не­обходимо спаять воедино множество мелких деталей, например электросхе­му) можно столкнуться с тем, что по­пытка припаять очередную деталь при­водит к распайке предыдущих. Причи­на — жало паяльника слишком массив­ное и теплоотдача чрезмерная. Тогда попробуйте, например, обмотать жало несколькими витками толстой (3-4 мм) медной проволоки, один из концов ко­торой превратите в более миниатюр­ное жало, — и продолжите работу этим инструментом. Другим обходным ма­невром может служить охлаждение уже спаянных деталей в то время, когда вы припаиваете очередную. Удоб­ный инструмент для этого — уже упомя­нутый нами шприц с иглой, кончик ко­торой можно еще и дополнительно расплющить для более тонкой дози­ровки охлаждающей жидкости — ска­жем, все того же флюса, используемо­го сейчас в качестве охладителя. Но для охлаждения детали пригодны и другие жидкости — например промы­вочные из табл. 2, то есть вода, спирт, ацетон.

Другая крайность при пайке - не­достаточный нагрев соединяемых де­талей из-за того, что тепловая мощ­ность паяльника невелика, а детали - рядом с местом пайки - зажаты в массив­ных тисках, струбцине и т. п. Из-за этого немалую долю тепла жало паяльни­ка отдает не деталям, а удерживающему приспо­соблению. В этом случае поступают просто: между деталью и губками тисков располагают теплоизоли­рующую прокладку из кар­тона, фанеры, дерева и т. п. — и дело идет на лад.

Если все сделано пра­вильно, детали соединены с минимальными зазорами, то припой сам (под действием сил по­верхностного натяжения) затечет в за­зор, например под заплату, шов полу­чится аккуратным и будет блестеть да­же после остывания. Кстати, дело здесь не только в эстетике! Матовый, неровный шов с заусенцами — сигнал недостаточного нагрева деталей, а значит, и самого припоя. Прочность такого шва низкая.

Если само назначение пайки — создание достаточно прочного со­единения, полезно помнить правило: чем плотнее подгонка деталей и, со­ответственно, тоньше слой припоя между ними, тем прочнее, жестче со­зданный узел.

Кроме того, нужно помнить, что в случае пайки деталей с большими линейными размерами (например, крупной заплаты на кузовную па­нель) даже применение молоткового паяльника может не дать желаемого результата, поскольку он нагревает лишь небольшой участок ремонтиру­емой детали. По мере перемещения паяльника уже пропаянный участок начинает испытывать большие тем­пературные напряжения, порой пре­вышающие прочность самого припоя, — и заплата здесь отрывается. В этом случае весь ремонтируемый участок нужно подогревать паяльной лампой или феном, добиваясь того, чтобы заплата по всей поверхности припая­лась практически одновременно. Ес­ли возможности такого подогрева нет, лучше поставить составную заплату из нескольких частей, которые припаивают одну за другой с пере­крытием.

После остывания тщательно про­мойте детали, чтобы удалить остатки флюса, иначе они в дальнейшем уско­рят коррозию.

оловянно-с СВИНЦОВЫЕ припои Таблица 1

Марка

Олово.%

Температура плавления. С

Предел проч­ности, кгс/мм2

ПОС90

89-91

220

4,9

ПОС61

6СН52

190

4,3

ПОС40

39^1

238

3,8

ПОСЗО

29-31

256

3,3

Таблица 2 ФЛЮСЫ ДЛЯ ПАЙКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

Марка

Состав, %

Промывка

Примечание

Хлорид цинка 25-30 Соляная кислота 0,6-0,7 Вода — остальное

водой

Хлорид цинка 3,7 Вазелин УН-1 85 Диет, вода — остальное

водой

паста

Канифоль 16 Хлорид цинка 4 Вазелин УН-1

ацетоном

паста, дает повышенную прочность

шва

лти

Спирт этиловый 70 Канифоль 22 Анилин или диэтиламин солянокислый 6 Триэтаноламин 2

спиртом

для пайки нерж. стали, нихрома, оцинкованной стали

ФИМ

Ортофосфорная кисло­та (плотность 1,7) 16 Спирт этиловый 3,7 Диет, вода — остальное

водой

кроме пайки стали, приго­ден для меди, константана, серебра, пла­тины

С помощью пайки выравнивают и довольно глубокие вмятины — в этом случае припой служит шпатлевкой. Процедура аналогична описанным выше. Небольшую вмятину вы можете устранить сами, накладывая припой слой за слоем, а когда вмятина за­полнится и припой остынет, его вы­равнивают рашпилем или шабером. Просто? Попробуйте-ка: ведь в отли­чие от всем привычных шпатлевок, расплавленный припой течет как во­да! Нарастить необходимый слой, особенно на наклонной или верти­кальной поверхности, — непростое де­ло. Здесь у каждого мас­тера свои секреты. Конеч­но, теперь, при изобилии запчастей и всевозмож­ных штпатлевок, подоб­ным «лужением» занима­ются все реже. Но прежде таким способом «доводи­ли» целые кузова — напри­мер, когда их детали изго­тавливали выколоткой по деревянной болванке в экспериментальном и штучном производстве.

В заключение сделаем важное замечание. Любые работы с переносным электроинструментом, ес­ли он не снабжен корпусом с двойной изоляцией (а паяльник не снабжен!), допускаются вне помещений с изоли­рующим полом только при напряже­нии питания не более 36 В. К сожале­нию, мощных паяльников с таким ра­бочим напряжением вы не найдете. Поэтому, чтобы обезопасить себя, на­сколько возможно, от поражения то­ком, следует предпринять определен­ные меры. Лучше всего, конечно, из­готовить самому низковольтный па­яльник на 36 или 12 В. Если это не­возможно, постарайтесь найти транс­форматор с двумя разделенными об­мотками на 220 В каждая или два трансформатора 220/36 В. В послед­нем случае соедините между собой низковольтные обмотки и получите на выходе снова 220 В, но уже не свя­занные с питающей сетью. Теперь да­же при пробое обмотки паяльника на корпус он не будет иметь высокого потенциала по отношению к земле. Само собой разумеется, мощность трансформаторов должна быть не меньше мощности паяльника (или, например, промышленного фена). Не пренебрегайте правилами электро­безопасности, ведь ваша жизнь доро­же любого автомобиля!