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.
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.
Способы лужения кузова авто
Ремонтные работы, предполагающие правку кузова автомобиля, редко обходятся без специальных операций, связанных с лужением металлических деталей. Пайка кузова оловом – распространённая процедура, требующая умелого владения техникой работы с паяльным инструментом. При её проведении расплавленный припой сначала наносится на соединяемые детали, а затем за счёт диффузии сплавляется с металлом заготовок.
После затвердевания устанавливается надёжный контакт листовых элементов кузова между собой. К специфике операций лужения следует отнести и то, что температура плавления припоя заметно ниже, чем тот же показатель для соединяемых металлов.
Общие сведения о технологии
Для получения качественного соединения кузовных деталей необходимо выполнить следующие действия:
Для надёжного соединения металлических заготовок методом пайки применяется припой, в котором помимо основного компонента должен присутствовать свинец.
Использование одного чистого олова недопустимо, поскольку оно не обеспечивает требуемой текучести расплава, а, следовательно, не позволяет получить качественное сочленение. Добавим к этому, что при лужении кузова автомобиля без специальной примеси после остывания металла припой становится хрупким.
Во избежание этого, к нему ещё до начала пайки добавляется намного свинца. В пропорции это выглядит так: олова 33 процента, а остальное – свинец.
Указанный вид припоя не предназначается для пайки деталей авто из алюминия и его сплавов. Для работы с этими металлами должны применяться особые свинцово-оловянные стержни, а также специальный лудильный порошок. Температура плавления таких оловянных припоев не превышает 230-250 градусов.
Удаление краски
Подготовительные работы перед лужением проводятся с целью очистки поверхности металлических заготовок от следов, оставшихся после окрашивания кузовных элементов. Для этого можно воспользоваться дрелью, оснащённой чистящей насадкой в виде «ёршика» с металлическими щетинками.
При небольших объёмах работ удобнее использовать крупную шкурку. По завершении удаления краски нужно стереть с поверхности остатки пыли и микрочастиц чистой фланелью, пропитанной в растворителе.
Окончательная зачистка
Неокрашенные элементы кузова (включая и его днище) перед пайкой следует очистить от пятен масла, грязи и инородных наслоений. Для этого удобнее всего воспользоваться металлической щёткой, удалив прежде ржавчину напильником.
Иногда для очистки от краски применяется специальная стеклянная шкурка, работать с которой следует очень осторожно, не допуская образования осадков. Для удаления обнаруженных на деталях разводов и следов жирных пятен можно воспользоваться той же смоченной в растворителе мягкой фланелью.
Если воспользоваться пескоструйной очисткой, то кузов будет подготовлен идеально к лужению, но такая процедура требует специального оборудования.
Обработка флюсом
Необходимость в предварительной обработке флюсовым составом объясняется желанием не допустить окисления поверхностей до начала и в процессе проведения работ. В качестве флюса могут использоваться хлористый цинк, а также его производные с добавлением канифоли и стеарина.
В процессе покрытия листовых заготовок необходимо внимательно следить за тем, чтобы не образовалось «пропусков» или не закрытых флюсовым составом мест. В противном случае их будет очень сложно залудить и пропаять.
Поскольку хлористый цинк является химически активным продуктом – для его хранения должна использоваться только стеклянная посуда. По окончании обработки кузова поверхность необходимо тщательно протереть, чтобы удалить остатки реактива и исключить вероятность окисления металла.
Применение специальной пасты для лужения, в состав которой входит флюс и припой, ускорит работу. После ее нанесения поверхность кузова останется всего лишь прогреть газовой горелкой, и она будет готова к пайке.
Лужение паяльником
Лужение кузова или любой другой детали автомобиля (авторадиатора, например) позволяет подготовить их к последующей пайке и значительно облегчает её. Эти работы относительно просты в исполнении и могут быть выполнены самостоятельно.
Для их проведения потребуются следующие расходные материалы и инструменты:
Ниже описывается общий порядок проведения работ, когда лудить предполагается с помощью паяльника, нагреваемого на открытом огне.
Сначала к раскалённому жалу подносят кусочек припоя и держат до тех пор, пока тот не начнёт стекать в рабочую зону. При этом происходит смачивание обрабатываемой поверхности, для облегчения которой паяльник постепенно перемещается вдоль листа. В результате этой операции на детали образуется тонкий слой из свинцово-оловянного состава.
Во время лужения открытым огнём брусок припоя периодически смачивается флюсом или специальным лудильным порошком.
Одновременно с нанесением последнего хорошо прогретая поверхность тщательно протирается ветошью, что обеспечивает лучшее распределение флюсового состава. При соприкосновении с ним припой плавится, равномерно смачивая структуру металла.
Порядок пайки
По завершении процедуры лужения можно переходить к следующему этапу работ – пайке корпуса автомобиля, которая может быть организована двумя способами: с использованием открытого огня горелки или же при помощи мощного электропаяльника.
Перед началом паяльных процедур элементы кузова обильно смачиваются флюсом, а затем накладываются с небольшим перекрытием друг на друга (пайка встык в этом случае недопустима). После этого листы фиксируются специальными струбцинами, не нарушающими температурный режим в зоне пайки, и разогреваются хорошо раскалённым паяльником молоткового типа.
Потом к стыковочному шву подносится брусок припоя, который в расплавленном виде равномерно заполняет пустоты между листовыми заготовками, а после остывания надёжно фиксирует их.
Порядок работы с мощным электропаяльником аналогичен описанному выше (за исключением того, что вместо открытого огня используется электросеть).
Рекомендации специалиста
Перед началом работ по лужению и пайке кузова желательно ознакомиться со следующими рекомендациями профессионалов:
В заключение отметим, что во время проведения ремонтных работ необходимые для лужения и пайки компоненты всегда должны располагаться под рукой (это касается как припоя и флюса, так и других расходных материалов).