О технологии лужения при проведении пайки кузовных деталей

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

Для получения качественного соединения кузовных деталей необходимо выполнить следующие действия:

  • сначала все детали кузова тщательно подготавливают к ремонту;
  • затем предназначенные для спайки поверхности обрабатывают флюсом;
  • после этого следует хорошо залудить их (для этих целей используется специальная паста для лужения кузова);
  • завершаются эти работы пайкой автомобильных деталей.

Для надёжного соединения металлических заготовок методом пайки применяется припой, в котором помимо основного компонента должен присутствовать свинец.

Использование одного чистого олова недопустимо, поскольку оно не обеспечивает требуемой текучести расплава, а, следовательно, не позволяет получить качественное сочленение. Добавим к этому, что при лужении кузова автомобиля без специальной примеси после остывания металла припой становится хрупким.

Во избежание этого, к нему ещё до начала пайки добавляется намного свинца. В пропорции это выглядит так: олова 33 процента, а остальное – свинец.

Указанный вид припоя не предназначается для пайки деталей авто из алюминия и его сплавов. Для работы с этими металлами должны применяться особые свинцово-оловянные стержни, а также специальный лудильный порошок. Температура плавления таких оловянных припоев не превышает 230-250 градусов.

Металлы и сплавы для лужения

Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

  1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
  2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
  3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Металлы и сплавы для лужения

Технология обработки металлических поверхностей зависит от типа базового материала. Например, лужение алюминия выполняется чистым оловом, без посторонних примесей. Металл необходимо предварительно нагреть до 180 °C, после чего приступают к покрытию изделия. Для обработки алюминиевых элементов запрещено применять какие-либо флюсы.

Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

  1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
  2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
  3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Лужение сварных швов и металла кузова

Автор темы Vityok, 29.11.2004, 11:56

  • 5 страниц
  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#61 D.E.M.O.N

  • Пользователи-2
  • 2 417 cообщений
  • 15
    • Offline
    • Карточка
    • ЛС

    Сообщение добавлено 18.11.2010, 22:24

    Это называется «Я с детства трудности люблю». Все что угодно, но только не антикор в скрытые полости!

    Ага, но облудить получится деталь только с одной стороны — внешней. Если облудить ее с двух сторон, то потом ее не получится нормально приварить. В местах сварки олово потечет и там останется голое железо — очаг будущей коррозии. Если сажать на болты, или что тут еще предлагали, то все равно металл в месте крепления деформируется, счищая олово, да и отверстия сверлить все-же нужно.

    В общем как ни крути, а антикорить придется.

    • Полное редактирование
    • Быстрое редактирование

    #62 angtar

  • Пользователи-2
  • 916 cообщений
  • 7
    • Offline
    • Карточка
    • ЛС

    Сообщение добавлено 18.11.2010, 22:49

    • Полное редактирование
    • Быстрое редактирование

    #63 RRR

  • Пользователи-2
  • 200 cообщений
    • Offline
    • Карточка
    • ЛС

    Сообщение добавлено 19.11.2010, 8:29

    Это называется «Я с детства трудности люблю». Все что угодно, но только не антикор в скрытые полости!
    Ага, но облудить получится деталь только с одной стороны — внешней. Если облудить ее с двух сторон, то потом ее не получится нормально приварить. В местах сварки олово потечет и там останется голое железо — очаг будущей коррозии. Если сажать на болты, или что тут еще предлагали, то все равно металл в месте крепления деформируется, счищая олово, да и отверстия сверлить все-же нужно.

    В общем как ни крути, а антикорить придется.

    • Полное редактирование
    • Быстрое редактирование

    #64 metrolog

  • Пользователи-2
  • 2 217 cообщений
  • 15
    • Offline
    • Карточка
    • ЛС

    Сообщение добавлено 22.11.2010, 20:36

    В каком-то старом советском журнале, может даже «Моделист-Конструктор» или что-то подобное, предлагался метод цинкования. Ручная гальваника типа — к кузову один контакт мощного источника (маленькое напряжение и большой ток), а второй провод источника к металлической щетке. Щетка мокалась в ведро с каким-то цинкосодержащим раствором, опытные химики подскажут, а потом этим делом натирался кузов. Долго и муторно.

    Только не забывайте, что вечных жигулей не бывает. Все жигули сгниют.

    • Полное редактирование
    • Быстрое редактирование

    #65 botan

  • Пользователи-2
  • 245 cообщений
    • Offline
    • Карточка
    • ЛС

    Сообщение добавлено 22.11.2010, 21:07

    сегодня выводил «жуков» с кузова.
    несколько неприятных мест сзади у фонарей.
    под фонарями осветителя номера очень неприятная коррозия, глубокая по типу питтинга.
    по опыту «опытных кузовщиков» знаю что бороться с ней традиционными методами бессмысленно, залитые любым слоем краски «жуки» через полгода появляются вновь, так называемая подпленочная коррозия.

    поразмыслив отработал технологию ремонта кузова без вскрытия краски для удаления «жуков» подпленочной коррозии.
    в общем думаю такая технология пригодится пацанам чтобы не пропадали труды рук и головы.
    опишу ее

    Читайте также  Дизайн комнаты для мальчика подростка в современном стиле

    по многочисленным пробам совершенным в разное время понял что ортофосфорная кислота хорошее средство для борьбы с поверхностной ржавчиной, однако на ржавчину в виде «жуков» под краской с большой глубиной поражения ортофосфорная кислота почти не действует.
    причина — очень высокая вязкозть кислоты во первых и нерастворимыые фосфаты как продукты реакции во вторых.
    меня это не устроило.

    разработал вот что
    первая фаза- электроочистка с глубинным травлением.

    процедура
    на штырь из нержавеющей стали наматывается ветошь в виле маленького тампона.
    на штырь — аккумулятора
    на кузов + аккумулятора.
    реактив- серная кислота ( электролит для аккумуляторов) плюс соляная кислота концентрация 15 процентов.

    «жук» вскрывается, просто удаляя ножом краску до чистого металла вокруг
    тампон смачивается электролитом и прикладываеется к разрушенному участку кузова.
    можно совершать тампоном движения «натирая» место травления.
    через минуту- другую метал делается светлосерым без малейших признаков ржавчины, черные точки внутри каналов коррозии так же исчезают, поверхность немного губчатая.

    далее промыв водой нанес смочил слабым раствором соляной кислоты и не протирая приложил тампон с электролитом цинкования.
    раствор цинкования.
    насыпать в стакан 20 грамм металлического цинка
    залить соляной кислотой
    дать полностью «прошипеть»
    добавить чайную ложку поваренной соли и очень желательно несколько кристалликов тиомочевины
    в тампон насыпать цинковых кусочков ( гранул) обернуть ветошью и смочить электролитом. стержень токоввод должен при этом быть или титановый или графитовый, остальные металлы разрушаются загрязняя электролит
    буквально через минуту на поверхности яркий слой цинка.
    после цинкования промыть из шприца большим количеством теплой воды, желательно с добавлением соды, и насухо протереть тряпкой.
    наносить ЛКП можно после просушки лампой подогрев до 60-80 градусов.

    больше подпленочой коррозии на этом участке не будет, все поры надежно защищены цинком.
    сегодня так обработал несколько участков кормы клауса и очень доволен результатом
    намного быстрее, чище, и главное эффективнее чем любым другим способом

    ps
    плотность тока при цинковании ок 3-6 ампер на дм квадратный
    на тампоне + акуумулятора.
    ток ограничить балластом

    1. 0098290 Паста для пайки оловом Wurth (банка) 1 кг;
    2. 0982 . 90 Паста для пайки оловом Wurth (банка) 1 кг.

    Паяльная паста Wurth проста и удобна в применении. Инструкция включает в себя следующие шаги:

    • очистить обрабатываемые области до основного металла;
    • обезжирить обрабатываемую поверхность;
    • нанести тонкий слой пасты с помощью шпателя;
    • нагреть с помощью фена или паяльной лампы до нужной температуры.

    После проведения процедуры остается лишь удалить остатки флюса мягким нетканым материалом.

    Способы обработки поверхностей цинком

    Сегодня есть 3 основных вида оцинковки:

    • Термическое, при котором корпус опускается в расплав металла. Иногда на готовый металлический лист наносится тот же расплав и направляется на прокатку. Подобной обработке подвергаются автомобили Porsche, Ford, Volvo. Довольно эффективный способ.
    • Холодное, когда на корпус наносится мелкодисперсный цинк. Более надежный, чем остальные методы. Часто применяется для обработки кузовов бюджетных авто.
    • Гальваническое, при котором готовая деталь выдерживается в емкости, заполненной цинковым электролитом. Под током цинк прилипает к металлу очень крепко. Технология распространена среди крупных японских и европейских производителей машин.

    Первый вариант вряд ли подойдет для оцинковки в домашних условиях.

    При холодной оцинковке кузов очищается от грязи и ржавчины и по нему распыляется мелкодисперсный металл. Процесс напоминает покраску баллончиком.

    Электрод, аргон, полуавтомат, инертор: чем лучше варить тонкий металл?

    Обычно сварочные работы ведутся с использованием электродов. Такой способ сварки быстрый и простой. Но использовать его при ремонте кузова не рекомендуется, поскольку шов получается довольно грубый, поэтому машина с ним будет выглядеть не слишком эстетично.

    Важно! Аппаратура для сварки с помощью электродов достаточно громоздка, что не позволит добраться до самых сложных участков кузова. А ведь эта работа должна отвечать еще и требованиям безопасности.

    Поэтому электродную сварку применяют только в особых случаях, например, если нужно укрепить лопнувшую раму.

    В настоящее время при проведении сварных работ чаще всего применяют инвертор или полуавтомат.

    У каждого из этих методов свои достоинства и недостатки. Чтобы использовать такую сварку, надо иметь специальные навыки, а также знать и соблюдать технику безопасности. Ответственным моментом является оснащенность рабочего места.

    Если сварные работы планируется проводить в гараже, важно правильно организовать пространство, заранее приобрести необходимые инструменты. Большое значение имеет и освещение помещения. Одному заниматься сварными работами довольно трудно. Хорошо, если у сварщика будет помощник.

    Сколько стоит процедура

    Согласно последним данным, полная оцинковка горячим методом в сервисном центре стоит от 25 000 руб. Сложность в том, что только 5% СТО проводят комплексную оцинковку с полным снятием кузова, чисткой, грунтовкой и последующим нанесением ЛКП.

    Частичное цинкование мелких деталей или частей кузова обойдется в сумму от 5000 руб. Стоимость набора для использования в гараже и самостоятельной работе составляет 800 руб. и больше.

    Оцинковка металла своими руками защищает автомобиль от коррозии на 98%. При самостоятельной оцинковке гальваникой комплектующих узлов это единственный надежный и максимально долгий метод защиты детали, который можно использовать в любое время. Достаточно два раза в год проводить полный осмотр и обновлять частичное холодное оцинкование кузова и гальваническое для съемных деталей.

    Оловянное покрытие лужение

    Существует два основных способа металлообработки оловом, электролитическое и горячий.

    Электролитическое лужение заключается в восстановлении олова в виде четырехвалентного, в кислых электролитах в виде двухвалентного, данный способ создает более мягкую и ровную структуру.

    Горячий способ заключается в погружении в расплавленное олово металлических заготовок.

    В лабораторных условиях возможно нанесения олова как горячим лужением так и электролитическим, в зависимости от нужного результата.

    Применение лужения

    Осаждение олова применяется в гальванотехнике значительно реже, чем другие виды покрытий. Стойкость олова при воздействии органических кислот и безвредность его соединений для человеческого организма позволяют применять оловянные покрытия в пищевой промышленности. Лужение используется и в некоторых областях электротехники. В основном его применяют в следующих специальных случаях: изготовление белой жести (луженое железо) для консервной тары; защита от коррозии хозяйственных предметов, предназначенных для изготовления и хранения пищевых продуктов (котлов для варки пищи, молочных бидонов, чайников, мясорубок и др.); покрытие деталей приборов и электрических контактов для последующей пайки; защита медных проводов от действия на них серы в процессе вулканизации; герметизация свинчиваемых резьбовых соединений.

    Оловянные покрытия наносятся горячим или электролитическим способом. Преимуществом электролитического способа является получение более равномерного осадка и более экономное расходование олова. Учитывая дефицитность и высокую стоимость олова, целесообразно, где это возможно, заменять горячий метод лужения электролитическим.

    Защитные свойства оловянных покрытий, полученных электролитическим способом, ниже, чем покрытий, полученных горячим способом, однако свойства электроосажденных и оплавленных покрытий и покрытий, полученных горячим способом, примерно одинаковы.

    Электролитическое лужение осуществляется в кислых и в щелочных электролитах. В щелочных электролитах олово находится в виде четырехвалентного, в кислых электролитах в виде двухвалентного. Таким образом, при одинаковых плотностях тока и выходе по току осаждение олова в кислых электролитах протекает в 2 раза быстрее, чем в щелочных. Однако структура осадков из кислых электролитов получается более крупнокристаллической, а рассеивающая способность в них значительно хуже, чем в щелочных.

    Читайте также  Полог для кровати

    Поэтому для покрытия сложнопрофилированных изделий применяются щелочные электролиты, а для покрытия простых по форме и плоских изделий могут применяться и кислые электролиты.

    Лужение в кислых электролитах

    Наиболее широко применяют сернокислые электролиты, в которых олово находится в виде двухвалентных ионов. Катодный процесс в этих электролитах сводится к реакции:

    Sn 2+ + 2е → Sn

    Стандартный потенциал олова (φ°Sn/Sn 2+ ) равен —0,136 в. Из двух катионов, находящихся в растворе, Sn 2+ и Н + разряжается в основном ион Sn 2+ . Разряд ионов Н + затруднен благодаря большому перенапряжению его на олове.

    В отсутствие специальных добавок процесс протекает без заметной поляризации, и в этом случае наблюдается интенсивный рост изолированных игольчатых кристаллов. Введение в электролит некоторых добавок (клей, фенол, крезол и их производные) значительно увеличивает катодную поляризацию; меняется также и структура осадков олова — они получаются гладкими, плотными и зеркальноблестящими.

    В сернокислом электролите возможно образование Sn 4+ при окислении сульфата олова кислородом воздуха: SnSO4 + H 2SO 4 + 1 /2 O2 ⇄Sn (SO4)2 + H 2O

    Сульфат четырехвалентного олова легко гидролизуется:

    Из уравнения вытекает, что с увеличением концентрации серной кислоты устойчивость сернокислого электролита должна увеличиваться.

    Качество осадка в значительной степени зависит от условий электролиза — плотности тока и температуры электролита. При малой плотности тока получаются крупнокристаллические осадки; повышение температуры сказывается неблагоприятно, так как увеличивается скорость гидролиза.

    Процесс ведется при 18—25° С при плотности тока 1—3 а/дм 2 с выходом по току 90—95 %.

    Растворение оловянных анодов при этих плотностях тока протекает без каких бы то , ни было осложнений с выходом по току, приближающимся к 100%.

    В последнее время все большее применение получают галогенные электролиты благодаря тому, что они позволяют работать с более высокими плотностями тока (до 40—50 а/дм 2 ); они являются также более устойчивыми и дешевыми.

    По данным П. С. Титова, удовлетворительные осадки получаются только в электролитах, содержащих наряду с ионами хлора, ионы фтора и образующих комплексный анион [SnF 2Cl2] 2- . Этим обстоятельством объясняется, высокая катодная поляризация и, как следствие, образование мелкокристаллических осадков.

    Лужение в щелочных электролитах

    Основными компонентами щелочных оловянных электролитов являются станнат натрия Na 2SnO3 и NaOH. Кроме того, в растворе при определенных условиях может присутствовать станнит натрия Na2SNO2. Оба соединения олова диссоциируют по схеме:

    SnO 2- + 3H2O ⇄Sn 4+ +6OH —

    SnO 2- + 2H2O ⇄ Sn 2+ +4OH —

    Соотношение концентраций, станнита и станната определяется уравнением:

    Более прочным является станнат натрия, благодаря чему равновесие сдвигается вправо, но ввиду близости потенциалов Sn/Sn 2+ , Sn/Sn 4+ и Sn 2+ /Sn 4+ , оно устанавливается медленно.

    На катоде возможен разряд ионов Sn 2+ и Sn 4+ . Двухвалентные ионы олова разряжаются без заметной поляризации в результате чего образуются крупные кристаллы олова. Четырехвалентные ионы олова разряжаются со значительной химической поляризацией и при этом получается плотный мелкокристаллический осадок. Поэтому при приготовлении электролита особое внимание уделяют полному окислению ионов Sn 2+ .

    Рис. 2. Зависимость анодного потенциала олова от плотности тока. Состав электролита (в г/л): Sn — 28, NaOH—13; температура 70° С.

    Наряду с разрядом олова на катоде происходит разряд ионов водорода, однако значительное перенапряжение водорода на олове способствует преимущественному выделению олова. Щелочь в станнатных электролитах играет роль комплексообразователя; увеличение щелочи заметно смещает равновесие в сторону уменьшения концентрации Sn 4+ и соответственно сдвигает потенциал в сторону электроотрицательных значений. По этим соображениям в электролите поддерживается умеренная концентрация свободной щелочи. Процесс осаждения олова ведут при повышенных температурах (65—70°С); при более низких температурах получаются темные и рыхлые осадки.

    Режим анодного растворения является определяющим для получения хороших катодных отложений олова. Анодное растворение необходимо вести таким образом, чтобы олово растворялось в форме Sn 4+ . При низкой плотности тока образуются ионы Sn 2+ ;

    Sn → Sn 2+ +2е

    При повышенной плотности тока на аноде происходит формирование гидроокисной пленки золотистого цвета. Это приводит к заметному сдвигу потен циала в область электропо ложительных значений, при котором образуются ионы Sn 4+ :

    Sn → Sn 4+ +4е

    При слишком высокой анодной плотности тока, растворение олова прекратится и будет происходить только разряд гидроксильных ионов. На анодной поляризационной кривой (рис. 2) наступление полной пассивности будет соответствовать резкому скачку потенциала в область электроположительных значений. Интервал плотностей токов, в котором происходит преимущественное образование Sn 4+ , зависит от условий электролиза концентрация щелочи, температура электролита и т. д.). В нашем примере (рис. 2) этот процесс протекает в интервале 1 ,5—3,0 а /дм 2 .

    В начале электролиза необходимо как можно быстрее запассивировать анод, чтобы избежать образования ионов Sn 2+ . Для этого анод подвергают «формированию» при повышенной плотности тока. После того как пассивная пленка сформировалась, ток на ванне понижают до рабочего.

    Процесс ведут при 70—80° С с катодной плотностью тока 1,5—2 а/дм 2 и выходом по току 65—70%. Начальная анодная плотность тока составляет около 4 а/дм 2 , после образования золотистой пленки ее снижают до 2 а/дм 2 .

    Интенсификация процесса может быть достигнута путем замены натриевого электролита калиевым, так как растворимость станната калия почти в 2 раза больше растворимости станната натрия.

    Рассеивающая способность станнатных электролитов благодаря значительной поляризуемости катода и значительной удельной электропроводности высокая.

    Оплавление оловянных покрытий

    При электролитическом лужении консервной жести с толщиной покрытия порядка 1 мк оплавление является обязательной операцией. Оплавлению легче поддаются осадки олова, полученные из щелочных электролитов. При оплавлении олова, осажденного из кислых электролитов, наблюдается склонность его к собиранию в капельки. Перед оплавлением производится обработка поверхности, покрытой оловом, 5—6% водным раствором флюса (3 вес. ч. ZnCl2 и 1 вес. ч. NH4Cl). После этого изделие выдерживают несколько секунд при 550—600° С.

    При лужении жести нагревание обычно осуществляют индуктивным методом. Оплавление мелких изделий можно осуществлять в глицерине или высококипящих маслах.

    Для декоративных целей изделия подвергают оплавлению при 280—350° С. После охлаждения производят повторное лужение тонким слоем в том же электролите. При этом тонкий слой олова выявляет структуру подслоя, что придает поверхности узорчатый рисунок. Защитно-декоративные свойства покрытия улучшаются окраской цветными лаками.