Пайка кузова автомобиля оловом своими руками
Лужение и пайка автомобильных кузовов. Часть 2. Оборудование и материалы.
По просьбам отписавшихся в комментариях к моему небольшому отчёту, пилю отдельный пост про технологию лужения и шпатлевания припоем.
Начну с материалов и оборудования. Для подобного ремонта нам понадобится:
1.Источник тепла
2.Припой
3.Флюс
4.Инструменты и расходники под мехобработку
Источников тепла огромное множество, условно разделю их на паяльники и горелки с фенами.
Почему именно так? Всё просто: паяльники (обычный, молотковый радиаторный, неэлектрический топориком) являются, по сути, точечными источниками тепла. Они концентрированно нагревают небольшую площадь, ограниченную размерами жала и полностью расплавляют припой на этой площади, не позволяя удерживать большое количество припоя в кашеобразном состоянии. Однако, для выравнивания горизонтальных поверхностей типа крыши или съёмных элементов типа передних крыльев, капота, багажника, дверей вполне подходят. Так же с помощью обыного паяльника можно просто лудить горизонтальные и вертикальные поверхности, например, рамки лобового или заднего стёкол. К достоинству следует отнести дешевизну этих инструментов — обычный 100вт паяльник, каким я сам пользуюсь, стоит в районе 300 рублей. Про недостатки я уже упомянул.
Молотковые и топориковые паяльники применяются, как правило, для пайки радиаторов, и вследствие их большей дороговизны и специфичности, применять для пайки кузова их я смысла не вижу, так как они обладают точно такими же недостатками.
Что касается различных горелок, то их тоже большое множество. Для удобства просмотра перечислю списком сразу с достоинствами и недостатками:
+Большой факел, позволяющий равномерно нагревать большую по площади поверхность
+ Относительно невысокая (900-1000 градусов) температура пламени, что облегчает удерживание припоя именно в кашеобразном, а не жидком состоянии
+Дешевизна самой лампы (порядка 700-800р), дешевизна и доступность топлива (бензин)
— Большой вес (порядка 1 кг вес лампы, плюс около кг плескающегося в ней бензина) и габариты лампы, что затрудняет длительную работу
— Лампе необходим довольно долгий прогрев, по хорошему не менее 15 минут, иначе в непрогретой лампе пламя перенасыщенно парами бензина, что приводит к мгновенному оседанию сажи на поверхности и делает пайку невозможной
Газовые горелки с одноразовыми сменными баллонами
+Компактность и малый вес
+Дешевизна (порядка 400 рублей за насадку)
— Ненадёжность и плохое качество исполнения дешевых горелок
— Одноразовость баллонов
— При долгом использовании одноразовые баллоны могут влететь в копеечку
— Затруднённая или невозможная работа при отрицательных температурах
Газовые горелки и резаки
+Наибольшая тепловая мощность и производительность
+Удобство и лёгкость
+Возможность подбирать мундштук и горелку под каждую конкретную вмятину
-Дороговизна оборудования
-Необходимость иметь газовые баллоны и периодически заправлять их
-При неаккуратном использовании очень легко перегреть основной металл
+Питание от электричества (впрочем, для кого то это может стать минусом)
+Равномерный нагрев по большой площади
+Полное отсутствие загрязнения поверхности
-Малая мощность
-Дороговизна
Если любую из горелок можно использовать как единственный самостоятельный источник тепла, то мощности фена хватит только на лужение, и то, довольно медленное, паять с одной лишь его помощью не получится. Лично я использую фен вместе с паяльником, вместе они дают хороший результат, но только вместе. Также иногда прибегают к помощи паяльной лампы, другими видами горелок не пользуясь так как не располагаю 🙂
С источниками тепла разобрались, идём дальше. Самый главный расходный материал — припой.
Наиболее распространены марки припоя ПОС-60(61, 63), ПОС 40 и ПОС 30.
В чём их отличие для нас, как для кузовщиков? Обратимся к диаграмме состояния свинец-олово.
Как мы видим, сплав содержащий примерно 62 процента олова имеет не только наименьшую температуру плавления и кристаллизации, что для нас мало важно, но также имеет чёткую границу между твёрдым и жидким состоянием, на научном языке точки ликвидуса и солидуса совпадают. Для нас это значит то, что припой ПОС 60 при достижении температуры 183 градуса и выше мгновенно расплавится и потечёт. Припои ПОС 40 и ПОС 30 при температурах свыше 183 градусов сперва переходят в смешанное кашеобразное сотояние (Жидк+ a), и только после плавятся полностью, что нам, собственно и нужно.
Поэтому применяем припои ПОС 40 и ПОС 30. Ещё одним их плюсом является заметно меньшая стоимость, чем у припоя ПОС 60.
В продаже можно встретить припои в тонких прутках и в 8мм прутках. Первые предназначены для пайки электроники и почему то всегда стоят значительно дороже (в перечёте на вес) 8мм прутков. К тому же, в процессе заполнения неровностей припоя будет уходить очень много, 100 граммовые катушки нам не подойдут. Поэтому берём припой в прутках 8мм, я беру на Авито и иногда на одной местной барахолке, цена составляет от 90р/пруток (в прутке около 200 грамм) на Авито. Также на Авито можно встретить плиты, бруски, кубы из припоя массой от нескольки грамм до нескольких десятков килограмм.
Я примемняю обычную паяльную кислоту — хлорид цинка. Моё мнение, что со своими задачами справляется полностью. Отмечу лишь то, что довелось мне как то паять железо с флюсом ЗИЛ-2, лудилось и паялось немного лучше, однако ЗИЛ-2 я встречал только в маленьких баночках по 60р за 20мл, что совершенно небюджетно ибо уходит кислоты очень много. Я покупаю кислоту в Чип и Дипе — 300р за 0.5л бутылку и 500 за 1л.
Что касается канифоли и её нейтральности по отношению к железу, скажу, что железо с её помощью лудится и паяется довольно плохо, плюс она загрязняет поверхность, что дополнительно забирает время на очистку и мешает ориентироваться в количестве наплавленного припоя.
4.Инструмент для мехобработки.
Припой слишком мягкий, чтобы обрабатывать его как сталь и слишком твёрдый, чтобы обрабатывать как шпатлёвку. Шлифовальные (зачистные) абразивные круги на болгарке мгновенно забиваются и засаливаются, а бруском и наждачкой можно тереть до бесконечности. Поэтому основным инструментом мех.обработки является большой напильник с крупной риской.
Жаль, нет возможности сегодня сфотать свою коллекцию напильников, но, думаю, по фото понятно, какие они должны быть. Обратите внимание на величину рисок, она должна быть именно такая и не меньше, на крупном напильнике между двумя рисками должна помещаться спичка, на более мелком толстая иголка. Напильники с меньшей риской будут очень быстро забиваться и приходить в негодность.
Также неплохие результаты можно достигнуть с помощью шлифования абразивными кругами на липучке. Зерна P60-P90, подходят оптимально, я чаще всего использую P60. Шлифовать лучше всего полировальной машинкой, у неё как раз низкие обороты и большая мощность, можно болгаркой. Эксцентриковой машинкой шлифовать не советую так как её мощности тупо не хватит. И ещё — при механической шлифовке в воздухе витает свинцовая пыль, что для лёгких ни разу не полезно. Лучше сразу позаботиться о защите органов дыхания или вытяжке.
Чтобы не делать пост слишком длинным, о непосредственно технологии пайки кузова расскажу в следующей части.
Так как я человек хоть и знакомый с технологией и знающий много нюансов, но всё таки, по большому счёт, ещё новичок в этом деле, рад буду услышать дополнения и конструктивную критику от опытных паяльщиков.
Лужение и пайка автомобильных кузовов. Часть 4. О коррозии.
Вопрос коррозии — самый самый холиварный вопрос)) Именно он, как правило, вызывает больше всего споров и вызывает наибольшее недоверие к методу, поэтому я решил разобрать его максимально фундаментально, а не «на пальцах», но всё таки с оглядкой на то, что здесь хоть люди и технически подкованные, но это Драйв, а не конференция учёных-химиков. Всю информацию брал из учебника Н.Л. Глинка – Общая Химия издания 1985 года.
Для начала разберём сам механизм коррозии. Красным выделил наиболее важные строки.
На основании этого существуют два вида антикоррозионных покрытий: анодное и катодное.
Механизм анодной защиты состоит в следующем: на основной защищаемый металл наносится покрытие с меньшим потенциалом. Таким образом, именно оно «подставляется под удар», защищая тем самым основной металл. При этом, при незначительном нарушении целостности покрытия, его защитные свойства сохраняются, и в местах нарушения, если они достаточно невелики, основной металл остаётся защищён. Для стали таким покрытием является цинкование.
При катодном покрытии механизм защиты действует строго наоборот. Покрытие имеет потенциал больший, чем основной металл и предотвращает саму принципиальную возможность коррозии. Оно является таким своеобразным «панцирем». Однако, при нарушении этого покрытия оголённые участки основного металла корродируют с даже большей скоростью, чем при отсутствии покрытия, эффект поляризации. Для стали катодными покрытиями являются, например, лужение и освинцевание.
Теоретическая подготовка на этом закончена, перейдём к практике.
И, самое главное, что бы мне хотелось здесь сказать, что всё сказанное выше справедливо для «голых», то есть неокрашенных металлов. В автомобиле основную роль по защите кузова от коррозии является лакокрасочное покрытие, дающее изолирующий эффект. Именно его качество в первую очередь определяет стойкость к коррозии кузова. Но давайте разберём частные случаи, когда лакокрасочное покрытие оказалось нарушено над ремонтируемым участком, и покрытый или непокрытый припоем металл оказался «на свободе» 🙂
Вот так может выглядеть ремонтируемая зона.
Представим, что место уже загрунтовано и окрашено, и у нас возникли сколы или царапины. Здесь возможны три варианта.
Вариант А – открылось голое железо. Никаких сюрпризов. Ржаветь будет точно так же, как в с любом другом месте кузова
Вариант Б – открылось паяное место. Ржаветь не будет в принципе
И, наконец, самый интересный, вариант В, когда повреждение достаточно большое, и оно открывает нам переходную зону. В этом и только в этом случае скорость коррозии будет выше, чем у просто непаяного железа.
Но с чем же связано такое большое количество негативных комментариев в духе «сгниёт на глазах»?
В первую очередь, с нарушением технологии нанесения и последующей обработки.
Косяка может быть всего два, но каждый из них может оказаться фатален:
1.Не замечен и не вычищен микрократер коррозии. Спайки не произошло, возникла пора. Случай с нарушением катодного покрытия, усугублённый изначальным наличием коррозии.
2. Наиболее частый. Не нейтрализован флюс. Как я уже сказал в конце третьей части – смывать и нейтрализовывать кислоту – О-Б-Я-З-А-Т-Е-Л-Ь-Н-О! Это крайне важный момент, не требующий значительный трудозатрат, но способный сравнять с нулём все результаты нашей работы. Поэтому, желательно сразу
после окончания наплавки, до непосредственно механической обработки обильно промываем весь элемент, а после строгания повторяем промывку. И радуемся отсутствию коррозии.
Под конец повторю ещё раз: я использую припой и в данном цикле статей рассматриваю пайку именно как средство заполнения вмятин, как альтернатива шпатлёвке. Применение лужения для защиты от коррозии — это отдельная тема и отдельная специфика работ.
Лужение и пайка автомобильных кузовов. Часть 1. Зачем вообще применять припой?
Перед тем, как рассказывать о технологии нанесения, материлах, оборудовании и всех нюансах, нужно ответить на вопрос — а зачем на всё это? Зачем усложнять себе жизнь, когда есть распространённые и заметно более простые способы? Что мы получим, ввязавшись в данную авантюру? Об этом будет первая глава.
Итак, наша первоочередная цель – это заполнить вмятины и восстановить форму поверхности. В чём же преимущества использования пайки перед использованием шпатлёвок?
1.Припой обладает гораздо более высокими механическими свойствами, чем шпатлёвка. И в первую очередь нам важны механические свойства в месте перехода от металла кузова к материалу – заполнителю. Очень часто бывает такое, что слой шпатлёвки сам по себе остаётся целостным, не крошится и не трескается, но в следствие удара или вибрации, отслаивается от кузова прямо по поверхности контакта. При пайке связь между припоем и паяемым металлом образовывается на атомном уровне, отслаивание припоя от металла невозможно в принципе, если соблюдена технология. Также оловянно-свинцовый припой является хоть и мягким, но металлом, и ему присуще свойство металлов к пластичности. То есть при ударе или изгибе детали припой не треснет и не раскрошится, а упруго сдеформируется и останется на детали. Таким образом, слой наплавленного припоя гораздо более долговечен (фактически вечен), чем слой нанесённой шпатлёвки.
Понятное дело, что на фото изображны крайние случаи, где технология шпатлевания была нарушена целиком и полностью — и слой запредельный и на ржавый металл наносилось не пойми кем и не пойми как. Но, тем не менее, нельзя отрицать склонность любой шпатлёвки к скалыванию, растрескиванию, выкрашиванию.
2.Механические свойства слоя припоя не зависят от толщины нанесённого слоя, как это происходит со шпатлёвкой. Фактически, толщина наплавляемого слоя может быть неограничена, это не повлияет на долговечность и прочность, как в случае со шпатлёвкой, где не рекомендуется шпатлевать вмятины глубиной более 2-3мм.
3.В следствии пунктов 1 и 2 можно сказать, что применение пайки есть реальное усиление ремонтируемой зоны. Припоем можно заполнить стыки или швы на кузовных панелях, и он отлично себя проявит в этих нагруженных местах, можно заполнить, не рихтуя, глубокие вмятины, и за счёт большого слоя наплавленного металла это даст увеличение жесткости.
4. Опять же, в следствии пунктов 1 и 2 припой можно применять для выведения зазоров, нанося его на кромки и углы деталей. Именно так и собирались в мелкосерийном производстве знаменитые Чайки ГАЗ-13, ГАЗ-14 и правительственные ЗИЛы. Кузовные детали для них порой выстукивались молотком на деревянных подложках, без шуток, а зазоры выводились именно за счёт наплавки припоя. Детали же от одной машины совершенно не подходили к другой. Это не шутки, а специфика единичного производства.
5.Припою не свойственны усадка и оконтуривание. После затвердевания и охлаждения до комнатной температуры с припоем не происходит никаких процессов, сходных с процессом полимеризации шпатлёвки. Шпатлёвка может дать усадку через неделю, может дать через год. Может и вообще не дать. Припою же не свойственна усадка в принципе.
6.Припой можно применять также как альтернатива герметику, запаивая им, например, завальцовки дверей, капота, багажника и т.п.
7. Вопрос трудоёмкости и производительности будет рассмотрен подробно в 5 главе, но в некоторых случаях процесс пайки может занять существенно меньше времени, чем процесс шпатлевания. Хотя в некоторых, и гораздо больше
8.Припою абсолютно несвойственна гигроскопичность.
9.И, наконец, это аутентично! При тщательной реставрации ретро автомобилей использование современных материалов считается дурным тоном. Не только из за их эксплуатационных свойств, но, в первую очередь из за несоответствия духу времени.
Итак, о плюсах применения пайки я рассказал, теперь же расскажу о минусах
1.Первый, и, на мой сугубо личный взгляд, самый главный минус этого метода – это ограниченность применения, непосредственно связанная с технологией нанесения. Для образования межатомных связей между припоем и металлом необходим нагрев до
200 градусов. При нагреве любое вещество расширяется. А так как мы не имеем возможности нагреть всю деталь целиком и равномерно, да и нет такой необходимости, в ряде случаев возможны поводки и коробления, которые сведут на нет всю затею. Более подробно расскажу в 5 главе, сейчас отмечу лишь, что метод неприменим для больших нежестких панелей кузова типа крыши, панелей дверей, иногда капотов.
2.Крайне мало людей, владеющих данным методом, если вы решились обратиться к кому либо
3.Большой список оборудования и материалов, необходимых для осуществления процесса. Грубо говоря, для нанесения шпатлёвки нам нужна сама шпатлёвка и шпатели, для обработки – наждачка и брусок. Всё это продаётся в любом автомагазине по демократичным ценам. Для пайки и дальнейшей обработки нам понадобятся: сам припой, флюс, источник теплоты и большое количество разнообразных инструментов для обработки. Подробнее во второй главе. Сейчас скажу лишь, что централизованно все материалы и инструменты не купишь, а если не знать, где искать, то всё это может влететь в копеечку. Для разовой работы покупка большого количества инструментов экономически нецелесообразна
4.Неочевидный нюанс, относится в первую очередь к самостоятельно занимающимся этим людям. Токсичность. В первую очередь при механической обработке – позаботьтесь о вытяжке, регулярно подметайте. Наибольшим врагом для нас является оловянно-свинцовая пыль и стружка. Отравиться то не отравитесь, но, как следует надышавшись пылью, на следующий день почувствуете эффект, схожий с сильным похмельем и температурой – слабость и ломота.
5.Также, в некоторых случаях, когда деталь не имеет явных вмятин, но имеет лишь небольшую волнистость, но на большой поверхности, применение наплавки может быть также нецелесообразно ввиду огромных трудозатрат. Наплавка тем эффективнее, чем меньше площадь повреждений и чем больше глубина вмятин. Подробнее в 5 главе
Таким образом, если нас в первую очередь интересует максимальное качество и долговечность, либо же аутентичность, и за это мы готовы переплачивать деньгами и временем, то пайка – это наш выбор. Лично я никому ничего не навязываю и стараюсь максимально объективно рассмотреть этот метод, сам в некоторых случаях применяю классическую шпатлёвку, однако, для своих личных целей, когда этот метод применим, использую только его.
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
Последовательность процесса выглядит следующим образом:
Соединение металлических и металлизированных элементов при пайке оловом осуществляется благодаря осаждению легкоплавкого сплава. При этом способе нужно использовать только припой, содержащий помимо основного металла еще и свинец. Применение чистого олова невозможно, так как оно недостаточно жидкотекучее, а значит плохо проникает между опорными поверхностями спаиваемых деталей кузова. Кроме того, при охлаждении металл без примеси становится хрупким, поэтому в зависимости от вида выполняемых работ к нему необходимо добавлять определенный процент свинца. Чаще всего в процентном соотношении это выгляди так: олово 33% и свинец 67%.
Стоит отметить, что оловянным припоем не паяют алюминий и его сплавы, для них существуют специальные составы.
Для прочих металлов используются свинцово-оловянные стержни (их толщина может отличаться), лудильный порошок, проволока, навитая на катушку, диаметром до 3 мм. Градус плавления припоя обычно составляет 230-250.
Полезные рекомендации
Паяльник не стоит раскалять докрасна, поскольку это приведет к испарению части оловянного припоя и медь окислится, а условия пайки ухудшатся. Для нагрева инструмента используйте пламя воздушно-газовой или кислородно-ацетиленовой сварочной горелки. Жало паяльника нужно перед началом работ залудить в припое.
Перед пайкой, выполняемой своими руками, обязательно проведите лужение, независимо от того какие предстоят работы: нанесение припоя на листовые детали или соединение двух элементов.
Всегда размещайте все необходимое под рукой, в частности припой, особенно когда речь идет о лужении паяльником.
Подготовка металлических деталей
Первый этап работ в пайке деталей – их подготовка. Металлическая поверхность должна быть тщательно очищена от остатков соединений и вообще всего инородного. Для удаления с кузова краски или ее остатков нужно обработать поверхность деталей автомобиля швабером, предварительно своими руками зачистив металл напильником. Такие работы зачастую проводят стеклянной шкуркой и потому следует соблюдать осторожность, а если она новая, учитывать, что из-за этого может не полностью осадиться порошок. Чтобы удалить остатки жирных составов, детали необходимо промыть трихлорэтиленом или бензином.
Покрытие флюсом поверхностей, предназначенных для спайки
Покрытие флюсом элементов кузова необходимо для того, чтобы предотвратить окисление перед нагревом и в процессе пайки с помощью припоя из олова. Чтобы правильно выполнить работы на данном этапе, стоит предварительно просмотреть видео рекомендации в сети Интернет. Флюсом может служить хлористый цинк, вещества на его основе, канифоль, стеарин.
Хлористый цинк получают путем растворения в соляной кислоте цинка. Для данной процедуры подходящей емкостью является свинцовая. В результате происходящей в ней реакции выделяется водород, хлористый цинк остается по окончании ее. После использования последнего в качестве флюса, детали кузова нужно сразу же промыть, чтобы предотвратить воздействие на них кислоты. В работе используются также нейтральные вещества на основе хлористого цинка. Чаще всего ими обрабатывают места, которые подлежат пайке.
Для работ с медными электропроводами в качестве флюса используют канифоль. Для выполнения иных видов работ, в частности водопроводных, используют густую смазку-флюс или стеарин.
Лужение кузова
Непосредственно перед пайкой проводят лужение кузова. Этот этап несложно выполняется своими руками даже мастером-любителем. В данных работах используется паяльный инструмент, открытый огонь, припой.
Когда лужение выполняется паяльником, к его жалу подносят припой и ожидают, когда он начнет стекать на деталь. Это так называемое смачивание, после которого идет постепенное перемещение паяльника и нанесение тонкого слоя свинцово-оловянного состава на поверхность детали автомобиля. Конец припоя в данном варианте работ нужно время от времени покрывать флюсом.
С открытым огнем используют бруски или лудильный порошок. Когда применяют последний, деталь нагревают, протирают ветошью с нанесенным на нее порошкообразным составом. Соприкасаясь с поверхностью, припой в виде порошка из олова плавится, надежно сцепляясь с металлом. Когда осуществляют лужение наклонно или вертикально расположенных деталей, их протирают ветошью снизу вверх.
Проведение пайки
После лужения проводят пайку деталей автомобиля (желательно предварительно просмотреть видео с рекомендациями как сделать ее правильно). Перед началом данного этапа работ элементы кузова покрываются флюсом, их окончательно размещают так, как это необходимо, но обязательно с перекрытием. Устанавливать встык нежелательно, так как такая пайка получается ненадежной из-за низкой механической прочности припоя.
Детали соединяют зажимами или другими приспособлениями, которые не нарушают их нагрев. Паяльник поднимает температуру на поверхности, в результате идет расплавление припоя (если есть потребность, можно добавить нужный объем от общей пластинки).
На листовые детали припой наносят двумя способами: с помощью открытого пламени или паяльника.
Открытое пламя нагревает лист и при протирке рабочей плоскости кузова после бруска припоя остается слой пастообразной консистенции. Затем протирают поверхность ветошью с флюсом, заглаживая прогретый состав.
Паяльником кусок проволоки или бруска припоя расплавляют, затем прижимают к детали. Нужно следить за тем, чтобы состав не перегрелся и не потек вдоль наклонных частей.