Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

Пайка. Для соединения различных металлических деталей часто применяется пайка (рис. 33 и 34). В процессе пайки швы между соединяемыми деталями заполняются расплавленными припоями — специальными металлическими сплавами, которые, затвердевая при охлаждении, прочно соединяют детали друг с другом.

Для достижения хорошего качества пайки необходимо тщательно подогнать друг к другу спаиваемые поверхности, так чтобы шов был как можно тоньше и полностью заполнялся бы расплавленным припоем.

Поверхности спаиваемых деталей необходимо перед пайкой тщательно очистить от ржавчины, грязи, жира, лакокрасочных покрытий, эмали, остатков старого припоя к т. п. Такую механическую очистку производят напильниками, металлическими щетками, шаберами, наждачной бумагой.

При спаивании проводов зачистку в месте пайки производят ножами или лезвиями безопасных бритв.

Чтобы предохранить поверхности спаиваемых деталей от окисления в процессе пайки, их покрывают жидкими, пастообразными или твердыми веществами — флюсами.

Запаянный шов должен быть чистым, сплошным и без наплывов излишнего припоя.

Все припои, применяемые при пайке, в зависимости от температуры плавления подразделяются на твердые, обеспечивающие высокую прочность соединения, и мягкие. К твердым припоям относятся сравнительно тугоплавкие медно-цинковые и серебряные припои (температура плавления от 690 до 800° и выше). Твердые припои в работах юных техников применяются редко, и потому на их использовании мы не останавливаемся.

Мягкие оловянно-свинцовые припои имеют температуру плавления, не превышающую 300°, и представляют собою, как показывает их название, сплавы олова и свинца. В эти припои для понижения температуры плавления добавляют небольшие количества висмута и кадмия, а для увеличения прочности немного сурьмы  (1,5—2,5%).

Оловянно-свинцовый припой легко можно приготовить самим, сплавляя в нужных соотношениях олово и свинец. Для этого в небольшом железном ковшике на слабом огне расплавляют свинец. Усилив подогрев и хорошо размешивая расплавленный металл небольшими порциями, добавляют олово. Расплавленный припой быстро разливают в приготовленные формы в виде палочек или прутков, обычно трехгранных. Формы для отливки палочек припоя можно изготовить из картона, древесины, гипса, листового железа.

При соединении проводов, электрических шнуров и разных мелких деталей очень удобно производить пайку при помощи специальных паяльных паст. В таких пастах измельченный в мелкий порошок припой заранее в определенных пропорциях смешан с флюсом. При пайке небольших деталей, например проводов, можно обойтись без паяльника: зачищенные и соединенные детали покрываются по швам слоем пасты, после чего место соединения прогревается над пламенем спиртовки, таблетки сухого спирта, свечки или даже спички до тех пор, пока не расплавится припой.

Хорошую бескислотную паяльную пасту для пайки радиоаппаратуры, точных приборов и электрических проводов можно приготовить, растирая порошок или опилки припоя с небольшим количеством глицерина.

Наиболее употребительный флюс при пайке оловянно-сввнцовьши припоями — раствор хлористого цинка. Его можно получить, растворив одну часть хлористого цинка в трех-четырех частях дождевой или кипяченой воды. Однако чаще всего раствор хлористого цинка получают при помощи так называемого «травления» соляной кислоты металлическим цинком (почему этот раствор обычно называют «травленой кислотой»).

Для получения «травленой кислоты» пять частей концентрированной соляной кислоты разбавляют пятью частями мягкой воды (для этого необходимо кислоту подливать в воду, а не наоборот). В раствор добавляют (подальше от огня!) одну часть нарезанного мелкими кусочками металлического цинка. В результате химической реакции выделяется водород. Жидкость, как говорят, «кипит». Чтобы брызги кислоты при этом не попали на тело или одежду, приготовление травленой кислоты нужно производить в посуде достаточно большого объема. В растворе не должно быть соляной кислоты, так как она по окончании пайки будет разрушать металл. Поэтому при приготовлении травленой кислоты цинк следует брать с некоторым избытком.

Для предохранения поверхности изделий от ржавления под действием хлористого' цинка к готовому раствору добавляют около 30% нашатырного спирта. Вливать нашатырный спирт нужно постепенно, по каплям, непрерывно взбалтывая при этом жидкость.

При пайке различных приборов, телефонной и телеграфной аппаратуры, радиолюбительских конструкций в качестве флюса в большинстве случаев применяют канифоль. Она не только предохраняет поверхность металла от окисления в процессе паяния, но, покрывая тонким слоем запаянный шов, служит также хорошей защитой от коррозии. Остатки канифоли на запаянных деталях не гигроскопичны и не проводят электрического тока, чего нельзя сказать о многих других флюсах.

В качестве флюса используют кусковую либо порошковую канифоль. Иногда применяют жидкий канифольный флюс — раствор канифоли в денатурированном спирте.

Простой паяльник в процессе работы периодически нагревают на примусе, газовой горелке, в пламени паяльной лампы и т. п. Электрические паяльники нагреваются непрерывно в процессе работы. Степень нагрева паяльника практически определяется прикосновением его рабочего ребра к куску нашатыря или кусочку припоя; если нашатырь при этом дымит (рис. 34, б),, а припой расплавляется, то нагрев паяльника достаточен.

Для работы рабочие грани паяльника предварительно залуживают, то-есть покрывают тонким сплошным блестящим слоем припоя. Благодаря такой полуде к рабочим граням разогретого паяльника в процессе работы пристает припой.

Слой полуды . время от времени приходится возобновлять. Залуживание паяльника удобно вести на куске нашатыря, в котором сделано углубление для припоя (рис. 33, е).

При паянии мягкими припоями работа производится следующим образом. На подготовленную поверхность шва наносят соответствующий флюс. Рабочие грани нагретого до'нужной температуры (350—400°) паяльника быстро натирают о кусок нашатыря. Затем одной из рабочих граней паяльника нажимают на кусочек припоя. Как только он расплавится и капельки припоя прилипнут к рабочим граням, медленно проводят паяльником по спаиваемому шву.

Для быстрой и непрерывной передачи тепла, необходимой для прогревания металла по линии шва, паяльник должен касаться поверхности деталей не узким ребром (жалом), а всей плоскостью одной из своих рабочих граней (рис. 34, г).

Необходимо тщательно следить за тем, чтобы расположение спаиваемых деталей и во время паяния и до полного остывания припоя оставалось неизменным. С этой целью применяют различные приспособления для временного скрепления соединяемых деталей — тиски, зажимы, струбцинки. Мелкие детали придерживают во время паяния плоскогубцами или укладывают на дощечку и прижимают друг к другу палочкой. При пайке некоторых мелких деталей, например проволочных выводов, сопротивлений, катушек и конденсаторов в радиоконструкциях, удобно придерживать детали при помощи обыкновенного пинцета, на концы которого надеты небольшие деревянные брусочки.

Чтобы ускорить остывание и затвердение припоя, поверхность швов после нанесения припоя смачивается паяльной жидкостью или водой. В тех случаях, когда пайка производилась с применением кислотных флюсов, детали, чтобы избежать коррозии, необходимо тщательно промыть горячей водой и просушить.

В радио- и электротехнических кружках часто приходится спаивать проводники, так как многие детали (катушки, сопротивления, конденсаторы и т. п.) имеют проволочные выводы.

Чтобы залудить конец провода, его зачищают, укладывают на кусок канифоли и проводят по нему паяльником, на :::торый предварительно набирают припой (рис. 34, д). Применяют и другой способ: на паяльник берут каплю припоя, прикасаются им к канифоли и быстро, чтобы она ве успела выгореть, натирают концом паяльника подготовленное для залуживания место.

При спайке двух проводов надо концы их залудить, приложить один конец к другому i залить соединение припоем. Если нужно произвести пайку проводников к неподвижно закрепленным деталям (например, к лепесткам панелек), то при залуживании удобно пользоваться палочкой с кусочком канифоли аа конце (рис. 34, е). Залуженные детали

 соединяют и к этому месту прижимают горячий паяльник с припоем.

Соединения на винтах и болтах. Соединение отдельных деталей в машинах, станках, приборах, моделях и других конструкциях нередко выполняется при помощи винтов и болтов (рис. 35).

Для удобства завинчивания в цилиндрических, конусообразных и сферических головках винтов и болтов имеются прорези (шлицы), в которые вставляются отвертки.

При завинчивании винтов и болтов с четырехгранными и шестигранными головками, так же как и при завинчивании таких же гаек, пользуются гаечными ключами, простыми и раздвижными. Гаечные ключи необходимо подбирать соответствующих размеров, иначе можно легко испортить как самый ключ, так и головку винта или гайки.

Для завинчивания винтов и болтов небольших размеров не следует пользоваться плоскогубцами и пассатижами, так как это портит грани гаек и  головок и  затрудняет использование   ключей  для  отвинчивания к завинчивания винтов.

При соединении деталей болтами под головки болтов и гайки подкладывают шайбы. Шайбы предохраняют поверхности соединяемых деталей от повреждений.

Завинченная доотказа гайка, благодаря трению между гайкой и болтом на поверхности резьбы и между гайкой и деталью на поверхности их соприкосновения, удерживается от самоотвинчивания. Однако такое самоотвинчивание вполне возможно в тех случаях, когда конструкция подвергается ударам и сотрясениям. Чтобы избежать самоотвинчивания гаек, используют различные гаечные замки.

Простейший, наиболее часто употребляемый, но не всегда вполне надежный гаечный замок — контргайка, то-есть вторая гайка, туго, доотказа завинченная на тот же болт поверх первой гайки.

С этой же целью применяют шплинты. Шплинт вставляют в отверстие в болте, а чтобы он не выпал, концы его разводят в стороны (рис. 35, в). Иногда поверхность окрашивают краской, которая является хорошим средством против самоотвинчивания.

При разборке разъемных винтовых (или, как их еще называют, резьбовых) соединений могут встретиться случаи, когда разъединение деталей почему-либо затруднено. Бывает, что прорезь в головке винта или болта (шлиц) сильно срабатывается и отвертка соскакивает. В этом случае необходимо углубить прорезь ножовкой или под углом к старой ' прорези пропилить новую. Если почему-либо ножовкой воспользоваться нельзя, на край шлица наклонно ставят отвертку и, слегка ударяя по ней молотком, вывинчивают винт.

Случается, что гайка не отвинчивается потому, что резьба на болте и гайке заржавела. В таких случаях всю эту резьбу смачивают керосином и через полчаса-час, очистив резьбу на свободном конце болта тряпкой от ржавчины, повторяют попытку отвинтить гайку с помощью ключа. Если и в этом случае гайку отвернуть не удается, то устанавливают на краю, одной из ее граней зубило и легкими ударами молотка стараются сдвинуть гайку с места. После этого гайку отвинчивают ключом.

Если грани головок болта или гайки закруглены и ключ срывается (провертывается), две противоположные грани опиливают напильником под ключ меньшего размера.

Для растворения на винтовых соединениях нитрокраски или эмалей применяют специальные органические растворители — ацетон, смывку и т. д.

Заклепочные соединения. При помощи заклепок обычно соединяются детали из листового и полосового металла сравнительно небольшой толщины. Различают два вида соединения деталей (рис. 36): внахлестку, когда два листа (или две полосы) металла находят краями один на другой, и соединение встык, при котором детали соприкасаются.торцами, а для их соединения используются металлические накладки, перекрывающие шов. Эти накладки могут быть односторонние и двусторонние.

В конструкциях юных техников заклепки обычно ставят в один ряд (однорядный заклепочный шов) и в два ряда (двухрядный шов). В двухрядном шве заклепки располагают в шахматном порядке.

Для заклепочных соединений применяются заклепки из того же материала, что и соединяемые детали.

Для соединения деталей между собою в них после тщательной разметки просверливают сквозные отверстия, в которые вставляют заклепки.

Если для соединения используется большое число заклепок, то необходимо следить за тем, чтобы не произошло смещения деталей в процессе сверления отверстий. Для этого обычно просверливают сначала только два-три отверстия и временно соединяют детали при помощи фиксаторных болтов.

Устанавливают заклепки так: заклепку вставляют в заготовленное для нее сквозное отверстие и укладывают детали головкой заклепки, вниз на наковальню, настольную стальную плиту или другую массивную металлическую подкладку. Убедившись, что соединяемые детали плотно прилегают друг к другу, осаживают свободный конец заклепки ударами молотка, направленными по ее оси. Затем частыми и легкими ударами молотка с разных сторон и под разными углами к оси заклепки формуют вторую головку (ее принято называть замыкающей головкой).

Чтобы закладная головка заклепки в процессе работы не была смята, ее помещают на специальную поддержку (рис. 36, з), зажатую вертикально в тиски или вставленную в специальное отверстие наковальни. Поддержка представляет собою массивный стальной стержень, на верхнем конце которого имеется углубление, соответствующее по форме и величине головке заклепки. Поддержку легко можно заменить любой массивной стальной деталью. В Этом случае на ней специально заточенным сверлом соответствующего диаметра высверливают небольшое углубление.

Чтобы придать расклепываемой замыкающей головке заклепки правильную форму, используют оправку (обжимку) — стальной стержень, имеющий на нижнем конце углубление (лунку), точно соответствующее головке заклепки. Оправку ставят на расклепываемую головку и ударами молотка придают последней нужную форму (рис. 36, и).

Соединяемые заклепками детали должны быть хорошо пригнаны и плотно прижаты друг к другу до расклепывания заклепок, в противном случае шов может получиться неплотным. Слишком большая длина стержня заклепки приводит к образованию перекосов, тогда как недостаточная его длина снижает прочность замыкающей головки заклепки и, следовательно, прочность всего соединения. Длину заклепки надо подбирать так, чтобы подлежащий расклепыванию ко-. нец стержня выступал над поверхностью детали примерно на длину, равную диаметру заклепки.

Большое значение для качества соединения имеет, также соответствие диаметра отверстия, высверленного в деталях, диаметру самой заклепки: последняя должна плотно входить в это отверстие.

Стержень заклепки срезают перпендикулярно к ее оси. При косом срезе заклепка при расклепывании легко искривляется и соединение получается недостаточно прочным.

 При склепывании тонких. листов металла лучшие результаты дает применение заклепок с плоскими головками. При склепывании деталей из жести и тонкого листового алюминия под обе головки каждой, заклепки обыкновенно подкладывают шайбы.

Если соединение не должно быть особенно прочным, а в материале могут быть отверстия, склепывание тонких листов общей толщиной до 2—3 мм можно производить при помощи обувных блочков (пистонов). Для закрепления (развальцовки) таких блочков применяют кернер (рис. 37).

При соединении деталей из тонкого листового материала с массивными деталями основная головка заклепки (то-есть закладная головка) должна располагаться со стороны более тонкого материала.