Клепка, паяние, склеивание

Клепка — это процесс соединения нескольких деталей с помощью заклепок. Заклепочные соединения неразъемные (рис. 1.18).

Заклепки представляют собой металлические стержни цилиндрической формы с головкой на одном конце, называемой закладной. Закладные головки заклепок бывают полукруглыми, плоскими и пр. (рис. 1.19).

Стержень

Рис. 1.18. Заклепочное соединение:

• 1 - стержень заклепки; 2 - замыкающая головка; 3 - соединяемые детали; 4 - закладная головка; 5 - однорядный шов внахлест;
• 6 - двухрядный шов с накладками

Рис. 1.19. Типы заклепок.

а - заклепки без сердечника; 6 - то же с сердечником; в - то же типа ЦАГИ;

• 1 - с полукруглой головкой высокой; 2 - то же с низкой; 3 - с плоской головкой; 4 - с потайной головкой; 5 - с полупотайной головкой; 6 - взрывная двухкамерная;
• 7 - сердечник; 8 - протяжной захват; 9 - кусачки

Процесс клепки состоит из постановки заклепок в совмещенные отверстия соединяемых деталей и образования замыкающей головки путем механического воздействия на свободный конец заклепки. Для получения полукруглой замыкающей головки часть заклепки после установки ее в отверстие должна выступать на 1,3-1,5 диаметра стержня заклепки. Материал заклепок принимают в зависимости от материала скрепляемых деталей, но во всех случаях металл заклепок должен быть несколько мягче, чем металл склепываемых деталей. В санитарной технике для соединения стальных деталей используют заклепки из углеродистой стали 2 и реже из низколегированной стали 0,9Г2.

Соединение двух металлических листов и более путем клепки осуществляют с помощью расположения заклепок в ряд (однорядный шов) или в несколько рядов. Расстояние между заклепками в однорядном шве принимают равным трем диаметрам заклепки, а в

многорядном — четырем диаметрам. Расстояние между швами обычно не превышает двух диаметров заклепки.

Клепку ведут холодным и горячим способами. Холодным способом клепка выполняется без разогрева заклепок. Диаметр заклепок при этом способе не превышает 8 мм. Диаметр отверстия должен быть больше диаметра заклепки на 0,1—0,2 мм. Горячая клепка ведется заклепками, предварительно нагретыми до 500—700 °С. Это обеспечивает повышение пластичности металла, уменьшение усилий при клепании, полное заполнение отверстий, более легкое образование замыкающей головки и повышенную плотность соединения, за счет стягивания соединяемых деталей при остывании заклепок. Диаметр отверстий при горячей клепке должен быть больше диаметра заклепок на 0,5—1 мм. Клепка производится вручную и механизированно. При ручной клепке используют бородок, слесарный молоток, обжимку.

Бородок применяют для правки и центровки отверстий под заклепки, пробивки мелких отверстий в тонколистовой стали и для выбивки забракованных заклепок.

Слесарный молоток подбирают по массе в соответствии с диаметром заклепки.

Обжимка используется для формирования замыкающей головки заклепки, по которой наносят удары слесарным молотком или пневматическим молотком.

Поддержка служит для удержания заклепки во время нанесения ударов молотка и плотного прижатия закладной головки к склепываемому пакету деталей. Поддержка представляет собой массивный стержень с углублением в торце, в которое упирается закладная головка.

Натяжка служит для плотного прижатия склепываемых деталей. Клепка выполняется на наковальне, в тисках или навесу вдвоем. При клепке необходимо соблюдать меры предосторожности: совпадение отверстий следует проверять только бородком; инструмент, используемый при клепке, должен быть исправен и предназначен для этой операции; необходимо следить, чтобы в процессе нанесения ударов по обжимке было бы исключено нанесение ушибов и ранений.

Паяние — это процесс соединения металлических частей с помощью металла (припоя), который в процессе паяния, расплавляясь, проникает в зазор между соединяемыми деталями, образуя паяный шов.

В зависимости от температуры плавления различают мягкие и твердые припои.

Мягкие припои плавятся при температуре ниже 400 °С и применяются в тех случаях, где высокая прочность пайки не обязательна.

Примером пайки мягкими припоями может служить паяние латуни, меди, белой жести, оцинкованной стали, железа оловянно-свинцовыми припоями марок ПОС-90, ПОС-ЗО и т.п. Буквы, входящие в обозначение этих марок означают следующее: П — припой, О — олово, С — свинец. Цифры указывают, сколько в этом припое процентов (по массе) олова, остальное — свинец. Температура плавления таких припоев составляет 220—260 °С. Оловянно-свинцовые припои поставляются в виде прутков, проволок и трубок (трубки заполнены канифолью).

Твердые припои плавятся при температуре около 700 °С и применяются для образования прочных температуроустойчивых швов. В качестве твердых припоев наиболее часто применяют медно-цинковые и серебряные сплавы. Для спайки бронзы, стали, серого чугуна используют припои с содержанием меди до 68%. Медно-цинковые припои поставляются в форме зерен размерами 0,2-3 мм (класс А) или 3-5 мм (класс Б). Серебряные припои выпускаются в виде полос и проволоки. Для спаивания деталей из алюминия и его сплавов применяются припои на алюминиевой основе с температурой плавления 525 °С. При такой температуре на поверхности алюминия образуется прочная тугоплавкая пленка окислов. С целью нейтрализации этого явления в зазор соединения вносят флюс, который в процессе паяния предохраняет металл от окисления. Флюс плавится раньше припоя, растекаясь по поверхности, и удаляет оксидную пленку до начала плавления припоя. Благодаря этому припой беспрепятственно затекает в зазоры и прочно соединяет детали.

Применяют следующие флюсы: хлористый цинк (для пайки меди, латуни, бронзы и стали), соляную кислоту (для пайки цинка, чугуна), буру (при пайке твердыми припоями), канифоль (при паянии электропроводов), смесь хлористого цинка и хлористого натрия (для пайки алюминия), а также различные паяльные пасты (тиноль, флюдор и др.).

Хлористый цинк можно приготовить путем опускания кускооб-разного цинка в 50%-ную соляную кислоту до тех пор пока кислота перестанет «кипеть». После этого в травленую кислоту добавляют 0,5 части нашатырного спирта и сильно взбалтывают до тех пор, пока раствор станет прозрачным.

Места нанесения паяльного шва должны быть очищены от жира, окалины, грязи. Зазор между деталями должен быть в пределах 0,05—0,15 мм. Перед пайкой поверхность алюминиевых деталей очищают путем травления в щелочах, промывания водой, осветления в азотной кислоте и вновь промывания водой.

Паяние мягкими припоями осуществляют паяльниками, изготовленными из чистой меди. Форму паяльника и его размеры выбирают в зависимости от характера соединяемых деталей. В большинстве случаев применяют молотковые паяльники с углом заправки 25-45 °С. Паяльник нагревают до 400 °С, очищают от окалины, смазывают хлористым цинком и обслуживают припоем. Затем паяльником медленно прогревают будущий шов, предварительно смазав его флюсом, и прижимают припой к паяльнику для заполнения зазора в шве расплавленным припоем. Припой, пристав к поверхности шва, остывает и, затвердевая, скрепляет спаиваемые детали.

Паяние твердыми припоями осуществляют в такой последовательности. Очищенные поверхности скрепляют мягкой проволокой в положении, в котором они должны остаться после паяния, и места пайки обмазывают бурой. Затем в швы закладывают кусочки припоя и нагревают в горне (или паяльной лампой) до тех пор, пока припой расплавится и заполнит спаиваемые швы. При остывании кромки шва прочно скрепляются.

Для защиты поверхностей от ржавления и окисления применяют лужение и цинкование. Эти процессы связаны с нанесением тонкого слоя защитного металла на поверхности деталей (оребрение калориферов, поверхности теплообменников, труб).

Склеивание — это процесс соединения деталей с помощью специальных клеев, соответствующих склеиваемым материалам. Для склеивания пластмассовых деталей используются эпоксидные клеи типа Л-4 и ВК-32-ЭМ, ЭД-5 и ЭД-6 с применением отвердителя, пластификатора и наполнителя, а также клеи на основе термореактивных полимеров БФ. Склеивание происходит при подогревании клеевого шва до температуры от 20 до 200 °С в зависимости от марки клея. После отвердения клеевое соединение стойко к щелочам, минеральным кислотам и пр. Эпоксидными клеями можно склеивать металлы, стекло, керамику, кожу ткани. При работе с клеями необходимо оберегать лицо и руки от попадания на них брызг клея, а после работы следует тщательно вымыть руки горячей водой с мылом.