Лужение деталей. Лужения металлов - пайка

Лужением называется процесс нанесения на поверхность металла слоя олова, который характеризуется хорошей коррозионной стойкостью к агрессивному воздействию различных сред. Луженая жесть широко используется в консервной промышленности.

Лужение жести осуществляют горячим или электролитическим способом.

Технология горячего лужения основана на погружении стального листа или рулонной полосы во флюс, а затем в ванну с расплавленным оловом.

В настоящее время более распространенна технология электролитического лужения жести, при котором наносится очень тонкий слой олова.

Электролитическое лужение оловом характеризуется высокой производительностью, и дешевле горячего лужения металла . Но при этом слой наносимого олова тоньше, и коррозионная стойкость получаемой белой жести ниже.

Процесс лужения жести осуществляется в следующей последовательности: размотка, сварка полос, обезжиривание, травление, покрытие, оплавление, пассивация и смотка.

Обезжиривание

Операция обезжиривания предназначена для удаления с поверхности жести жировых и механических загрязнений. Метод обезжиривания может быть катодный, анодный или бесконтактный анодно-катодный.

При обезжиривании анодно-катодным методом ток подают на электроды из нержавеющей стали. Полоса попеременно в одном проходе каждой ванны является анодом, в другом – катодом. Между проходами в ваннах установлены гуммированные стальные изолирующие перегородки.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор обезжиривания на отрицательно заряженном участке полосы (катоде) выделяется водород, на положительно заряженном (аноде) – кислород.

Катод (-): H 2 O + 2ē ® H 2 ­ + 2OH -

Анод (+): 2ОН - — 4ē ® О 2 ­ + 2H +

Жировая пленка и загрязнения на поверхности полосы отрываются за счет выделения пузырьков газа. Вследствие того, что поверхностная энергия на границе раствор- газ больше чем на границе масло-раствор, каждый пузырек всасывается каплей масла. Пузырьки по мере роста отрываются с поверхности раствора вместе с маслом.

После обезжиривания проводится промывка металла водой для удаления с поверхности полосы остатков обезжиривающего раствора.

Травление (декапирование)

После обезжиривания проводят травление полосы черной жести для удаления окислов железа. осуществляется катодным, анодным или бесконтактным анодно-катодным способом. Ток подают на электроды, выполненные из свинца или свинцово-сурьмянистого сплава. При травлении анодно-катодным способом полоса в первой ванне заряжена положительно, во второй – отрицательно.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор декапирования на отрицательно заряженном участке полосы выделяется водород и восстанавливаются окислы железа, на положительно заряженном – окисляется кислород воды и железо основы. Схема реакций:

Катод (-): 2H + + 2ē ® H 2 ­ ,

FeO + 2H + + 2ē ® Fe + H 2 O,

Fe 2 O 3 + 2H + + 2ē ® 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + 6H + + 6ē ® 2Fe + 3H 2 O

Анод (+): 2H 2 O — 4ē ® O 2 ­ + 4H + ,

Fe 0 — 2ē ® Fe 2+

При катодном декапировании происходит отделение окислов железа от основы выделяющимся водородом и их частичное восстановление, при анодном – отрыв окислов железа пузырьками кислорода.

После операции травления проводится промывка металла водой для удаления с поверхности полосы остатков декапирующего раствора.

Лужение жести

Основная часть процесса на агрегатах электролитического лужения жести это нанесение оловянного покрытия. Электролитическое лужение стали выполняется путем осаждения олова на стальную полосу из электролита лужения под действием тока.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор лужения на отрицательно заряженной полосе осаждается металлическое олово из раствора лужения, анодный процесс сводится к растворению оловянных анодов и переходу олова в раствор лужения. Схема реакций:

Катод (-): Sn 2+ + 2ē ® Sn 0

Анод (+): Sn 0 — 2ē ® Sn 2+

После лужения жести полоса промывается водой для удаления с поверхности остатков раствора лужения.

Флюсование

Для улучшения растекаемости олова при оплавлении оловянного покрытия проводится флюсование, то есть обработка полосы методом погружения в ванну с раствором флюсования. Из ванны флюсования полоса поступает в сушильную установку.

Маркировка

При производстве жести электролитического лужения с дифференцированным покрытием на верхнюю сторону полосы наносят непрерывные продольные линии раствором бихромата натрия роликами маркировочной машины

Оплавление

Для получения блестящего оловянного покрытия с высокими эксплуатационными свойствами жесть подвергают оплавлению. Для оплавления покрытия применяют индукционную установку или установку контактного оплавления.

Процесс оплавления состоит из стадий:

• нагрева полосы с оловянным покрытием до температуры выше 232 0 С (температура плавления олова);
• быстрого охлаждения (закалки) глянцевого оловянного покрытия в воде, что позволяет получить блестящую поверхность.

В ванне оплавления уменьшается пористость оловянного покрытия и увеличивается химическая стойкость жести.

Пассивация

Назначение операции пассивации белой жести это повышение коррозионной стойкости электролуженой жести, обеспечение адгезии к лаковому покрытию.

Пассивация осуществляется электрохимическим катодным или химическим способом в ваннах с раствором бихромата натрия.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор пассивации на отрицательно заряженном участке полосы выделяется водород, восстанавливаются бихромат-ионы до трехвалентного и металлического хрома, на положительно заряженных свинцовых анодах пассивации – окисляется кислород воды с выделением газообразного кислорода. Схема реакций:

Катод (-): H 2 О + 2ē ® H 2 ­ + 2ОН - ,

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6ē ® 2Cr 3+ + 7H 2 O,

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 12ē ® 2Cr 0 + 7H 2 O

Анод (+): H 2 O — 4ē ® O 2 ­ + 4H +

Для удаления с полосы остатков пассивирующего раствора проводят промывку водой.

После промывки полоса сушится горячим воздухом.

Электростатическое промасливание

Для предохранения поверхности оловянного покрытия от истирания при порезке, транспортировке и переработке проводят промасливание поверхности белой жести. Известны два способа промасливания: электростатический и нанесение масляной эмульсии. При нанесении масляной эмульсии полоса проходит через ванну с эмлуьсией, затем подвергается струйной обработке этой же эмульсией и проходит через отжимные полоки. Процесс электростатического промасливания осуществляют в электростатическом поле при наличии масляного тумана в ионизирующей кабине промасливания. В качестве промасливающего вещества применяют обычно диоктилсебацинат.

Выходной участок

Качество белой жести оценивают осмотром ее на инспекционных зеркалах. При достижении требуемого количества металла на моталке производится разрез полосы барабанными разделительными ножницами. С целью непрерывной работы агрегата смотка полосы в рулоны производится на двух моталках. На одной моталке полосу наматывают, на другой – снимают готовый рулон белой жести. Смотанный рулон сталкивают на разгрузочную тележку, взвешивают и укладывают в магазин уборочного устройства. И далее рулонная жесть упаковывается и отгружается потребителю, а для получения листовый продукции рулоны жести поступают на агрегаты резки.

Лужением называется операция покрытия поверхностей металлических изделий тонким слоем припоя, который представляет собой олово или сплав на оловянной основе. Образующийся на поверхности изделий тонкий слой олова или сплава на оловянной основе принято называть полудой.

Лужение широко применяется в производстве различных металлических изделий, используемых в радиотехнической, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности. Лужению подвергают изделия, идущие для приготовления и хранения пищи (кастрюли, ведра, тазы, молочные бидоны, консервные банки, пастеризационные аппараты, части сепараторов и т. п.). Операция лужения является подготовительной операцией перед заливкой подшипников баббитом, перед паянием изделий и изготовлением изделий с фальцевыми швами.

Основным условием лужения является покрытие поверхности изделий сплошным и непроницаемым слоем олова или сплава на оловянной основе. Олово является хорошим защитником металла от коррозии, пока не: поврежден слой олова, покрывающий поверхность изделий.

Луженые изделия хорошо выдерживают деформацию, изгибы и перегибы, не обнаруживая повреждений.

Лужение осуществляют в основном двумя методами: горячим и гальваническим.

Горячее лужение выполняют двумя способами: растиранием и погружением. Эти два способа горячего лужения являются наиболее давними и широко применяющимися до сих пор. Применение горячего лужения позволяет обходиться без электрического тока, специальных ванн и растворов-электролитов.

Одним из существенных недостатков горячего лужения является трудность, а иногда и невозможность получить в процессе лужения равномерный беспористый слой металла.

Толщина слоя горячего лужения часто колеблется в очень больших пределах. Изделия неправильной формы с глубокими рельефами покрываются неравномерно, разница в толщине покрытия отдельных участков поверхности бывает значительной. Вследствие этого количество олова, расходуемого на покрытие различного рода изделий, бывает очень велико, кроме того, получается значительный угар олова. К недостаткам горячего лужения относится также трудность удаления посторонних примесей, загрязняющих расплавленный металл.

Вследствие неравномерной толщины слоя, образования утолщений и наплывов на отдельных участках поверхности, лужение горячим способом изделий с узкими отверстиями, с мелкой нарезкой и т. д. весьма затруднительно, а часто совершенно невозможно.

Горячее лужение широко применяется при изготовлении изделий с внутренними закатанными швами (ведра, тазы, бидоны и т. п.). При этом расплавленное олово, заполняя отверстия и закаты швов, выполняют роль паяния и гарантирует полную герметичность изделий.

Гальваническое лужение осуществляется двумя способами: в кислых электролитах и в щелочных электролитах.

Гальваническое лужение применяют широко, так как оно обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с основным металлом или сплавом на оловянной основе, позволяет получать равномерную и любую заданную толщину покрытия даже на изделиях сложной формы, а также малую пористость покрытия. Большой рассеивающей и кроющей способностью обладают щелочные электролиты, которые применяются для покрытия изделий сложной формы.

Гальваническое лужение по сравнению с горячим лужением является более экономичным по расходу олова или сплавов на оловянной основе. К недостаткам гальванического лужения относятся: применение ванн специального устройства и более высокая квалификация рабочих. Кроме того, к недостаткам гальванического лужения в щелочных электролитах следует отнести сложность приготовления электролита и неустойчивость состава раствора, что требует постоянного наблюдения и ухода за ванной и анодами.

Чтобы соединить детали друг с другом, существует множество способов, один из них – пайка. Эта операция доступна даже домашним мастерам, но и в ней есть свои тонкости. Пайка и лужение металла часто идут рука об руку как дополняющие друг друга процессы.

Пайка представляет собой скрепление двух или более металлических деталей или частей при помощи дополнительного материала – припоя. Если, к примеру, сварка основана на расплавлении самих деталей и их сращении друг с другом, то пайка подразумевает, что соединяемые части остаются целыми, а соединяют их при помощи другого материала. Пайка хороша как электрическое соединение (именно поэтому так часто ее используют для сращения проводов).

Припой – это вещество, которое плавится при гораздо более низкой температуре, чем основные материалы. Обычно это олово, но в зависимости от типа пайки (она производится для разных металлов на разной температуре, кроме того, можно обеспечить и разную прочность соединения) это могут быть сплавы олова со свинцом, серебра с медью, меди с цинком, висмут или галлий. Олово и свинец – это легкоплавкий припой. Такой сплав размягчается до жидкого состояния при температуре ниже 500 градусов, поэтому соединение, им образованное, будет вполне герметичным, но не слишком прочным. Оно идеально подходит, если в будущем место пайки будет закрыто и не будет подвергаться внешнему воздействию. На легкоплавкий припой можно «посадить» сталь, медь, цинк, алюминий.

Припой с медью, цинком или серебром – тугоплавкий. Чтобы довести такое вещество до жидкого состояния, его нужно будет нагреть выше 500 градусов. Такой припой используется, если паянное изделие будет эксплуатироваться в суровых условиях или будет сильно подвержено коррозии.

Кроме пропоя для пайки нужен флюс – это еще одно вещество, которое смазывает соединяемые поверхности, предохраняя их от перегрева и обеспечивая лучший контакт. Для таких целей используют канифоль, борную кислоту, буру, нашатырь, хлористый цинк.

Пайка в традиционном виде выполняется вручную, но есть и приспособления для полуавтоматической пайки на производстве, а также – пайка с погружением в ванну с припоем, пайка с помощью газовых горелок или токами высокой частоты.

Лужение – это операция, обычно предшествующая пайке. Она заключается в нанесении на поверхности тонкого слоя олова. Полуда (слой олова) предотвращает коррозию, а в процессе пайки такие поверхности лучше смачиваются припоем. Облудить деталь можно старинным – горячим способом (например, опустив изделие в ванну с расплавленным оловом). Более современная технология – гальваническое лужение, когда процесс контролируется законами электрохимии.

Вы, наверное, замечали, что когда два соединенных между собой проводника, при долгой работе начинают греться. Особенно это заметно при увеличении мощности проходящего тока. Данное явление происходит при образовании оксидной пленки между проводниками, которая нарушает контакт. Недостаточный контакт между проводами, приводит к их нагреву. Для обеспечения долгого и надежного контакта, используют процесс лужения проводов.

Как залудить паяльник: особенности

Лудить, это значит покрывать металлические изделия тонким слоем олова, которое в свою очередь предотвращает процесс окисления металлических поверхностей. Но если брать во внимание облуживание паяльника, то тут процесс немного отличается.

Залуживание паяльника пошагово:

• Подготовка поверхности;
• Лужение.

Перед тем как облудить паяльник, необходимо подготовить рабочую поверхность. В первую очередь, если паяльник совершенно новый, нужно заточить жало устройства. Для того чтобы сделать это правильно, следует учитывать процессы в которых будет использоваться паяльник.

Жалу паяльника можно придать форму клина. Для этого жало вынимается из устройства, и при помощи напильника или электростанка, жало с двух сторон затачивается под углом до 40 0 . Если паяльник используется для работы с мелкими радиодеталями, то ему придают форму конуса, которая обеспечивает более удобную работу.

Обратите внимание! Ширина острия клина должна быть не менее одного миллиметра. Если жало в виде конуса, то рабочая площадь составляет около двух миллиметров.

Если заводская форма жала устраивает, то важно понимать, что все изделия на заводе изготовителе, покрывают патиной – оксид кислорода и меди, которая имеет зеленоватый оттенок. Перед лужением жала устройства, необходимо используя наждачную бумагу с мелким зерном, удалить данное покрытие.

После этого, жало устанавливается в устройство, и подключается к электросети. Необходимо дождаться равномерного прогрева свей поверхности жала, после которого и производиться лужение.

При нагревании до оптимальной температуры, жало устройства обрабатывают смолой или куском канифоли. Покрывается вся поверхность.

Лужение проводов: технология

Медь и ее сплавы со временем окисляются под воздействием кислорода. Для того чтобы соединения медных проводников в процессе работы не окислялись, необходимо их залудить оловом.

Для работы потребуется:

• Паяльник;
• Припой;
• Флюс или канифоль.

Правильно залудить медный провод, получится только хорошо разогретым паяльником. Поэтому пред началом работ, включаем его в сеть и оставляем разогреваться.

После этого, в зависимости от материала обработки, выполняется следующее. Если медная жила покрывается канифолью, то ее помещают в емкость с данным материалом и нагревают паяльником. Если используется флюс, то провод покрывается жидким флюсом и прогревается паяльником.

Обратите внимание! Чем лучше прогрев металла, тем качественнее лужение медного проводника.

Затем, на разогретое жало паяльника берется необходимое количество олова и используя данное устройство, распределяется по всей поверхности обработанного провода.

Для того чтобы залудить медный кабель большого сечения, используют тигель (емкость для плавления). В этом случае, в разогретую емкость до температуры плавления олова, помещаются куски металла. Жила кабеля обрабатывается флюсом или канифолью и помещается в тигель. Таки образом, достигается, нормальный нагрев жилы и равномерное распределение олова по ее поверхности.

Что нужно и как залудить и припаять провода от наушников

Очень часто, под воздействием механических нагрузок, выходят из строя наушники. Эти приводит к обрыву слаботочных проводников. Данные проводники в устройстве, достаточно тонкие, поэтому технология лужения и пайки немного отличается.

Особенности работы:

• Тонкое жало паяльника;
• Использование канифоли;
• Применение проволочного припоя.

Начать работу, следует с разборки старого девайса. В первую очередь отпаиваются оборванные проводники. Далее производится подготовка к пайке нового провода.

Так как, слаботочные проводники для наушников, для изоляции друг от друга покрывают лаком, то это в некоторой степени затрудняет процесс припаивания. Для этого, облегчения работ, необходимо удалить слой лака с проводов, тем самым подготовить металл для лужения.

Делается это при помощи разогретого паяльника с использованием канифоли. Жила провода, помещается в канифоль, и разогревается. Затем она кладется на ровную поверхность, на которой легкими движениями от изоляции к концу провода счищается слой лака.

Обратите внимание! Лак следует снять на такое расстояние, при котором касание проводников не приведет к их замыканию.

После этого, используя разогретый паяльник, тонким слоем олова покрываются провода. Стоит отметить, что залуженные провода наушников не только обеспечивают надежный контакт, но и процесс пайки значительно упрощается.

Луженая медь: характеристики и применение

Благодаря своим свойствам, медная проволока, нашла широкое применение, как в бытовых, так и промышленных масштабах. Главной особенностью меди, является устойчивость к различным механическим воздействиям, перепадам температуры и влиянию атмосферных осадков.

Но для улучшения показателей устойчивости меди, используют процесс лужения, при котором она покрывается тонким слоем олова, толщина которого варьируется 1 – 20 микрон.

Процесс лужения медной проволоки:

• Очистка;
• Лужение;
• Выравнивание слоя олова;
• Охлаждение;
• Повторное выравнивание;
• Упаковка.

В первую очередь, катушка с проволокой устанавливается на специальный подающий механизм, посредством которого, она проходит все необходимые процессы.

Сначала, проходя через специальные щетки, которые смачиваются раствором хлорида цинка, проволока очищается. Раствор хлорида цинка, получают путем растворения гранулированного цинка в соляной кислоте.

После того, как проволока прошла очистку, она проходит через ванну, наполненную расплавленным оловом. Данный способ, позволяет добиться равномерного распределения олова по всей поверхности металла.

Обратите внимание! Самым важным при лужении медной проволоки, является не допустить наплывы олова.

Затем, проволоку охлаждают. Происходит это при прохождении ее через ванну наполненную холодной водой. Данные процесс, выполняет функцию улучшения качества соединения олова с медной поверхностью проволоки.

После этого, проволока проходит вторичную обработку щетками, при которой проволока полностью избавляется от наплывов и при необходимости уменьшается ее диаметр.

На приемном механизме, проволока наматывается на катушку и упаковывается.

Как облудить подшипник оловом (видео)

Не имеет значения, какая конструкция у металлического изделия (провод или подшипник). Достаточно часто, корректная работа данных изделий зависит от качества соединения и материалов, которыми оно обработано.