Соединение металлических частей
Соединения металлических частей могут быть разъемные и неразъемные. К первым относятся соединения при помощи винтов или болтов. Винты по металлу отличаются от винтов по дереву тем, что они не имеют острого жала и нарезка у них особая. Головки винтов по металлу бывают плоские — для раззенкованных углублений и ввинчивания вровень — и выпуклые.
Винты по металлу; завинчивание: а — правильно; б — неправильно
Головка винта имеет прорезь, или шлиц, куда вставляется конец отвертки. Главное при завинчивании винтов и состоит в том, чтобы правильно подбирать размеры отвертки. Конец отвертки должен плотно войти в шлиц и быть достаточно широким, — слишком узкая отвертка только сорвет стенки прорези. Конец отвертки не следует затачивать слишком крутым клином.
Соединение болтами производят при помощи обыкновенных гаечных или раздвижных ключей.
Гаечные ключи. Внизу — раздвижной ключ
В соединяемых частях сверлят отверстие и болты подбирают по диаметру этого отверстия и соответствующей длины. Необходимо, чтобы конец болта выходил наружу несколько больше толщины гайки. Под гайку кладут обычно шайбу, обыкновенную или пружинящую, она предохраняет поверхность изделия от царапин при вращении гайки и гайку от развинчивания. Для предохранения от развинчивания на туго затянутую гайку навинчивают иногда вторую гайку, или контргайку. Гайку навинчивают ключом, вторым ключом удерживают головку болта. И болты и винты перед завинчиванием смазывают маслом или тавотом (техническим вазелином), чтобы их легче можно было вывинтить при необходимости.
Гужоны, или стержни с резьбой, но без головок, о которых упоминалось выше, также идут в некоторых случаях для соединений. Их иногда ввинчивают наглухо одним концом. Свободный конец, на который навинчивается гайка, служит как бы неподвижно закрепленным болтом. Иногда гужоны применяют для соединения лопнувших частей, конечно, когда условия для такого соединения подходящи. На рисунке ниже изображена трещина в чугунной отливке, которую можно загужонить, просверлив по трещине ряд отверстий, нарезав их и ввернув туда стержни, концы которых срезают после этого вровень с поверхностью отливки.
Трещина с гужонами
Соединения склепыванием, спайкой, свариванием являются соединениями неразъемными.
Чтобы соединить клепкой металлические части (обычно листы или пластины металла), в просверленное отверстие вкладывают заклепку или стержень с головкой и расплющивают ударами молотка выступающий противоположный конец заклепки, образуя и с другой стороны головку. На рисунке ниже изображены различные случаи соединения заклепками.
Различные случаи соединения заклепками
Правила этой работы таковы. Надо тщательно следить за тем, чтобы диаметр заклепки подходил к диаметру отверстия, и ни в коем случае не брать тонких заклепок, так как они только согнутся в дыре и их всё равно придется удалять. Длина заклепки должна быть такова, чтобы противоположный ее конец выступал приблизительно на высоту диаметра заклепки, но не меньше, чем на одну треть ее.
Вставив заклепку, прижимают ее головку к наковальне или поддерживают оправкой или тяжелым молотком, чтобы заклепка не выскакивала с места, а затем осаживают выступающий конец ее ударами молотка по направлению оси стержня. Конец под ударами расплющивается, и заклепка стянет соединяемые части. Закрепив плотно заклепку осаживанием, формуют ее головку легкими ударами носка и бойка молотка под углом к оси стержня.
Для формовки очень удобны молотки с круглым бойком. Чтобы головка имела совершенно правильную форму, ее оглаживают оправкой — стержнем, имеющим углубление соответственно форме головки; оправку ставят на откованную головку и бьют по ней молотком.
Заклепки бывают различных форм: с круглой головкой, с чечевицеобразной, с плоской. Плоские заклепки употребляют для склепывания тонких листов или приклепывания тонкого листа к толстому. Если нужно, чтобы головка заклепки не выступала, соединение производят впотай. Для этого отверстие раззенковывают и в нем формуют головку заклепки вровень с поверхностью. Если с обеих сторон нужно скрыть головки, заклепывание производят просто стержнем, а не заклепками с головкой.
Заклепывание впотай и трубкой
В работах юного мастера, когда не требуется от соединения заклепками большой крепости, можно вместо заклепок брать кусочки трубок соответствующего диаметра и длины и развальцовывать их выходящие наружу концы. Для соединения тонких листов можно брать сапожные пистоны или заклепки для ремней и прочей кожевенной галантереи.
Железные заклепки надо сначала подготовить, раскалив их, или отжечь, раскалив и затем медленно остудив в горячей золе или на плите. Поэтому заклепывание можно производить как горячим способом — раскаленными заклепками, - так и холодным способом, применяя мягкие отожженные заклепки. Холодное заклепывание применяют исключительно в мелких работах; следовательно, юному мастеру больше всего придется иметь дело с ним. Для горячей клепки удобна державка для разогревания заклепок.
Державка для разогревания заклепок
Холодный способ всегда применяют для заклепок из мягких пластичных металлов — меди, алюминия.
После заклепывания шов чеканят, обжимают при помощи молотка и чекана — инструмента, напоминающего зубило. Края шва должны быть совершенно гладкими и плотно прилегать друг к другу. Если нужно, чтобы склепанное место не пропускало воды и пара, все швы либо пропаивают (медь, жесть), либо замазывают суриковой замазкой или густыми белилами. Можно предварительно обмазать соединяемые края суриковой жирной замазкой.
Некоторые особенности представляет собою соединение заклепками тонкого листового металла. При соединении жести с толстым металлом основная головка должна быть всегда со стороны жести, а формируемая — со стороны массивной части. Если требуется приклепать жесть вровень, раззенковывают отверстие в толстом металле, обжимают вокруг раззенковки края отверстия в жести и затем заклепывают заподлицо заклепкой с плоской головкой или заклепкой без головки — из стержня мягкого металла. Нужно при склепывании жести подкладывать под головку шайбу, иначе работа окажется неудачной.
Кроме склепывания, можно сделать неразъемное соединение пайкой или сваркой.
Паяние состоит в том, что между соединяемыми частями заливают расплавленный металл, более легко плавящийся, нежели соединяемые куски. Этот металл, или припой, бывает мягким — таковы олово, свинец и их сплавы — или твердым, который готовится из сплавов меди и серебра. При любом способе пайки прежде всего надо подготовить спаиваемые части, подогнать их по возможности друг к другу, очистить их поверхности от окисей, краски, грязи и жира. Очистку производят механическим путем — напильником, шабером, ножом, карчеткой, наждачной шкуркой, песком — и химическим — щелочью и кислотой.
Паяние мягким припоем производится посредством паяльника — стержня из красной меди; формы паяльников изображены на следующем рисунке:
Паяльники
Для работ юного мастера лучше всего иметь электрический паяльник. Простой паяльник нагревают в пламени паяльной лампы или бензиновой лабораторной лампы. Для этой же цели годятся газовая горелка, примус. Величина и форма паяльника должны соответствовать характеру работы. Маленьким паяльником не запаять массивной вещи, так как его теплоты будет недостаточно для разогрева места спайки.
Паяльная лампа
Лабораторная лампа
Кроме припоя и паяльника, при пайке мягким припоем необходима травленая соляная кислота, иначе говоря, — хлористый цинк и кусковой нашатырь. Травленая соляная кислота употребляется для смазывания спаиваемых поверхностей и их очистки. Для получения травленой кислоты в обыкновенной соляной кислоте растворяют кусочки цинка. Травление производят в стеклянной или фарфоровой посуде, подкладывая цинк небольшими порциями. Лучше всего это производить на открытом воздухе и, во всяком случае, вдали от инструмента. (Будьте осторожны. Потушите огонь.). При пайке цинка и оцинкованного железа нужна нетравленая кислота.
Нашатырь служит для очистки поверхности расплавленного припоя. Соприкасаясь с горячим металлом, нашатырь разлагается и очищает от окислов в момент спайки поверхности паяльника, припоя и спаиваемых частей. Можно паять мягкими припоями без кислоты и нашатыря с помощью канифоли, стеарина. Эти способы бескислотного паяния часто применяются при пайке проводов. Такой же бескислотный состав для пайки представляет собою тиноль.
Паяние мягким припоем производится в следующем порядке. Прежде всего хорошенько зачищают спаиваемые поверхности. Белую жесть, цинк или оцинкованное железо очищают кислотой. Паяльник нагревается до температуры, близкой к температуре темно-красного каления.
Перегревать паяльник не надо. Его конец предварительно зачищается напильником. Если нагретый паяльник сильно дымит при соприкосновении с нашатырем и плавит олово, — нагрев хорош.
Залуживают конец паяльника, водя им по куску нашатыря и положив под носок каплю олова. Если паяльник не удается залудить и его конец остается черным, — значит, он перегрет или его конец окислился, и его вновь надо зачистить напильником. Холодный паяльник плавит олово медленно, и оно не растекается по залуженному месту. Под подогрев надо подставить главным образом затылок паяльника, а не его носок, так как полуда легко сгорает и паяльник приходится вновь зачищать и лудить. Нагретый паяльник плавит своим теплом легкоплавкий припой и нагревает спаиваемое место.
Массивные предметы надо сначала прогревать. Взяв на нагретый и залуженный носок паяльника капельку припоя, проводят носком по куску нашатыря. Очистив припой, медленно проводят носком паяльника по очищенным и смазанным кислотой спаиваемым местам. Медленно потому, что надо дать возможность спаиваемым местам достаточно прогреться. Поэтому, чем они тоньше, тем быстрее можно вести паяльником, время от времени набирая на его конец новую порцию припоя; припой растечется и образует спайку; она должна быть гладкой и аккуратной.
Излишней толщины припоя нужно избегать, но зато необходимо все места соединений подгонять с возможно малыми зазорами. Излишек припоя удаляется шабером, ножом или напильником. Жесть и тонкий металл надо паять на деревянной подкладке или держать их при этом в воздухе, но никак не класть на металлические подкладки, так как от соприкосновения с ними через тонкую жесть паяльник будет охлаждаться.
Для пайки жести, тонких трубок и полосок очень удобны деревянные щипцы.
Щипцы для пайки
Смотря по надобности, палочки можно брать шире, уже, делать на них зарубки и прочее. После спаивания предмет надо промыть чистой, а еще лучше содовой или мыльной водой, для удаления кислоты, и прочистить спайку шабером, напильником, шкуркой.
Паяние стали, черного железа и чугуна мягкими припоями не так просто, — требуется очень хорошая предварительная очистка поверхности и, еще лучше, залуживание ее.
Пайка мягким припоем для юного мастера окажется во многих случаях самым подходящим способом соединения. Надо только соблюдать все правила работы, добиваться хорошей спайки жидким горячим припоем, а не лепить олово кусками холодным паяльником, как это часто делают неопытные мастера.
Несколько труднее паяние твердыми припоями, но зато оно и несравненно прочнее. Твердые припои бывают различных степеней тугоплавкости и продаются в виде мелких кусочков и застывших капелек металла. Можно брать в качестве припоя обрезки латуни, кусочки бронзы. Пайка производится без помощи паяльника.
Подогнанные и очищенные части, которые нужно паять, прикладывают друг к другу, связывают, если надо, железной проволокой и нагревают в горне с древесным углем или на паяльной лампе с сильным пламенем. Если припой будет растекаться, спаиваемое место окружают глиняным барьерчиком. На нагреваемое место кладут, добавляя по мере надобности, буры в порошке, которая, плавясь, покрывает спаиваемое место и защищает его от окисления в огне.
Разогрев спайку до красного каления, на лопаточке кладут в нее припой, который плавится и затекает во все щели спайки. Если надо, припой подгребают к спайке лопаточкой или кочережкой из проволоки. Как только припой растечется, предмет вынимают из огня и дают ему остыть или тушат огонь. Так как бура при плавлении сильно вскипает и может увлечь за собой кусочки припоя, то припой кладут только после расплавления буры или пользуются заранее плавленной и истолченной бурой.
Чтобы избежать нагревания не участвующих в спайке частей, их закрывают глиной. При паянии в горне тонких и легкоплавких вещей это необходимо.
Мелкие вещи, например медные и серебряные мелкие предметы, ключи при впаивании бородки, можно целиком залепить в глину, оставив открытым место спайки, куда кладется бура и припой. Спайка окружается древесным углем, который раздувается при помощи паяльной трубки ртом или небольшими мехами. На уголь в месте спайки можно направлять пламя паяльной лампы, усиливая тем самым температуру горна.
Паяльная трубка, или февка, применяется по преимуществу в самых мелких работах. Февка — инструмент часовщиков и ювелиров, он может быть очень полезен и юному мастеру в его работах. Это небольшая трубка с загнутым суживающимся концом. Спаиваемый предмет помещается на большом куске древесного угля, и февкой направляют на него язычок пламени от спиртовки, свечи или бензиновой горелки. Дуть в февку надо так, чтобы не затруднялось дыхание и струя воздуха была постоянной.
Февка
При любом способе паяния твердым припоем место спайки нужно зачищать. Зачистка производится шабером или напильником. Спайка твердым припоем очень прочна, чего нельзя сказать про мягкие припои.
Автор: П.В. Леонтьев