Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструменты

Во время ремонта, модернизации или при установке электропроводки особое внимание уделяется качеству соединения токопроводящих жил. Надежное спаянное соединения – это залог безопасной эксплуатации электрических магистралей и бытовой техники. Чтобы хорошо закрепить припой, требуется предварительно провода облудить, суть процедуры заключается в покрытии поверхности оловом.

Почему лужение проводов так важно

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЛужение проводов предотвращает их окисление

Перед тем как залудить провод, требуется узнать, для чего эта процедура так необходима. Медь и алюминий при взаимодействии с кислородом окисляются, образуя на своей поверхности оксидную пленку, которая ухудшает проводимость и повышает сопротивляемость. Залуживание проводов позволяет этого избежать. Лудят провода свинцово-оловяными припоями, их преимущество заключается в длительном эксплуатационном сроке, безопасности и надежности.

Также лужение используют во время пайки, например, при подключении светодиодных лент к блоку питания. Если жилы осветительного прибора предварительно не облудить, с течением времени все проводки отвалятся.

Облуживание провода с помощью паяльника

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЛужение проводов паяльником

Для качественного выполнения работы важно уверенно владеть паяльником. Если закрепившиеся навыки отсутствуют, не удастся залудить и припаять провод.

Существуют разные модели паяльников, каждые обладают своими техническими характеристиками – мощность, габариты и т.д. Начинающему мастеру рекомендуется отдавать предпочтение паяльным станциям, где есть возможность регулировать температуру нагревания самостоятельно.

Целесообразно приобрести дорогостоящее устройство, поскольку процесс будет отнимать меньше времени, и работа будет выполняться в радость.

Необходимые инструменты

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыФлюс выбирают в зависимости от материала провода

Монтаж, модернизация, ремонт и обслуживание проводов – дело хлопотное, но не сложное. Чтобы сократить затраченное время, предварительно готовят все необходимые инструменты и расходный материал для работы. Список выглядит следующим образом:

  • к числу расходных материалов относится припой и флюс;
  • острый нож;
  • станция для паяния или паяльник;
  • технический или медицинский пинцет;
  • обыкновенные плоскогубцы.

Можно использовать не хорошо заточенный нож, а специальные клещи, позволяющие удалить весь изоляционный слой несколькими движениями. Но стоимость их достаточно высока, поэтому многие используют нож или скальпель.

В каждом случае требуется определенный припой и флюсовый состав для кабелей, это нужно учитывать.

Порядок действий

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЧтобы облудить провод, нужно действовать по следующему алгоритму:

  1. С помощью специального инструмента, ножа или скальпеля удалить изоляционный слой с проводов, которые потребуется соединить.
  2. После удаления изоляционного материала токопроводящие жилы зачистить до образования характерного блеска. Для этого можно использовать нож или наждачную бумагу. Если работа предстоит не с литой жилой, а многожильным проводом, каждый проводок распушается и зачищается по отдельности.
  3. В розетку включается паяльник и очищается от всех загрязнений, которые он любит собирать, особенно старого припоя и пыли. Во время очищения жилы паяльника рекомендуется использовать небольшую наждачную бумагу.
  4. Требуется разогреть кончик провода. Это можно сделать с помощью паяльника, газовой горелки или обычной зажигалки.
  5. Когда паяльник разогрелся до рабочей температуры, его жилой прикасаются к припою и канифоли. Рабочая поверхность обильно должна быть покрыта растопленным оловом.
  6. Следующий этап – горячим паяльником касаться медного проводника. Припой должен равномерно распределяться по жиле. Чтобы нанести припой, используются пассатижи и пинцеты.
  7. По окончании работ внимательно осматривается кабель или провод. Рабочая поверхность должна быть полностью и равномерно покрыта припоем. Пустые полости или скопления вещества должны отсутствовать. Если обнаружены недочеты в работе, к процедуре приступают повторно.

Если работа предстоит с совсем тонкими проводами, канифоль лучше не использовать, поскольку рассчитать точное количество вещества очень сложно. В качестве аналога подойдет паяльная кислота. Обработать кончик проводника можно обыкновенной кисточкой. После этого можно приступать к нанесению припоя. Этот способ нельзя назвать более надежным, но с такими видами проводков иначе нельзя.

Способы обработки проводов

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЛужение с помощью деревянного бруска

Существует несколько способов лужения. Некоторые мастера отдают предпочтение методу, суть которого заключается в прижимании проводов паяльником к деревянной ровной поверхности.

При нагревании из дерева выделяются газы, которые исполняют роль флюса, способствуя удалению оксидов на металле.

Более качественно удалять оксидную пленку на поверхности токопроводящих жил удается при помощи аспирина. Во время работы таблетку подкладывают под провода.

При нагревании из ацетилсалициловой кислоты выделяются газы, обволакивающие место соединения, вытесняя из них примеси, отрицательно сказывающиеся на качестве соединения.

Этот простой и бюджетный в реализации способ обеспечивает качественное лужение.

Существует еще один способ подготовки многожильных кабелей и проводов, у которых медная основа покрыта эмалью. В качестве подложки предпочтительнее применять небольшой кусок ПВХ материала. При термическом воздействии поливинилхлорид начинает активно выделять хлороводород, который эффективно разрушает оксидный слой.

Лужение посредством окунания

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЕсли работать предстоит с проводами и кабелями большого диаметра, то подготовку целесообразно проводить иначе. Полного и равномерного распределения припоя в данном случае добиться непросто.

Существует специальное устройство – тигель, в который помещаются небольшие кусочки олова. Там они разогреваются, в результате получается, расплав металла. Конец провода предварительно погружают в канифоль или другие марки флюса, а далее в емкость тигля. Такой подход обеспечивает полное и равномерное распределение веществ на месте среза.

Использовать этот метод можно лишь с полностью лужеными проводами. Погружение уже имеет совершенно иные масштабы, и проводится в промышленных условиях.

Реализуется процесс с помощью специальной катушки с намотанным проводом. Сначала всю медную поверхность вручную обрабатывают жесткими щетками, предварительно их щетину обрабатывают хлористым цинком в жидком виде.

Растворенный флюс получают из смеси технической соляной кислоты и цинка.

Далее проволоку из мотка начинают медленно раскручивать и окунают в емкость, заполненную растворенным оловом.

Равномерность покрытия обеспечивается вторичной обработкой кабеля или провода большого диаметра резиновыми щетками. В завершение кабель погружают в емкость с холодной водой и вновь обрабатывают щетками.

После этого провода и кабели сматывают и упаковывают для дальнейшей реализации в строительных магазинах.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/luzenie-provodov/

Пайка и лужение

Пайкой называют процесс соединения двух металлических частей с помощью расплавленного металла или сплава, называемого припоем и имеющего более низкую температуру плавления, чем соединяемые части.

Пайку применяют для создания неразъемных соединений деталей из стали, цветных металлов и их сплавов, а также их сочетаний.

Пайка распространена при выполнении электромонтажных работ, монтаже контрольно-измерительной аппаратуры, радио7 и электроприборов, изготовлении сосудов, радиаторов, твердосплавного режущего инструмента и т.п.

Процесс пайки состоит из прогрева спаиваемых частей до температуры плавления припоя, расплавления последнего, растекания и заполнения зазоров под действием капиллярных сил, диффундирования в металл с последующей кристаллизацией в паяном шве. При этом соединение деталей достигается без расплавления их кромок в результате смачивания поверхностей более легкоплавкими жидкими металлами.

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструменты

Очистку поверхностей перед пайкой от окалины, оксидов, грязи и жира проводят с помощью напильников, металлических щеток, шаберов и химическими способами (травлением). После травления детали промывают и сушат. Обезжиривание осуществляют протиркой поверхности бензином, ацетоном, растворителем. Перед пайкой детали плотно подгоняют одну к другой, используя струбцины или другие приспособления.

При нагреве деталей, соединяемых пайкой, их поверхности окисляются.

Для удаления оксидной пленки применяют паяльные флюсы и травильные вещества, которые растворяют оксиды, образуют легко удаляемые шлаки, способствуют лучшему смачиванию спаиваемых поверхностей расплавленным припоем и затеканию его в зазоры.

При пайке деталей из стали, бронзы и латуни используют хлористый цинк, деталей из латуни — нашатырный спирт, деталей из цинка и чугуна — соляную кислоту. После травления соляной кислотой деталь промывают в содовом растворе, а затем в чистой воде.

Хлористый цинк (травленая соляная кислота) представляет собой смесь из 50 % соляной кислоты и 50 % воды, в которую добавлены небольшие кусочки и стружка цинка. Чтобы хлористый цинк был коррозионно-стойким, его разбавляют нашатырным спиртом в количестве, равном 1/3 взятого объема.

По назначению припои подразделяют на мягкие и твердые с температурой плавления соответственно 180…300 и 700…1000 °С. Мягкие припои состоят в основном из свинцово-оловянных сплавов с σв = 28…47 МПа.

Кроме высокой температуры плавления твердые припои характеризуются более высокими механическими свойствами; временно’е сопротивление разрыву паяных швов 260…300 МПа. Химический состав и область применения твердых припоев приведены в табл.

19–21, а составы флюсов — в табл. 22.

Для нагрева места пайки до рабочей температуры применяют паяльники периодического и непрерывного подогрева, паяльные лампы, газовые горелки, установки ТВЧ.

Таблица 19. Химический состав (ГОСТ 21930–76) и область применения оловянно-свинцовых припоев

Марка Химический состав, % Температура
плавления,
°С
Пайка
Олово Сурьма
ПОССу 4-6 3…4 5…6 244 Клепаных деталей из латуни, меди, белой жести
ПОССу 18-2 17…18 1,5…2,0 186 Лужение стальных деталей перед пайкой, пайка автотракторных деталей
ПОС 30 29…31 0,1 183 Радиаторов, электроаппаратуры и приборов, оцинкованного железа
ПОС 61 59…61 Электро- и радиоаппаратуры, лужение
ПОС 90 89…91 Пищевой посуды и медицинской аппаратуры

Таблица 20. Химический состав (ГОСТ 23137–78) и область применения медно-цинковых припоев

Марка Химический
состав, %
Температура плавления,
°С
Пайка деталей
Медь Цинк
ПМЦ-54 54 46 880 Из углеродистой стали
ПМЦ-48 48 52 865 Из меди, латуни, бронз,
углеродистой стали
ПМЦ-36 36 64 825 Из латуни и бронз

Таблица 21. Химический состав (ГОСТ 19738–74) и область применения серебряных припоев

Марка Химический состав, % Температура
плавления, °С
Пайка деталей
Серебро Медь Цинк
ПСр 50 50 50 860 Лужение и пайка из
меди, медно-никелевых
сплавов, латуни, бронз
ПСр 45 45 30 25 730 Из меди, латуни, бронз
и латуни
ПСр 25 25 40 25 775 Тонких из меди и латуни,
медно-никелевых сплавов
ПСр 10 10 53 37 850 Из стали с медью и
сплавов цветных металлов,
когда требуется термообработка
Читайте также:  Нанесение размеров на чертежах: правила, отклонения, гост

Таблица 22. Составы флюсов

Компонент Содержание, % Пайка деталей
Пайка мягкими припоями
Канифоль 100 Из меди и медных сплавов
Насыщенный раствор хлористого цинка в соляной кислоте Из коррозионно-стойкой стали
Хлористый цинк 95 Из алюминия алюминиевым припоем
Фтористый натрий 5
Паста (насыщенный раствор цинка) 34 Паяльной лампой из меди и стали
Метанол 33
Глицерин
Пайка твердыми припоями
Бура 100 Из меди, бронзы и стали
Бура плавленая 72 Из латуни, бронзы, а также пайка серебром
Поваренная соль 14
Поташ кальцинированный
Бура плавленая 90 Из меди, стали и других металлов
Борная кислота 10
Бура плавленая 50 Из титанокарбидных твердых сплавов на режущий инструмент
Фтористый калий 40
Борная кислота 10
Бура плавленая 50 Из коррозионно-стойкой и жаропрочной сталей
Борная кислота (разведенная в растворе хлористого цинка)
Бура 60 Из чугуна
Хлористый цинк 38
Марганцево-кислый калий 2
Хлористый литий 26…35 Из алюминия и его сплавов алюминиевыми припоями
Фтористый калий 12…16
Хлористый цинк 8…15
Хлористый калий 40…59

Паяльники периодического подогрева молоткового и торцового типов изготовляют из красной меди как наиболее теплопроводной. Такой паяльник периодически подогревают паяльной лампой, газовой горелкой или в горне.

К паяльникам непрерывного подогрева относятся электрические паяльники, позволяющие осуществлять пайку непрерывно; температура их рабочей части достигает 400 °С.

Паяльная лампа дает возможность нагревать изделие до 700…900 °С.

Пайку низкотемпературными припоями используют для создания герметичного шва, а также соединения деталей, не требующего большой прочности. Пайку проводят следующим образом.

Поверхность очищают от грязи и коррозии шабером, напильником или надфилем до металлического блеска. Шлифовальную шкурку не применяют, так как содержащийся в ней клей загрязняет поверхность пайки. Поверхность подгоняют до плотного соединения путем гибки, правки и опиливания. Кисточкой наносят тонкий слой жидкого флюса.

Твердый флюс (канифоль) наносят на поверхность, предварительно нагретую паяльником. Деталь при пайке должна быть расположена швом вверх. Как только место прикосновения паяльником прогреется и припой растечется, медленно и равномерно перемещают паяльник без отрыва вдоль шва, давая возможность припою заполнить зазор. Припой наносится тонким и равномерным слоем без пропуска.

После окончания пайки выступающие приливы опиливают напильником и поверхность зачищают шкуркой.

Пайку твердыми припоями применяют, когда необходимо получить прочный теплоустойчивый шов. Для пайки твердосплавного инструмента, когда требуется высокая прочность соединения, используют индукционный нагрев и порошковый припой ПАН-21. Место пайки нагревают до температуры плавления припоя, добавляя буру, которая, расплавляясь, способствует лучшему разливу припоя.

Пайку заканчивают, когда припой полностью зальет все места соединения. Охлаждение проводят медленно, не применяя воды. Места пайки очищают от буры, припоя и промывают. Качество пайки проверяют внешним осмотром мест соединения, обращая внимание на отсутствие раковин и пропусков в местах соединения. Прочность шва контролируют легким постукиванием соединенных деталей о металлический предмет.

Лужением называется процесс покрытия поверхностей металлических деталей тонким слоем расплавленного олова или оловянно-свинцовыми сплавами (припоями).

Лужение осуществляют для защиты деталей от коррозии и окисления, подготовки поверхностей к пайке легкоплавкими припоями перед заливкой подшипников баббитом. Поверхность очищают от грязи и коррозии механическим или химическим способом.

Химическую очистку применяют как для обезжиривания, так и для очистки детали от оксидов.

Лужение проводят натиранием и погружением. После механической зачистки поверхность промывают в кипящем 10 % – ном растворе каустической соды и в воде.

Непосредственно перед лужением поверхность покрывают флюсом (хлористым цинком) с помощью кисти, куска войлока или пакли и посыпают порошком нашатыря, затем нагревают до температуры плавления олова или другого сплава, который наносят на поверхность в виде кусочков или порошка.

Когда припой от соприкосновения с нагретой поверхностью начнет плавиться, его растирают паклей или холщовой тряпкой, пересыпанной порошком нашатыря. Припой должен распределяться равномерным слоем по всей поверхности.

При лужении погружением очищенную и протравленную деталь погружают на 1 мин в ванну с раствором хлористого цинка, затем на 2…3 мин в ванну с расплавленным припоем, после чего деталь извлекают из ванны. Качество лужения проверяют внешним осмотром на равномерность распределения полуды, отсутствие вздутий и т.п.

Источник: https://extxe.com/11602/pajka-i-luzhenie/

MetalloPraktik.ru

Лужение оловом: технология, методы, свойства, применяемые инструментыЛужением 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.

  1. При пропускании постоянного электрического тока через раствор обезжиривания на отрицательно заряженном участке полосы (катоде) выделяется водород, на положительно заряженном (аноде) – кислород. 
  2. Катод (-): H2O + 2ē ® H2­+ 2OH-
  3. Анод (+): 2ОН-  — 4ē ® О2­+ 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. Травление 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  ® H2­,
  •                        FeO + 2H+ + 2ē  ® Fe + H2O,
  •                        Fe2O3 + 2H+ + 2ē  ® 2FeO + H2O,
  •                        Fe2O3 + 6H+ + 6ē  ® 2Fe + 3H2O
  • Анод (+):      2H2O — 4ē ® O2­+ 4H+,
  •                       Fe0 — 2ē  ® Fe2+
  • 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.

  1. 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:
  2. Катод (-):      Sn2+  + 2ē  ® Sn0
  3. Анод (+):       Sn0  — 2ē  ® Sn2+   
  4. После лужения жести полоса промывается водой для удаления с поверхности остатков раствора лужения.
  5. 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 0С (температура плавления олова);
  • быстрого охлаждения (закалки) глянцевого оловянного покрытия в воде, что позволяет получить блестящую поверхность.
  1. В ванне оплавления уменьшается пористость оловянного покрытия и увеличивается химическая стойкость жести.
  2. Пассивация
  3. Назначение операции пассивации белой жести это повышение коррозионной стойкости электролуженой жести, обеспечение адгезии к лаковому покрытию.
  4. Пассивация осуществляется электрохимическим катодным или химическим способом в ваннах с раствором бихромата натрия.
  5. 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:
  6. Катод (-):       H2О  + 2ē  ® H2­+ 2ОН-,
  7.                        Cr2O72- + 14H++ 6ē  ® 2Cr3+ + 7H2O,
  8.                        Cr2O72- + 14H++ 12ē  ® 2Cr0 + 7H2O
  9. Анод (+):       H2O — 4ē ® O2­+ 4H+
  10. Для удаления с полосы остатков пассивирующего раствора проводят промывку водой.
  11. После промывки полоса сушится горячим воздухом.
  12. Электростатическое промасливание
Читайте также:  Сварочный кабель для аппарата, инвертора: характеристики, виды

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.

Рекомендуем ознакомиться со статьями:

Источник: http://MetalloPraktik.ru/novosti/osnovyi-luzheniya-zhesti/

Назначение и способы лужения металла

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.

Источник: http://www.stroitelstvo-new.ru/zhestyanye-raboty/luzhenie-metalla.shtml

Лужение

ДОМАШНИЙ СЛЕСАРЬ

Лужение — процесс покрытия поверхности дета­ли (изделия) тонким слоем расплавленного олова или оловянно-свинцовистым сплавом (припоем). Часть олова или его сплава, которая наносится на поверх­ность металла, образует полуду.

Лужение металлоизделий производится с целью защиты их от ржавления (коррозии), подготовки поверхностей деталей к паянию мягкими припоями или перед заливкой подшипников баббитом.

Изделия, изготовленные, например, из меди, особенно пище­вые котлы, окисляясь, покрываются зеленой плен­кой; пища из такой посуды непригодна к употребле­нию, так как она содержит ядовитые окислы.

Олово же не подвергается окислению, поэтому оно издавна применяется для защиты от коррозии консервной тары, столовых приборов, кухонной посуды и других изделий, связанных с хранением, приготовлением и транспортированием пищевых продуктов.

Применяется олово также для предохранения от окисления кон­тактов и деталей радиоаппаратуры, для защиты ка­белей от действия серы, находящейся в электроизо­ляционном слое резины, и т. п. Оловянные покрытия чрезвычайно пластичны и легко выдерживают валь­цовку, штамповку и вытяжку. Детали, подвергнутые лужению, легко паяются.

Выбор полуды и флюсов. Для лужения пищевой тары и посуды пользуются только чистым оловом марок 01 и 02. В частности, жесть для консервных банок лудят оловом марки 01, содержащим 99,9% чистого олова и не более 0,1% примесей.

Марка 02 с содержанием олова 99,5% и примесей не более 0,5% применяется для лужения кухонной посуды и котлов для приготовления пищи. Для лужения худо­жественных изделий пользуются белой блестящей полудой, состоящей из сплава, содержащего 90% олова и 10% висмута.

В качестве полуд для неответ­ственных деталей можно применять сплав, состоя­щий из пяти частей олова и трех частей свинца. В ряде случаев лужение выполняют оловянно-свинцо — вистыми припоями.

Обезжиривание и удаление окисной пленки с поверхности производится путем травления в водном растворе соляной или серной кислоты. Для предох­ранения очищенной поверхности детали от окисле­ния ее смазывают раствором хлористого цинка и сверху посыпают порошком нашатыря.

Методы лужения. Полуды можно наносить го­рячим путем и методом гальванического или кон­тактного осаждения. Горячий метод лужения осу­ществляется двумя способами: погружением детали в ванну с расплавленной полудой или растирани­ем полуды на предварительно нагретой до 220—250° поверхности.

Осаждение олова может осуществляться из кислых или щелочных электролитов. В состав кислых электро­литов входят различные элементы, например: серно­кислое олово 40—50 г/л, серная кислота 50—80 г/л, сер­нокислый натрий 50 г/л, фенол технический (сырая карболовая кислота) или крезол 2—10 г/л, клей столярный 2—3 г/л и др. Рабочая температура ванны должна поддерживаться в пределах 15—25°С.

В практике слесарной обработки наиболее часто приходится выполнять лужение деталей (изделий) способом погружения или способом растирания. Го­рячее лужение благодаря своей простоте и легкости выполнения широко применяется и в ряде случаев заменяет электролитический метод лужения.

Процесс горячего лужения состоит из подготовки поверхности детали и полуды, лужения и окончатель­ной обработки облуженной поверхности (сушки, полирования и др.).

Подготовка поверхности к лужению начинается с тщательной очистки ее от грязи, жиров и окислов, препятствующих ровному и прочному соединению олова с облуживаемым металлом. Применяют меха­нический и химический способы очистки.

Механический способ состоит в том, что поверх­ность детали очищают до блеска с помощью шабе­ров, напильников, абразивной шкурки, механизиро­ванных щеток и т. д.

Химический способ подготовки сводится к трав­лению поверхности металла кислотами. Поверхнос­ти деталей из стали, меди, латуни наиболее часто обрабатывают 20—30-процентным водным раствором серной кислоты в течение 15—25 мин. Медные и латунные детали можно травить раствором, содер­жащим 10% серной кислоты, 5% калиевого хром­пика и 85% воды. Травление производится в ваннах

— стеклянных, металлических, эмалированных и др. Выдержка при травлении поверхностей деталей в таком растворе составляет 1,5—2 мин.

Подготовка к лужению заканчивается тщательной промывкой де­тали в проточной воде, очисткой поверхности влаж­ным песком, окончательной промывкой в горячей воде, притиркой и сушкой.

Для предохранения ОЧИ­щенной поверхности от окисления ее смазывают раствором хлористого цинка и сверху посыпают порошком нашатыря.

Приемы лужения.

Лужение способом погружения в расплавленную полуду заключается в том, что под­готовленную к лужению деталь сначала погружают в ванную с раствором хлористого цинка, затем с по­мощью клещей, плоскогубцев или специальных крюч­ков деталь вынимают из ванны и, не удаляя с по­верхности хлористый цинк, погружают в ванну с рас­плавленной полудой, выдерживая в ней 2—3 мин.

После этого облуженную деталь извлекают из ванны и сразу встряхивают, чтобы удалить излишки полу­ды. Пока деталь еще находится в горячем состоянии, ее быстро обтирают паклей с нашатырем для полу­чения равномерного беспористого и гладкого слоя по­луды. После остывания деталь промывают в воде и высушивают. Хорошие результаты дает сушка в дре­весных опилках.

При лужении способом растирания подготовлен­ную к лужению поверхность детали смазывают ра­створом хлористого цинка, затем посыпают порош­ком нашатыря и нагревают равномерно пламенем паяльной лампы или в горне на древесном угле.

Читайте также:  Масло индустриальное и-20а: характеристики, применение, аналоги

Ког­да хлористый цинк начнет закипать, на поверхность детали наносят олово в виде маленьких кусочков или порошка. Полуда, вступив в соприкосновение с на­гретой поверхностью детали, начнет плавиться; ее сразу растирают холщовой тряпкой или паклей, пе­ресыпанной порошком нашатыря.

Растирать полуду нужно быстро, постепенно переходя от одного учас­тка покрываемой поверхности к другому.

В процессе лужения необходимо внимательно сле­дить за нагревом детали, так как при перегреве по­луда сгорает. Признаком перегрева является появле­ние синеватого оттенка на поверхности полуды. 06-

Луженные поверхности нужно протереть влажным пес­ком, тщательно промыть чистой водой, высушить и при надобности отполировать мягкой тряпкой или фланелью. При обнаружении мест с дефектами лу­жения (неприставшая полуда, пористость и т.

п.) их нужно снова зачистить, протравить и произвести пов­торное лужение способом погружения либо растира­нием. Следует помнить, что чем лучше подготовлена поверхность под покрытие, тем ровнее ляжет полуда и тем прочнее будет слой.

Итак, вы приобрели массивную доску для покрытия пола, теперь следует ознакомиться с способами ее укладки на пол. Ведь правильно уложенная массивная доска обеспечит вам красивый и надежный пол на долгое …

Какой должна быть ванная комната для ребенка? В первую очередь, безопасной, интересной и оригинальной. На это следует ориентироваться, выбирая не только мебель и аксессуары, но и сантехнику для детского санузла. …

На что обратить внимание при оформлении кухни? Привычная обстановка кухни может надоедать. Тогда появляется желание изменить ее. Для этого приобретаются кухни Киев, но мебели недостаточно. Необходимо правильно оформить окно, подобрать …

Источник: https://msd.com.ua/domashnij-slesar/luzhenie/

Применение олова для нанесения покрытий

Калькулятор металлопроката

В статье рассматриваются различные способы нанесения покрытий из олова. Особое внимание уделяется горячему лужению и гальваническому методу, для которых описаны особенности технологического процесса, приведены достоинства и недостатки.

Олово (Sn, Stannum) – относительно мягкий металл (твёрдость по Бриннелю НВ – 100-200 МПа) белого цвета с низкой температурой плавления (+232°С), широко применяется для покрытия металлических полуфабрикатов и готовых изделий с целью придать их поверхности определённые свойства. В силу своих физико-химических характеристик олово покрывает металл однородным, ровным и прочным защитным слоем. Процесс нанесения оловянного покрытия называется «лужение», а слой олова – «полуда». Толщина слоя определяется условиями эксплуатации изделия. Чаще всего лужению подвергаются детали из стали, меди, алюминия, а также из их сплавов.

Оловянные покрытия сегодня в основном наносятся двумя методами, каждый из которых имеет ряд достоинств и недостатков. Один из них – это горячее металлопокрытие с погружением изделия в расплав олова.

Во втором случае используется гальваническое (электролитическое) осаждение олова на поверхность детали, где в качестве исходного сырья применяются оловянные аноды с высокой химической чистотой.

Существуют еще несколько механических и химических способов покрытия оловом (лужение натиранием, металлизация напылением, диффузионный метод и т.п.), которые в современных условиях имеют ограниченное применение из-за их сложности и низкой производительности.

Метод горячего металлопокрытия, или «метод погружения», заключается в том, что готовые детали, металлические листы или ленты, опускают в ванну (камеру) с расплавленным чистым оловом марок О1 и О2, которое слоем осаждается на их поверхности.

Перед началом лужения полуфабрикаты подвергаются предварительной подготовке, их зачищают, обезжиривают в горячем водном растворе кальцинированной соды (Na2CO) и протравливают в 25 % растворе соляной кислоты (HCl). Цель подготовительных процедур – получить идеально чистую поверхность металла.

На заключительном этапе подготовки выполняется флюсование. Изделия помещают в лудильную жидкость (активный флюс) с определённым химическим составом, основой которого обычно является хлористый цинк (ZnCl2). Его задача – защитить поверхность металла от окисления в процессе лужения.

После этого, смоченное во флюсе изделие целиком погружают в расплавленное олово. Рабочая температура расплава составляет около 270-300°С, которая не позволяет олову окислиться, и вместе с тем, обеспечивает ему текучесть, комфортную для лужения.

Время нахождения детали в расплаве зависит от того, какую толщину оловянного слоя требуется получить. Извлеченное из лудильной ванны изделие, уже покрытое слоем олова, отжимают (обтирают) и сушат, после чего оно готово к консервации и упаковке, или к повторному лужению.

Достоинства и недостатки горячего лужения

Ключевое преимущество метода горячего металлопокрытия – быстрота процесса. В числе его достоинств можно назвать высокую плотность и толщину покрытия до 25 мкм, качественное заполнение стыков и полостей деталей сложного профиля, повышающее коррозионную стойкость изделий.

Недостатки – большой расход олова, что делает этот метод дорогостоящим, а также трудоёмкость процесса, включающего в себя ряд операций, которые должен выполнять вручную рабочий с соответствующим опытом.

Ещё один минус – не достаточно равномерное распределение оловянного слоя в разных частях изделия.

Гальванический (электрохимический) метод лужения получил наибольшее распространение в современной металлургической промышленности.

В основе технологии лежит электролиз – физико-химический процесс, который заключается в выделении, переносе и осаждении составных частей растворенных веществ с размещенного в электролите положительно заряженного электрода (анода), на отрицательно заряженный электрод (катод) под воздействием электрического тока.

В роли исходного сырья здесь выступает оловянный анод марки О1, содержащий не менее 99,9% чистого олова. Катодом является обрабатываемое изделие, металлический лист или лента. В качестве электролитов используют концентрированные водные растворы кислот или щелочей, содержащие соли олова.

Для справки Химическая чистота оловянного анода обусловлена требованиями ГОСТ 860-75, в соответствии с которыми количество примесей в исходном сырье не должно превышать 0,1 процента от его общего объема.

Плотность олова в анодах составляет около 7,29 г/см3. Используемые для лужения оловянные аноды могут иметь разные формы. Помимо традиционных плоских, можно заказать оловянный анод в виде сферы или шара.

Как правило, аноды нестандартной формы используются для лужения деталей сложного профиля.

Технология гальванического лужения

Перед началом гальванического лужения подбирают оловянные аноды необходимого размера. Площадь анода должна быть, как минимум, вдвое больше площади поверхности защищаемого изделия.

Затем определяется состав электролита, который может быть приготовлен из разных химикатов и добавок, иметь разную концентрацию.

В целом электролиты для гальванического лужения делятся на два основных типа: кислые и щелочные.

Кислые электролиты выбирают для покрытия оловом несложных деталей, поскольку они обладают низкой рассеивающей способностью, но в несколько раз быстрее щелочных работают на «осаждение» олова, что позволяет экономить электроэнергию и удешевляет итоговый продукт.

Щелочной (станнатный) электролит, содержащий заданное количество станната натрия (Na2SnO3) и свободной щелочи (NaOH), напротив, обладает высокой рассеивающей способностью, поэтому его обычно используют для лужения изделий сложных форм.

В состав кислых электролитов входят соли олова в виде двухвалентных ионных соединений, а в состав щелочных электролитов – в виде четырехвалентных.

Следующим этапом гальванического лужения является подготовка поверхности защищаемого изделия, которое очищается от окислов и обезжиривается. После этого в оловянную ванну с определенным типом электролита погружается оловянный анод и защищаемое оловом изделие.

К аноду подключается проводник от источника постоянного тока с положительным зарядом, а к изделию (катоду) – с отрицательным. При подаче напряжения на аноде начинается реакция окисления, олово растворяется в электролите и, подчиняясь законам Фарадея, оседает на поверхности катода – изделия.

Толщина оловянного покрытия регулируется длительностью процесса и силой тока.

Достоинства и недостатки гальванического метода лужения

Главным преимуществом гальванического способа лужения является высокая эффективность технологии, позволяющая при минимальном расходе олова получать однородное и равномерное покрытие необходимой толщины по всей поверхности обрабатываемого изделия. Возможность регулировать толщину покрытия позволяет задавать ей любой размер, вплоть до сверхмалых величин от 1 мкм. Экономия олова при гальваническом способе лужения, в сравнении с горячим методом, может достигать 50 процентов.

К безусловным плюсам также относят высокую скорость формирования оловянного слоя, что обуславливает высокую производительность.

Важно отметить и тот факт, что оловянные аноды растворяются в электролите равномерно, с максимально возможным полезным использованием их ресурса.

В числе недостатков гальванического метода лужения оловом можно назвать несколько более пористое покрытие, чем то, которое получается при горячем лужении, а также необходимость в наличии специального оборудования и квалифицированного рабочего персонала.

Главным образом покрытия из олова используют для защиты деталей от питтинговой коррозии, которая возникает под воздействием органических кислот и солей.

Кроме того, оловянное покрытие хорошо противостоит химическому воздействию серосодержащих соединений, присутствующих в пластмассах и резине.

Оловянное покрытие обладает высокой адгезией к базовому металлу, не разрушается при механической деформации деталей (изгибе, штамповке, вальцовке, вытяжке, свинчивании), устойчиво к влиянию высоких и низких температур.

Рисунок 1. Лужение медного провода.

Поскольку соли олова не токсичны, оно является основным покрытием металлических аппаратов, посуды и тары в пищевой промышленности. В частности, олово применяют для производства, так называемой, «белой» жести, используемой для производства консервных банок.

Оловом покрывают внутренние поверхности посуды из меди (например, джезвы для кофе) и чугуна, котлы для варки пищи на предприятиях общественного питания, крюки для подвешивания туш животных, полуфабрикатов и готовой продукции на мясокомбинатах.

Оловянное покрытие наносят на медные кабели для защиты от воздействия серы в резиновой изоляции, на трущиеся поверхности деталей машин и механизмов, где оно выступает в роли легко прирабатывающегося слоя, а также используют для решения множества традиционных и специальных задач в десятках отраслей промышленности.

Рисунок 2. Печатная плата.

Источник: https://www.metotech.ru/art_olovo_1.htm

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector