Пайка
Казалось бы, что пайка – настолько давно устоявшийся технологический процесс, что тут и говорить-то вроде не о чем: все уже сказано, и вообще… можно обойтись и без пайки (вот про сварку так не скажешь). Вот и первая причина для разговора: обойтись-то без пайки можно, да нужно ли? Но для самостоятельного строительства пайка имеет особое значение: очень во многих случаях можно с успехом заменить сварку, особенно при работе с тонколистовым металлом. Кроме того, технологически пайка все-таки проще, чем сварка, которая помимо определенной квалификации требует еще и оборудования, приобретать которое есть смысл далеко не всегда. Основные инструменты для пайки показаны на рис. 9.6.1. С электрическими паяльниками проблем нет – они доступны повсеместно. Гораздо реже можно встретить нагревный паяльник, но зато его легко сделать самому – надо заострить с одного конца медный брусок и закрепить его на стальном прутке. Если вместо пру тка использовать болт со стандартной головкой, например на 12 мм, получится нагревный паяльник, в качестве ручки которого используется торцовая головка со своим штатным шестигранником. Такой паяльник может служить хорошим дополнением к набору торцовых головок и использоваться в условиях, когда речи об электричестве нет. Греть же его можно и на костре, и на примусе. На рисунке в качестве примера показана паяльная лампа среднего размера, они бывают и больше, а бывают и миниатюрные – так что для предстоящей пайки всегда можно выбрать подходящий источник пламени. Для мелких работ, наконец, можно воспользоваться газовыми (имеется в виду пропановыми) горелками с различными соплами.
Рис. 9.6.1. Инструменты для пайки: 1 – большой электрический паяльник; 2 – малый электрический паяльник; 3 – нагревный паяльник; 4 – паяльная лампа
Итак, пайкой называется соединение между собой металлических частей с помощью дополнительн ого расплавленного материала – припоя. В отличие от сварки при пайке основной металл не расплавляется – температура плавления припоя всегда ниже температуры плавления основного металла. Сразу же усматривается очень сильное преимущество пайки перед сваркой – ею можно просто и «намертво» соединить очень разнородные материалы (медь и сталь, например). В зависимости от температуры плавления припои делятся на мягкие, с температурой плавления до 400 °С, и твердые, имеющие температуру плавления выше 550 °С. Сравнительно недавно еще можно было встретить пайку твердыми припоями даже в процессе заводского изготовления автомобильных кузовов (пайка стали латунью, например), а мягкими припоями при этом устранялись многочисленные производственные заводские дефекты. Сейчас это ушло в прошлое. Пайка твердыми припоями, кроме того, традиционно требует ацетилено-кислородного пламени, что значительно ее усложняет. В то же время практически все, что потребуется в ходе строительных работ, можно спаять мягки ми припоями (ПОС-10 – ПОС-90), поэтому в дальнейшем под пайкой будем подразумевать именно эту процедуру.
Собственно пайка начинается с лужения – покрытия соединяемых поверхностей слоем припоя. Не стоит даже пытаться производить соединение пайкой в надежде, что припой сам затечет, сам смочит и полудит и т. д., скорее всего в этом случае время будет потрачено, а пайка (соединение) не произойдет. Качественное лужение является первым необходимым условием качественной пайки. Если полуда легла по всей поверхности ровным слоем, без пятен в которых припой отсутствует, можно быть уверенным, что пайка состоится, поскольку дальше, как говорится, «дело техники». Но добиться этого иногда бывает очень сложно, т. к. припой «ложится» только на идеально подготовленную (зачищенную) поверхность. Нередко основная трудоемкость пайки падает как раз на зачистку соединяемых поверхностей. Чего только для этого не используют: металлические щетки и абразивные материалы с различными инструмент ами, серную и соляную кислоты, различные растворители. Непосредственно перед лужением поверхности обрабатывают травленой соляной кислотой. Когда же следует считать зачистку поверхности достаточной. Тогда, когда полуда покрыла всю поверхность. Иногда после первого не очень удачного лужения приходится дочищать какие-то места и снова лудить, но это можно считать нормальным процессом.
Когда-то «индустриально» использовался такой прием. При лужении значительных по площади поверхностей их разогревают (паяльной лампой или газовой
горелкой) до температуры плавления припоя (180–280 °С), помещают расплавленный припой на поверхность (например, стальной ложкой с деревянной ручкой) и, поддерживая горелкой температуру поверхности и припоя равной температуре расплава (например, левой рукой), быстрыми движениями взятой в другую руку комочка чистой ветоши разгоняют припой по поверхности. Конечно, такая работа, как, впрочем, и любая другая, требует определенной сноровки, особенно п ри лужении вертикальных поверхностей. Значительно проще использовать для лужения поверхности паяльную пасту, которая к тому же не требует предварительной обработки хлоридом цинка. И припой, и флюсы входят в состав пасты. В этом случае по нагретой поверхности водят комочком пасты, в качестве следа от которой остается ровный слой полуды.
Еще проще лужение паяльником с использованием ортофосфорной кислоты, хотя тут есть одна установленная на практике тонкость. Выяснилось, что лужение в этом случае происходит удивительно легко при движении жала паяльника с расплавленным на нем припоем по мокрой пленке ортофосфорной кислоты. На пусть даже ранее смоченную, но высохшую поверхность припой уже не «ложится». Большим нагревным паяльником или электропаяльником мощностью 200 Вт нетрудно покрывать полудой весьма внушительные поверхности. Это не так быстро, как при работе с пламенем, но зато технологически гораздо проще. Заметим, что ненароком мы пришли к разделению видов пайки по источникам нагрева мест пайки и припоя – на пайку пламенем и пайку паяльником. Сравним эти два способа. Пайка пламенем более производительна, но требует более сложной оснастки и, кроме того, все-таки более опасна, т. е. нуждается в особой тщательности проведения работ. Потребны ей и большие масштабы (площади, массы). Пайка паяльником куда как проще и носит прицельный характер, ведь буквально в 2–3 мм от места пайки не нарушается даже целостность лакокрасочного покрытия, что нередко играет существенную роль.
Освоив лужение, можно переходить к пайке как соединению элементов в одно целое.
Главное при обеспечении паяного соединения – чтобы соединяемые элементы были хорошо прижаты по всему периметру соединения и таковыми оставалась после застывания припоя. Пропаивая очередной участок соединения, необходимо стараться не разрушить предыдущий, для чего не следует перегревать соединение. При этом припой в жидком состоянии очень текуч и легко может « убежать» даже при незначительном наклоне обрабатываемой поверхности, а ее перегрев может сопровождаться выгоранием полуды. В этом случае ее восстанавливают, что называется, «по ходу дела», благо под рукой оказывается все необходимое. Сильный перегрев припоя, кроме того, может привести к охрупчиванию шва и даже превращению припоя в шлак. В случае слишком холодной поверхности (припой застыл) положение легко исправляется дополнительным нагревом и поверхности и припоя до требуемой его консистенции. Дополнительно используется лишь ортофосфорная или травленая соляная кислота.
На вертикальные или крутонаклоненные поверхности припой наносят, естественно, в пастообразном состоянии, для чего достаточно бывает чуть-чуть растянуть во времени перенос расплава на обрабатываемое место. Дольше находятся в рабочей консистенции (в пастообразном состоянии) припои с повышенным содержанием свинца, который легко можно добавить в имеющийся расплав. Вот почему, в частности, имеет смысл р аботу припоем начинать с минимально наклоненных поверхностей, потренировавшись на которых, можно переходить к более трудным участкам, увеличив перед этим долю свинца в припое. Шаг за шагом, нанося порции припоя на обрабатываемый участок и разравнивая их по поверхности, выполняют всю работу.
В заключение, как водится, – техника безопасности. Во многом она сродни таковой при проведении сварочных работ, поскольку и там, и там налицо высокие температуры и их источники. К опасным факторам при пайке добавляются кислоты и их пары. А потому надо заранее позаботиться об известных приемах нейтрализации вредных воздействий, чтобы потом «не креститься, когда гром уже грянул».