Слайдовая фотография. Секреты мастера ("Сделай сам" №02 ∙1991)

Введение

Н.В. Одноралов

Клеи и цементы, как известно, служат для соединения в одно целое различных материалов, а замазки употребляются главным образом для заполнения каких-либо изъянов, например трещин и выбоин в изделиях.

Выбор склеивающих составов (клеев, замазок и цементов) определяется свойствами склеиваемого материала. Различают составы для дерева, металла, стекла, керамики, кожи и т. п. Наряду со склеивающими составами, предназначенными для определенных материалов, существуют и так называемые «универсальные» составы, но их «универсальность» все же ограничена, и обычно они пригодны для небольшого числа различных материалов, да и не для всех этих материалов обладают одинаковой силой их скрепления между собой.

При выборе склеивающих составов следует обращать внимание на технологический режим, которого необходимо придерживаться при склеивании, а также на возможность воздействия условий технологического режима на склеиваемый материал, например температуры или давления.

Готовые склеивающие составы лучше всего хранить в герметически закрытых сосудах (банках, бутылках).

Отметим, что большинство составов портится очень быстро, а многие из них, в особенности синтетические, пригодны только в свежеприготовленном виде. Поэтому рекомендуется изготовлять клеи, а также и замазки по мере их надобности и в тех количествах, которые требуются для конкретной работы.

Клеи

Клеи — это природные или синтетические вещества, применяемые для соединения различных материалов в результате сцепления клеевой пленки с поверхностями склеиваемых материалов. Прочность клеевого соединения зависит от силы прилипания клея к склеиваемым поверхностям (адгезии), прочности клеевой пленки и свойств склеиваемых материалов.

Клей на поверхности деталей наносят тонким слоем. Клей заполняет шероховатости, проникает в поры материала и, высыхая, образует твердую и прочную прослойку, скрепляющую эти детали. Прочность склейки в значительной мере повысится, если сжимать соединяемые части струбциной, тисками или применять пресс.

Чтобы получить надежное соединение, необходимо тщательно подготовить поверхность деталей, для чего с них удаляют пыль, грязь, жир, ржавчину. Дерево, металлы, каменные материалы зачищают наждачной мелкозернистой шкуркой. Фарфор, стекло и резину промывают теплой водой, затем (после просушки) обезжиривают бензином. Чтобы шов был менее заметен, в клей добавляют минеральные пигменты соответствующего цвета, обычно хватает 8—10 % пигмента (по объему), так как большое количество красителя не делает цвет клеевой пленки более интенсивным.

Если предметы пористы и легко впитывают в себя жидкости, то склеиваемые поверхности предварительно пропитывают очень жидким клеевым раствором. Клеи наносят при помощи кисти, тампона, шпателя. В щели клей вводят, например, тавотницей (применяющейся, в частности, для смазки автомобиля).

К природным клеям относятся клеи, приготовляемые на основе веществ растительного и животного происхождения.

Растительные клеи

Такие клеи делаются на основе продуктов растительного происхождения: крахмала, декстрина, смолы, натурального каучука и др. То есть растительных клеев множество. Здесь же мы рассмотрим наиболее доступные, а следовательно, и наиболее распространенные растительные клеи, главным компонентом которых является крахмал (мука). Такие клеи обычно называют клейстерами.

Заметим, что в клейстеры для повышения их «эксплуатационных» свойств добавляют некоторые вещества:

- желатин — поверхностно-активное вещество; снижает поверхностное натяжение воды, что улучшает смачиваемость бумаги (кстати, желатин сам — клеящее вещество);

- глицерин и мед — пластификаторы, размягчители и в незначительной степени антисептики;

- спирт (ректификат) — снижает поверхностное натяжение, улучшает смачиваемость, проницаемость клея и ускоряет его высыхание;

- формалин — антисептик, предотвращающий образования плесени;

- алюмокалиевые квасцы — дубитель для бумаги и клея, предохраняющий их от влаги.

Внимание! Здесь и ниже составы клеев приводятся в частях (по массе).

• Клей для бумаги из крахмала

Крахмал предварительно заливают небольшим количеством холодной воды и размешивают до тех пор, пока не исчезнут комки, затем при тщательном перемешивании вливают кипяток, подогревают клейстер до кипения, получая однородную массу, и добавляют растворенные в воде квасцы.

• Клей для бумаги из муки (пшеничной)

Муку разводят в воде, добавляют предварительно растворенные в воде квасцы. Затем заливают смесь кипятком, вливают глицерин и подогревают до кипения. Для получения качественного клея без комков не забудьте его перемешивать!

• Клей для плотной бумаги из муки и желатина

Клей варят в эмалированной или алюминиевой посуде. Во избежание комкования муку разводят в небольшом количестве холодной воды, затем заливают горячей водой и ставят на водяную баню, постепенно нагревая воду до кипения. После этого в клейстер вводят растворенные в горячей воде квасцы, все процеживают через двойную марлю и добавляют желатин, предварительно замоченный в воде. После остывания полученного клейстера в него вливают спирт и глицерин, тщательно перемешивая клей.

В качестве антисептика можно в клей добавить камфору (0,5 % от массы раствора) или камфорный спирт (1–2 %).

• Клей для реставрации графических работ

Клей готовится так же, как клей для плотной бумаги.

• Клейстер для наклеивания гравюр

Муку разводят в небольшом количестве холодной воды в эмалированной или алюминиевой посуде, комки растирают рукой. Затем добавляют алюмокалиевые квасцы. В другой посуде кипятят воду, прибавляют к клейстеру и нагревают его на водяной бане, тщательно размешивая, так как он быстро густеет. Затем клейстер остужают в течение 10 мин и выливают в стеклянную посуду, добавляя формалин.

Чтобы избежать образования корки при остывании клейстера, на поверхность кладут лист бумаги и наливают немного воды. Приготовленный клейстер пригоден для употребления в течение 4–5 дней, затем он становится густым (его можно размягчить водой).

При работе клейстер наносят тонким и ровным слоем, что ускоряет его высыхание и не вызывает растяжения бумаги.

• Клейстеры для наклеивания обоев (для проклейки стен)

Муку просеять и развести в 2 л теплой воды, а затем заварить кипятком при непрерывном перемешивании. От дельно приготовить раствор столярного клея и, нагрев его до кипения, влить в приготовленный мучной клейстер. Если клейстер заварился плохо, его надо перед употреблением прокипятить Клейстер надо пропустить через сито с мелкой сеткой (600 отв/см²).

Для оклейки стен макулатурой (газетами) берут муки меньше — 1,2 кг.

• Клейстер для оклейки простыми обоями

Клейстер приготавливается так же, как в предыдущем рецепте. Квасцы или карболовая кислота (25 г на 10 л) вводятся в качестве антисептика.

Для оклейки стен высококачественными обоями вместо 1,2–1,5 кг ржаной муки берут 2 кг муки пшеничной и обязательно клейстер процеживают через сито (600 отв/см).

• Клейстер для наклеивания линкруста

Данный клей приготовляется так же, как и клейстер для проклейки стен. Квасцы перед, введением в клейстер растворяют в воде. По остывании клейстер пропускают через сито (600 отв/см²).

Клеи на основе веществ животного происхождения

Эти клеи производятся на основе продуктов переработки мездры, костей и чешуи (клеящее вещество — коллаген), крови (альбумин), молока (казеин).

При нагревании в воде коллагена, который является клеящей основой костного, мездрового и рыбьего клея, он переходит в глютин, поэтому принято эти клеи называть глютиновыми (в обиходе они известны под именем столярного клея). Химический состав и структура коллагена еще недостаточно исследованы.

Глютин обладает следующими свойствами: набухает в холодной воде, растворяется при нагревании, образуя коллоидные растворы, которые после охлаждения превращаются в упругую студенистую массу. Под действием высоких температур, а также при обработке кислотами и щелочами глютин разлагается и теряет свою клеящую способность.

Под влиянием различных веществ (двухромовокислого калия, формальдегида, растворимых соединений алюминия и железа) глютин теряет способность набухать в воде и становится нерастворимым.

Клеи на основе коллагена

Костный клей производят из обезжиренных костей животных. Мездровый клей получается при разваривании в воде мездры.

Выпускают костный клей в виде твердых плиток, небольших кусков и в виде клеевого студня, так называемой галлерты. Мездровый клей выпускают в виде твердых плиток, кусков, чешуек.

Для работы твердый костный и мездровый клеи растворяют в воде температурой 60–65 °C. Нагревание клея выше 70 °C приводит к понижению его вязкости и уменьшению клеящей способности.

• Состав жидкого клея

Плиточный клей загружают в клееварку, заливают водой и оставляют набухать в течение 8—10 ч. Затем клей разваривают на водяной бане при температуре не выше 60–65 °C. Клей считается готовым, если при захвате кистью (щеткой) он стекает с нее без заметных сгустков. К готовому раствору клея прибавляют раствор фенола для предотвращения его загнивания.

Технический желатин представляет собой чистый глютин. В отличие от костного и мездрового клеев его получают из отборного сырья: рогового стержня, то есть пуговичной кости, лобовой кости.

Выпускается желатин следующих видов: пищевой, фотографический и технический.

Технический и фотографический желатины широко используются в живописи при грунтовании холстов, а также для клейки бумаги и т. п.

Чтобы приготовить желатиновый клей, сухой технический желатин заливают небольшим количеством воды и дают ему набухнуть (набухание желатинового клея происходит примерно около 1 ч). Набухший желатиновый клей подогревают на водяной бане при температуре 65–70 °C.

Для проклеек холста обычно берется 6–8 %-ный раствор клея, для наклеивания бумаги, приготовления эмульсионного грунта применяют 12–15 %-ный раствор. В качестве пластификатора в клей вводят незначительное количество глицерина (0,2–0,3 % по массе).

К коллагеновым относится также рыбий клей. Сырьем для его производства служат плавательные пузыри осетровых пород (более низкие сорта клея делают из голов, чешуи, костей рыб). Плавательный пузырь почти целиком состоит из чистого коллагена.

Для получения рыбьего клея плавательный пузырь выдерживают в течение нескольких часов в 15–20 %-ном растворе соли, затем отмачивают в чистой воде и подсушивают на воздухе. Затем с пузыря сдирают наружную оболочку, оставляя внутреннюю, которую и используют для клея (ее окончательно высушивают и прессуют из нее пластины).

Чтобы приготовить жидкий клей для работы, пластинки клея замачивают целиком на 24 ч в холодной воде. Набухший клей размягчают и разминают, затем варят на водяной бане, как костный и мездровый, процеживают через марлю или сито и вводят в него антисептик.

Для приготовления эмульсионного грунта берется 12–15 %-ный раствор клея.

При реставрационных работах, например, для укрепления хрупкой, отслаивающейся от холста живописи применяют 5–6 %-ный раствор. В приготовляемый клей в качестве пластификатора вводят мед в соотношении 1:2,5.

В заключение приведем рецепты простых клеевых составов на основе коллагеновых клеев. Их применяют для склеивания дерева, стекла, фарфора, фаянса, керамики и для соединения дерева с тканью или другим материалом. Такие клеи дают прочный шов, они просты в обращении, и составные части для их приготовления не дефицит.

Универсальный нежелатинирующийся (негустеющий) клей. Плиточный столярный клей измельчают и замачивают (12 ч) в уксусной эссенции, разбавленной пополам с холодной водой. После полного набухания клея избыток жидкости сливают (она может быть использована вторично), а набухший клей осторожно распускают на небольшом огне. Полученная сиропообразная масса имеет клеящие свойства, на холоде она не загустевает; при хранении этот клей не плесневеет и не загнивает. Если клей получится несколько жидковатым, то его сгущают, нагревая некоторое время на водяной бане. Длительность нагрева зависит от требуемого загустения клея. Хранить этот клей следует в банке с плотно закрывающейся крышкой.

• Клей «Синдетикон»

Этот клей также не желатинируется и дает прочный клеевой шов.

Сначала приготовляют сахарно-известковый сироп, для этого в 1 л горячей воды растворяют полстакана сахарного песка и добавляют 100 г свежегашеной извести (пушонки). Смесь нагревают при помешивании в продолжение 3 ч (смесь должна быть хорошо прогрета, но ее нельзя доводить до кипения). Сахарно-известковому раствору дают отстояться, и жидкость сливают. В слитом растворе замачивают (12 ч) 500 г предварительно измельченного плиточного клея. Набухший клей (избыточную жидкость сливают) распускают на легком огне. Готовая клеевая масса не желатинируется и применяется в холодном состоянии.

Клей «Синдетикон» дает прочный шов; им склеивают бумагу, картон, дерево, фарфор, фаянс, керамику, а так же используют для наклеивания ткани на дерево, стекло, металл, на эти же материалы можно наклеивать кожу. Металл с металлом или стекло со стеклом удается склеить, если между ними положить прокладку из ткани.

Клей «Синдетикон» хорошо сохраняется в закрытой банке; он не плесневеет и не загнивает.

• Клей для приклеивания кожи к картону

Смешивают клей, скипидар и воду, набухший клей варят на водяной бане, добавляют крахмал с водой и снова варят до растворения крахмала.

• Клей для приклеивания кожи к металлу

Столярный клей замачивают до полного набухания, затем воду сливают и добавляют в клей кислоту и скипидар. После этого клей подогревают на водяной бане, тщательно перемешивая, до растворения.

На сухую, очищенную поверхность металла наносят горячий клей и прижимают кожу.

• Рыбий клей для фаянсовых изделий

Залитому водой клею дают набухнуть, затем добавляют уксусную кислоту и варят на водяной бане 45–60 мин.

• Рыбий клей для наклеивания гравюр

Клей заливают небольшим количеством воды, а когда он набухнет, заливают указанным количеством воды и варят на водяной бане. В готовый охлажденный клей добавляют глицерин.

• Рыбий клей для окантовок

Клей заливают небольшим количеством воды; когда он набухнет, его нарезают ножницами на мелкие кусочки, смешивают со столярным клеем, заливают водой и кипятят на водяной бане до получения однородной смеси. Затем в немного охлажденный состав добавляют мед.

Клей на казеиновой основе

Казеин получают из обезжиренного коровьего молока (обрата), створаживая его кислотой или ферментом, содержащимся в сычуге. Отсюда и подразделение казеина на кислотный и сычужный. В качестве кислоты для створаживания казеина применяют как минеральные кислоты (слабую серную или соляную), так и органические (уксусную). Створоженный казеин тщательно промывают, отживают и сушат при температуре не выше 80 °C (повышение температуры неблагоприятно влияет на растворимость и клеящую способность казеина).

Чистый казеин — желтовато-белый порошок. Казеин характеризуется как кислотными, так и щелочными свойствами (с преобладанием кислотных). В воде и органических растворителях он не растворяется, а только набухает, зато хорошо растворяется в водных растворах аммиака, буры, фосфорнокислых солей, кальцинированной и каустической соды, образуя коллоидные растворы.

Для работы порошок казеинового клея растворяют в щелочном растворе, получая коллоидно-вязкую смесь. Количество щелочи, применяемое для растворения казеина, зависит от вида щелочи и концентрации раствора казеина.

• Состав жидкого казеинового клея («классический»)

Казеин в щелочах растворяется как при подогреве, так и при комнатной температуре. Для растворения казеина применяют два способа. Продающийся в магазинах клей — смесь казеина и гашеной извести.

1-й способ. Казеин засыпают в сосуд, заливают 3—4-кратным количеством воды и оставляют на 8—10 ч, после чего набухший казеин тщательно размешивают и постепенно добавляют раствор щелочи.

2-й способ. Казеин предварительно набухает в подогретой до 35–40 °C воде, после чего при перемешивании к нему добавляют раствор щелочи и температуру поднимают (на водяной бане) до 60 °C; при этом казеин растворяется. По этому способу скорость растворения значительно выше.

• Казеино-цементный клей

Для высокопрочного склеивания досок, рам и других изделий из древесины пользуются казеино-цементным клеем. Предел прочности подобных клеевых соединений — 80 кгс/см².

Для приготовления казеино-цементного клея е клеянку наливают воду, а затем постепенно, при перемешивании засыпают казеиновый порошок. В случае сильного загустения клея перемешивание прекращают и дают клеевому раствору разжижиться (затем можно перемешивание продолжить). Через 30–40 мин добавляют цемент, предварительно просеянный через сито (64 отв/см²). Перемешивание ведут до получения однородной массы (примерно 50–60 мин). После 10–15 мин отстаивания клей готов к употреблению. Рабочее состояние клея 3 ч.

При склеивании материалов толщи ной более 5 мм детали сжимают с силой 3–5 кгс/см², при склеивании материалов толщиной от 0,5 до 4 мм — 1–2 кгс/см².

Выдержка при склеивании зависит от температуры в помещении и длится примерно 12 ч.

Казеино-цементный клей применяют не только для склеивания древесины, но и для соединения каменных материалов.

Для самостоятельного приготовления казеина используется творог минимальной жирности: 100 г творога смешивают с 200 мл горячей воды, перемешивают, сливают воду (и так 3 раза). После этого отделяют творог (сливая воду через марлю), отжимают его и кладут в эмалированную кастрюлю, куда вливают 0,5 л 3 %-ного раствора буры.

Содержимое нагревают до температуры 40–50 °C, перемешивают и оставляют на 3–4 ч. После этого вновь перемешивают до полного растворения творога.

• Известково-казеиновый клей для древесины

Казеин замачивают в воде в течение 30–40 мин и добавляют известь. Срок годности клея всего 40–45 мин.

• Известково-силикатный казеиновый клей для фанеры и древесины дуба

Казеин замачивают в воде в течение 30–40 мин и добавляют остальные компоненты.

• Силикатно-казеиновый клей для стекла

При склеивании предметы прижимают и оставляют до полного затвердевания клея (3–4 ч).

• Клей на основе альбумина

Такие клеи не получили в практике умельцев широкого распространения. В качестве примера приведем состав альбуминового клея для каменных и керамических материалов.

• Клей на основе яичного белка для каменных и керамических материалов

Отдельно смешивают белок с известью, а гипс с водой. Полученные составы тщательно перемешивают.

• Синтетические клеи

Несмотря на ряд достоинств (доступность, невысокая стоимость, простота обращения), природные клеи не универсальны и обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. Поэтому эти клеи все активнее вытесняются многочисленными синтетическими клеями, характеризующимися высокой прочностью склеивания различных материалов и достаточной устойчивостью к факторам внешнего воздействия.

Наиболее известными и распространенными синтетическими клеями, отлично зарекомендовавшими себя на практике, следует считать клеи БФ-2, БФ-4 и БФ-6, эпоксидные клеи различных марок и др.

• Клеи на основе фенола

Клеи на основе фенола — продукты реакции фенола и формальдегида. Изменяя количество фенола и альдегида, получают клеи, обладающие различными свойствами. К этому типу относятся клеи, носящие условную марку БФ и подразделяющиеся на клеи БФ-2, БФ-4 и БФ-6.

Клеи БФ-2 и БФ-4 представляют собой густую прозрачную жидкость светло-коричневого цвета. Они применяются для склеивания алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, стали различных марок, пластмасс термореактивного и термопластического типов, например, бакелита, аминопласта, текстолита, органического стекла, а также таких материалов, как дерево, фанера, керамика, фарфор, стекло, фибра, кожа.

При склеивании поступают следующим образом: края соединяемых предметов в стык смазывают тонким слоем клея с помощью деревянной палочки или кисточки и подсушивают на воздухе до тех пор, пока клей не перестанет прилипать к пальцу. Затем наносят второй, более толстый слой клея, который снова слегка подсушивают. Склеиваемые части плотно соединяют — зажимают струбциной или перевязывают шпагатом — и нагревают для ускорения полимеризации

Для нагревания небольших по размеру склеиваемых изделий или деталей их помещают в кастрюлю или в металлическую банку и заливают водой. Воду доводят до кипения, которое должно продолжаться не менее 3 ч, после чего кастрюлю снимают с огня, охлаждают на воздухе и извлекают изделия. Нагревание склеиваемых изделий или деталей удобнее производить в термостате, где легче создать благоприятные условия для полимеризации клея. На тепловую обработку деталей при 120–150 °C требуется 1 ч.

Полученный клеевой шов после отвердения не боится влаги, стоек к низким (—50 °C) и высоким (+ 100 °C) температурам, выдерживает воздействие кипящей воды, бензина, спирта, масел, керосина.

Клей БФ-6 представляет собой густую прозрачную жидкость светло-коричневого или желтого цвета, применяется для склеивания изделий из тканей.

Подлежащие склеиванию места изделий предварительно очищают от пыли щеткой, смачивают теплой водой и хорошо отжимают. Выпрямив края смоченных мест ткани, наносят на них два слоя клея и сушат на воздухе (после нанесения каждого слоя) до тех пор, пока клей не перестанет прилипать к пальцу. Затем соединяют склеиваемые части материй и осторожно разглаживают горячим утюгом через увлажненную ткань в течение 2–3 с с промежутками в 10–15 с до тех пор, пока склеиваемая поверхность не станет сухой.

Карбамидные клеи холодного отвердения

Карбамидные клеи применяются для склеивания древесины, бумажных, текстильных материалов и пластмасс.

• Клей КМ-3 — жидкий (маловязкий). Компоненты клея до употребления хранятся отдельно. Предел прочности клеевого соединения (на образцах ясеня и дуба) не менее 130 кгс/см². Клей КМ-3 ограниченно водоупорен, бензо- и маслостоек.

При изготовлении клеевой смеси температура составных компонентов должна быть 15–20 °C. В сосуд вливают воду, молочную кислоту и спирт. При непрерывном перемешивании в смесь постепенно высыпают порошок смолы СМК-2. После этого смесь перемешивают 20–40 мин до исчезновения комочков нерастворенной смолы, затем фильтруют через латунное сито № 60 (576 отв/см²). Для поддержания температуры клея на уровне 20 °C его охлаждают водой

При температуре окружающего воздуха до 20 °C клей сохраняет рабочее состояние в течение 2–4 ч, но вязкость его возрастает. Температура склеивания комнатная.

Склеенные части 1,5–2 ч выдерживают в прессе, тисках, под грузом и т. д. При соединении материалов толщиной более 5 мм удельное давление должно составлять 3–5 кгс/см², при склеивании тонких (0,5–4 мм) материалов — 0,5–1 кгс/см². При склеивании без давления выдержки не требуется.

• Клей К-17 — жидкий (маловязкий). Компоненты клея хранят отдельно, в вентилируемом месте при температуре 0—20 °C, в плотно закупоренных сосудах, но не более 6 мес. Прочность клеевого соединения древесины (дуба или ясеня) не менее 130 кгс/см². Клей К-17 ограниченно водоупорен и бензо-маслостоек, стабилен к воздействию температуры.

Температура компонентов клея при его изготовлении должна быть 16–20 °C. Компоненты смешиваются в течение 5—10 мин. В случае отсутствия в смоле древесной муки отвердитель вводят в смолу за сутки до приготовления клея.

При температуре 20 °C отвердение клея наступает через 3–5 ч с момента введения отвердителя.

Температура склеивания комнатная. При склеивании материалов толщиной более 5 мм под давлением последнее должно быть в пределах 3–5 кгс/см², для тонких материалов (толщиной 0,5–4 мм) — 1 кгс/см². Выдержка при склеивании зависит от температуры помещения. При склеивании без давления выдержка 12–15 мин, под давлением — несколько меньше.

• Клей КМ-12 — жидкий (маловязкий). Компоненты клея до употребления хранятся отдельно. В зависимости от температурных условий срок хранения смолы от 1 до 5 мес, температура хранения 15–20 °C. Предел прочности клеевого соединения на образцах клееной древесины (ясеня или дуба) не менее 130 кгс/см. Клей КМ-12 ограниченно водоупорен, бензо- и маслостоек.

При изготовлении клеевой смеси температура компонентов должна быть 20 °C. Компоненты клея смешиваются в течение 15–20 мин.

При температуре окружающего воздуха до 20 °C клей сохраняет рабочее состояние 3–6 ч, при температуре выше 20 °C — от 2 до 4 ч. При склеивании материалов толщиной более 5 мм детали выдерживаются под давлением 3–5 кгс/см, при склеивании тонких материалов (толщиной 0,5 мм) — при 1 кгс/см².

Выдержка при склеивании под давлением зависит от температуры помещения и обычно составляет 1,5–2 ч. При склеивании без давления выдержка не требуется.

Полиметакриловые клеи

Полиметакриловые клеи — растворы полимера метилового эфира метакриловой кислоты (органического стекла) в одном из следующих органических растворителей: метиловом эфире метакриловой кислоты, ледяной уксусной кислоте, дихлорэтане, муравьиной кислоте.

Полиметакриловые клеи применяются для склеивания органического стекла и аналогичных материалов.

Сроки хранения полиметакриловых клеевых растворов определяются их вязкостью. Ориентировочно срок хранения должен быть не более месяца при температуре не выше 25 °C в закрытой стеклянной посуде, защищенной от действия света.

Предел прочности клеевого соединения равен прочности органического стекла (в среднем 120 кгс/см²).

Для приготовления клея в клеянку засыпают требуемое количество опилок или стружек органического стекла и затем, помешивая, наливают растворитель. Перемешивание продолжают в течение 25–30 мин при температуре 15–25 °C, после чего массу оставляют в закрытом сосуде 2–3 сут при той же температуре для набухания и растворения органического стекла. Чтобы ускорить растворение, смесь периодически перемешивают. Клеевой раствор считается годным по истечении 2–3 сут с начала его приготовления. Температура при склеивании и выдержке склеенных материалов должна быть не ниже 18 °C. Склеивать заготовки органического стекла толщиной до 4 мм необходимо под давлением 0,5–1,5 кгс/см², толщиной более 4 мм — под 2–5 кгс/см².

• Глифталевый клей АМК

Глифталевый клей АМК, выпускаемый с маркировкой МХП, представляет собой раствор глифталевых смол в органических растворителях с добавлением сиккатива.

Клей АМК применяется для приклеивания шерстяной, стеклянной и хлопчатобумажной ткани к металлическим поверхностям, для склеивания стекла и приклеивания керамики к металлам.

При склеивании на пластинку обезжиренного металла наносят слой клея (расход 100 г/м²). После просушки его в течение 2 ч при 15–25 °C наносят второй слой клея (расход тот же) и немедленно накладывают ткань. Ткань тщательно приглаживают к поверхности и сразу же поверх ткани наносят третий слой клея (расход 200 г/м²). Склеиваемые материалы высушивают при 70–80 °C в течение 4 ч.

• Клей-71

Клей-71 —универсальный, предназначен для наклейки моющихся обоев, облицовочной плитки, линолеума и других материалов по известково-побеленному, масляному, бетонному, деревянному основанию. Обладает высокими адгезионными свойствами, благодаря которым прочность склеивания не теряется при мытье поверхности, облицованной обоями, плиткой, линолеумом.

Клей безвреден в применении, не токсичен, не горюч, упакован в плотно закрытые металлические банки, что позволяет хранить его длительное время.

• Клей поливинилацетатный (ПВА|

Клей ПВА изготовляется на основе эмульсии поливинилацетата.

Клей применяют для склеивания древесины, бумаги, картона, хлопчатобумажных тканей между собой, а также для склеивания тканей с древесиной и стеклом и металла с древесиной.

В качестве основы клея ПВА применяется водная непластифицированная эмульсия.

Клей наносят тонким слоем на предварительно очищенную поверхность. Продолжительность открытой выдержки (перед соединением деталей) — 3 мин.

Склеиваемые поверхности соединяют под давлением. Температура склеивания 15–30 °C. Продолжительность склеивания 1–3 ч. Прочность клеевых соединений, например тканей при расслаивании, составляет 1,2–1,4 кгс/см².

Клей должен храниться при температуре не ниже —5 °C. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.

Замазки

Замазки, как и клеи, должны обладать способностью к прилипанию, но в отличие от клеев употребляются главным образом для заполнения каких-либо трещин, царапин, выбоин в изделиях.

Замазки готовят перед употреблением. Они должны удовлетворять следующим требованиям.

• Обладать хорошей пластичностью. Если раскатать замазку в форме валика и затем растянуть, то она сначала должна делаться тоньше, а затем разрываться. Плохая замазка разрывается сразу.

• Прочно прилипать к поверхности, на которую она наносится.

• При затвердевании не давать усадки, трещин и пузырей.

• Коэффициент теплового расширения схватившейся замазки должен быть близок к коэффициенту расширения изделия, на которое замазка наносится.

Обычные масляные замазки содержат мел и олифу. Качество замазок зависит от применяемых материалов. Если мел влажный, то замазки быстро теряют свою эластичность. При избытке олифы замазки прилипают к рукам. Уменьшение количества олифы приводит к уменьшению пластичности. Замазки при хранении теряют свою пластичность, но при разминании пластичность к ним возвращается. При хранении следует замазки обертывать мокрой тряпкой во избежание высыхания.

• Меловая замазка

• Меловая безолифная замазка

Отдельно готовят смесь мела с известью и смесь смолы с жидким стеклом. Затем оба состава перемешивают, добавляют песок и керосин и доводят замазку до рабочей густоты.

• Гипсовая безолифная замазка

Замазку готовят так же, как и предыдущую.

• Свинцово-суриковая замазка

Компоненты замазки тщательно перемешивают до получения однородной массы.

Замазки различного назначения

• Железосуриковая замазка

Употребляется для герметизации водопроводных труб.

• Свинцово-цементная замазка

При смешивании компонентов в них добавляют подогретое льняное масло до получения необходимой консистенции.

Замазка применяется для герметизации водопроводных труб.

• Графито-шпато-известковая замазка

В смесь добавляют натуральную олифу.

Замазка используется для герметизации паровых труб.

• Замазка парафиновая

Применяется для уплотнения швов металлических резервуаров.

• Замазка для металла, дерева, стекла, бетона, линолеума

В некоторых случаях в замазку добавляют какой-либо наполнитель: кварцевый песок, тальк, мел, каолин, окись титана и др.

• Маслостойкая замазка

Для шпатлевки металлических изделий.

• Быстротвердеющая замазка

Служит для заделки течей в холодильных агрегатах, резервуарах для масла.

• Замазки для стекла, фарфора, фаянса

Так как замазка быстро твердеет, ее готовят непосредственно перед использованием. В застывшем состоянии обладает значительной твердостью. Боится воды и нагрева.

Предназначается для заделки трещин в изделиях, подвергающихся нагреванию

Смесь замешивают на воде до густой консистенции.

После заделки дефектов изделие нагревают в печи до светло-красного каления, постепенно повышая температуру печи. Охлаждают изделие в печи, постепенно уменьшая ее температуру.

• Смолка для герметизации сосудов

Служит для герметизации сосудов с легколетучими веществами.

Для приготовления смолки расплавляют воск, прибавляют к нему при постоянном помешивании истолченную канифоль и продолжают нагревать смесь до полного расплавления канифоли. После этого кладут тонкотертую прокаленную мумию или охру (как наполнитель) и нагревают смесь до получения однородной жидкой массы. Перед употреблением смолку нагревают.

• Кислото- и щелочестойкие замазки

Замазка почти не разрушается кислотами и щелочами.

Замазка не поддается воздействию воды, кислоты и щелочей, не растворяется в большинстве органических растворителей.

Хорошо промытый свинцовый глет смешивают с глицерином до получения однородной густой массы. Глицерин можно брать технический (с небольшим содержанием воды), но достаточно вязкий. Место заделки смазывают глицерином и затем уже наносят замазку.

Количество глицерина и глета, необходимое для приготовления замазки, зависит от вязкости глицерина. Замазка быстро затвердевает. Эта замазка выдерживает нагревание до 250 °C, она пригодна для склеивания стекла, фарфора и приклеивания металлических предметов.

Замазки для металлов В табл. 1 приведены шесть составов таких замазок.

Тщательно смешивают все сухие вещества и прибавляют льняную олифу в количестве, необходимом для получения массы требуемой густоты. Для придания массе большей эластичности ее обрабатывают (отбивают) молотком.

• Замазки для аквариумов

Для устранения течи в аквариумах применяют несколько замазок.

Первые три компонента смешивают и нагревают в железной банке до небольшого вспенивания, при этом нагреваемую массу следует непрерывно перемешивать, затем смесь остужают примерно до 50 °C и добавляют олифу.

Лак нагревают до 60–70 °C. Отдельно расплавляют канифоль и вливают в лак при тщательном перемешивании, не допуская повышения температуры массы более 70 °C. Затем добавляют цемент и массу снова тщательно перемешивают.

Смолу следует сделать текучей, для этого ее подогревают до 60–80 °C, затем добавляют дибутилфталат, клей тщательно перемешивают и засыпают алюминиевую пудру. Приготовленную смесь немедленно используют.

• Замазки для предметов из металла, подвергающихся нагреву

Существует несколько рецептов этих замазок, однако готовятся все они одинаково: тщательно перемешивают все сухие компоненты и растирают с льняной олифой до получения однородной массы нужной густоты. (Олифа в составе замазок, приведенных ниже, не указывается.)

• Замазки для труб, печей и других металлических предметов, подвергающихся нагреванию

Рецептура пяти составов подобных замазок приведена в табл. 2.

Все сухие вещества тщательно перемешивают и растирают с олифой.

• Высокотермостойкие замазки

Свинцовый глет нагревают несколько минут до 300 °C на железной пластинке и, охладив, смешивают с безводным глицерином до образования мягкой пластичной массы. Замазка выдерживает нагревание до 250 °C, стойкая к кислотам и щелочам.

Жидкое стекло прибавляют до получения густого теста. Время затвердевания — 5—10 ч. Замазка выдерживает нагревание до 700–800 °C.

• Замазка для гончарных изделий

Все сухие компоненты должны быть тонко размолоты и смешаны. К полученной смеси добавляют олифу до нужной густоты замазки.

• Замазки для закрепления цоколя в электролампах

Необходимое количество контакта Петрова (жидкость на основе керосина, обладающая клеящими и пластифицирующими свойствами; широко применяется в промышленности) тщательно и быстро смешивают со смолой и к этой массе добавляют предварительно перемешанную композицию наполнителей. Всю массу снова перемешивают. Замазывание цоколя должно быть начато немедленно по изготовлении массы, так как замазка быстро твердеет.

Рекомендуем приготовить количество замазки примерно на 30 мин работы.

• Универсальные замазки

Универсальные замазки применяют для скрепления самых разнообразных материалов.

Мелко размолотые белила, зола и сурик тщательно перемешивают и растворяют в олифе, к которой прибавляют скипидар.

Эту замазку применяют для соединения дерева с кожей, текстилем, стекла с металлом и т. д., а также для соединения металла с керамикой, гранитом и для склеивания фарфоровых изделий.

Сначала смешивают картофельный крахмал с окисью цинка, затем готовят смесь из хлористого цинка, соляной кислоты и винного камня и объединяют с первой смесью.

Все компоненты сплавляют и отливают в виде палочек. Перед употреблением замазку необходимо подогреть. Такой замазкой соединяют стекло и дерево, стекло и металл.

Примерно ²/₃ всей резины в виде мелких кусочков помещают в сосуд и нагревают на водяной бане до 30 °C. В сосуд наливают сероуглерод. Когда вся резина растворится, прибавляют остальную резину и канифоль, сплавленные вместе, затем добавляют скипидар и размешивают до получения однородной смеси.

Замазку применяют для соединения резины с резиной, резины с кожей и кожи с кожей.

• Замазки для соединения металла со стеклом

Смесь разогревают на огне, соблюдая осторожность, так как она легко вспыхивает. Замазку употребляют в горячем виде.

К растворенному в бензоле каучуку добавляют горячее льняное масло, а затем охру и сурик.

Желатин растворяют в горячей воде (не допуская кипения) и прибавляют двухромовокислый калий. Воды берется столько, чтобы смесь имела консистенцию густого клея. Применяют эту замазку при нормальной температуре (примерно 20 °C). На солнечном свете замазка быстро твердеет и становится непроницаемой ни для теплой, ни для холодной воды. Нерастворима в спирте, сероуглероде и бензине.

При употреблении замазок, указанных в 1, 3 и 5-м рецептах, металл смазывают маслом или лаком; при использовании замазок, приготовленных по 2-му и 4-му рецептам, металл должен быть промыт горячей мыльной водой и досуха вытерт. Стекло следует обработать шлифовальным камнем для получения шероховатой поверхности.

• Менделеевская замазка

Менделеевская замазка — наиболее распространенная замазка. При помощи ее можно соединять стекло со стеклом, стекло с металлом и т. д. Составы замазки приведены в табл. 3.

По возможности чистый воск расплавляют на слабом огне в металлической чашке, снимая образующуюся пену. Если есть осадок, то воск переливают в другую чашку. К расплавленному воску постепенно при перемешивании добавляют в небольших количествах канифоль (порошок), смесь нагревают до тех пор, пока при 150–200 °C не исчезнет запах скипидара. Тогда к смеси добавляют мумию (ее можно заменять тонким порошком пемзы). Нагревание продолжают до получения однородной массы.

Если требуется более мягкая замазка, добавляют льняную олифу. Расплавленную замазку выливают в формы. Перед употреблением замазку расплавляют.

• Замазки для сосудов с кислотами

Треснувшие сосуды из стекла или фарфора, в которых хранятся кислоты, можно склеить. Приготовление замазки: смешивают равные количества тонкомолотого песка, коротковолокнистого асбеста, магнезии и концентрированного жидкого стекла до образования густой тестообразной массы, которую и применяют для замазывания трещин.

Замазки для дерева

• Карбинольно-древесная замазка

Для получения замазки в связующие (карбинольный клей) вводят при непрерывном перемешивании в три — пять приемов наполнитель (муку) и пигменты. Перемешивание продолжают 10–20 мин до образования однородной массы и заканчивают, когда замазка приобретает требуемую пластичность. Замазку затем кладут на опудренный древесной мукой алюминиевый лоток.

• Полиметакриловая замазка

Готовый полиметакриловый клей растворяют при перемешивании в расплавленном парафине, после чего добавляют наполнитель (муку) или сухую смесь наполнителя и добавок, наносят на теплую древесину.

• Битумно-цементная замазка

Дробят битум на куски размером 3–5 см, загружают в металлический сосуд и расплавляют. Замешивают битум с наполнителем (цементом). После этого замазку формуют. Замазка наносится в горячем состоянии.

• Канифольная замазка

Смесь должна быть тонкоизмельченной, по возможности однородной по составу и цвету, просеянной. Смесь сплавляют, формуют. Замазку наносят в горячем состоянии.

Цементы

Цемент — это собирательное название искусственных порошкообразных материалов, обладающих способностью при смешивании с какими-либо жидкостями образовывать пластичную массу, превращающуюся со временем в прочное камневидное тело.

• Цемент для керамики

Известь и яичный белок растирают в фарфоровой ступке до получения однородной массы, которую затем разбавляют водой и растирают с гипсом.

• Цемент для закрепления железа в камне

Смешивают мелко размолотый песок, тонкомолотый мел, камин с гашеной известью и жидким стеклом, превращая смесь в однородную тестообразную массу.

• Цемент для соединения металла со стеклом

Поверхность металла и стекла разогревают и затем заливают расплавленными алюмокалиевыми квасцами, после чего соединяемые детали сжимают в тисках или с помощью струбцины.

• Цемент для соединения стекла с латунью

Растапливают сосновую смолу с льняным маслом и замешивают смесь с охрой и гипсом.

Сплавляют канифоль и пчелиный воск, а затем растирают смесь в кашицу с отмученным сухим мелом.

• Цемент для труб парового отопления

Смесь месят в нагретой ступке до тех пор, пока не получится пластичная масса.

• Цемент для соединения изделий из кости

На водяной бане нагревают рыбий клей с 200 мл дистиллированной воды, процеживают раствор, добавляют в него желатин, выпаривают на водяной бане примерно половину объема, прибавляют при непрерывном помешивании цинковые белила (предварительно замоченные в воде) и добавляют пинен (очищенный скипидар), смешанный со спиртом ректификатом.

• Цемент для камня

Для получения цемента смешивают серу, битум и пчелиный воск. Смесь расплавляют и добавляют к ней кирпичный порошок. Предварительно камень должен быть хорошо высушен и смазан олифой.

Мастики

Мастиками называют материалы в виде смеси пластичных вяжущих веществ с тонкомолотыми наполнителями и другими добавками. Обычно мастики используют для приклейки рулонных кровельных материалов, паркета, линолеума, для уплотнения стыков сборных конструкций и т. д.

• Горячая битумная мастика

Битум нагревают в посуде до 180 °C. В расплавленный битум при непрерывном перемешивании вводят наполнители— асбест или трепел (горная порода). Перед употреблением мастику разогревают. Расход мастики на 1 м пола — 1,8–2 кг.

• Холодная битумная мастика типа «СУБИТ»

Обезвоженный битум нагревают до 140 °C и тщательно перемешивают, затем при непрерывном перемешивании в битум в течение 10–15 мин вводят канифоль и сосновую смолу. После остывания смеси добавляют при непрерывном перемешивании растворители (толуол при температуре не выше 100 °C, бензин при температуре не выше 80 °C). Наполнители — каолин, асбест — вводят последними. Расход мастики на 1 м² пола— 1–1,5 кг.

• Холодная битумно-резиновая мастика

Старую измельченную резину девулканизируют в течение 40–60 мин в избытке мягчителей (битума, смол) при 180 °C. Полученную массу тщательно смешивают с битумом (в производственных условиях на вальцах), затем растворяют в бензине. Расход мастики на 1 м² пола— 1,5–2 кг.

• Казеино-эмульсионная мастика

Казеиновый клей смачивают небольшим количеством теплой воды (30–35 °C), затем при непрерывном перемешивании в клеевую массу добавляют оставшуюся воду и оставляют на 25–30 мин. В разжиженный раствор казеинового клея вводят олифу, добавляя ее небольшими порциями при быстром перемешивании до получения однородной эмульсии. Затем в казеиновую эмульсию при перемешивании вводят известняковый порошок (он приготовляется из известняка, который толкут и просеивают через тонкое сито) до получения мастики рабочей густоты. Расход мастики на 1 м² пола — 1,5–2 кг.

• Казеино-известковая мастика

Казеиновый клей замачивают теплой водой (30–35 °C) и оставляют на 25–30 мин для набухания. Затем при перемешивании постепенно добавляют известь-пушонку, после чего кладут инертный наполнитель — известняковый порошок, доводя клей до рабочей консистенции. Расход мастики на 1 м² пола — 1,5–2 кг.

• Канифольная мастика

Измельченную канифоль заливают спиртом, смесь при перемешивании подогревают на водяной бане (для ускорения растворения канифоли) После полного растворения канифоли постепенно при непрерывном и тщательном перемешивании добавляют олифу до получения абсолютно однородной смеси.

Последним вводят наполнитель — тонкомолотый известняк. Расход мастики на 1 м² пола — 1,5–2 кг.

• Смоляная фенолоформальдегидная мастика

Смолу смешивают с керосиновым контактом Петрова и через 10–15 мин в приготовленный клей добавляют мел. Мастику тщательно перемешивают и дают ей постоять 10–15 мин. Подогревание мастики и ее компонентов не допускается Расход мастики на 1 м² пола — до 2 кг.

Красящие составы

• Карандаши для стекла

Карандаши разных цветов изготавливают по одной технологии.

Предварительно расплавляют воск, спермацет и сало. В расплавленную смесь постепенно добавляют пигмент. Готовую массу разливают в бумажные цилиндрические формочки.

• Черные карандаши

• Белые карандаши

• Голубые карандаши

• Краска для надписей на бутылях

Кремниевую кислоту можно получить взаимодействием растворимого стекла с соляной кислотой. При этом кремниевая кислота выпадает в осадок. Ее хорошо промывают, просушивают и измельчают.

Для получения цветных красок добавляют пигменты: охру, ультрамарин и т. п. Такая краска хорошо держится на стекле и не смывается водой, органическими растворителями и др.

Мелки должны обладать определенной твердостью, то есть не должны быть слишком твердыми или слишком мягкими.

Цветные мелки приготовляют из белого тонкоразмолотого мела, пигмента и связующего вещества. Смесь мела и пигмента замешивают с клеевой водой. Клеевую воду готовят из столярного клея или декстрина.

Для придания мелку мягкости в клеевую воду добавляют раствор мыла. Готовые высушенные мелки погружают в льняное масло, что улучшает их цвет и делает их более мягкими.

В качестве связующего для цветных мелков можно также применять пивные дрожжи, клейстер из овсяной муки или молока.

Мелки приготовляют следующим образом. В смесь белого тонкоразмолотого мела и цветного пигмента добавляют клеевую воду и затем, перемешав полученное тесто, кладут его на стол, покрытый 5–6 листами газетной бумаги. Вследствие поглощения бумагой значительной части влаги масса приобретает густую консистенцию. Когда масса подсохнет и ее можно брать в руки, не опасаясь прилипания, делают шарик, а затем его раскатывают ладонью в цилиндрик.

После этого цилиндрик раскатывают при помощи гладкой дощечки, чтобы он получил ровную и гладкую поверхность. Отформованные таким образом мелки сушат при температуре не выше 30–40 °C.

О пигменте. Для красных мелков используют красную охру и кармин. Желтые мелки получают из желтой охры, зеленые — на основе окиси хрома. Черные мелки готовят из древесного угля или газовой сажи с прибавлением небольшого количества берлинской лазури.

Припои и способы паяния различных материалов

Свинцово-оловянные припои (ПОС)

Применение свинцово-оловянных припоев только тогда может дать хорошие результаты, когда работающий правильно представляет процесс паяния и знает основные правила работы.

В зависимости от назначения спаиваемых деталей или изделий швы пайки подразделяются на:

— прочные швы (должны выдерживать механические нагрузки);

— плотные швы (не должны пропускать жидкостей или газов, находящихся под слабым давлением);

— прочные и плотные швы (должны выдерживать давление жидкостей и газов, находящихся под большим давлением).

Припой в процессе паяния в результате смачивания образует с поверхностью спаиваемой детали зону промежуточного сплава, причем качество паяния в таком случае при наличии чистых металлических поверхностей будет зависеть от скорости растворения данного металла в припое: чем скорость растворения

больше, тем качество пайки лучше Иначе говоря, качество паяния зависит от скорости диффузии.

Увеличению степени диффузии способствуют:

— наличие чистых металлических поверхностей спаиваемых деталей. При окисленной поверхности степень диффузии припоя значительно уменьшается или полностью отсутствует;

— предотвращение окисления расплавленного припоя в процессе пайки, для чего применяются соответствующие паяльные флюсы;

— паяние при температуре, близкой к температуре плавления спаиваемой детали;

— медленное охлаждение после паяния (в горячем песке, горячих углях).

Замечено, что при спаивании деталей, покрытых гальваническим путем другими металлами, шов не получается такой прочности, как при спаивании чистых металлов или сплавов. Это наблюдается при всех гальванических покрытиях (никелем, хромом, оловом, кадмием). Наоборот, пайка по горячему лужению оловом или оловянно-свинцовыми сплавами дает всегда более прочное соединение, чем по чистому металлу. Этот пример подтверждает влияние степени диффузии на прочность шва при паянии.

Лужение — процесс покрытия металлических поверхностей оловом или специальным сплавом на оловянной основе (полудой).

Припой — металл или сплав, который служит для соединения в расплавленном состоянии, в промежутке (шве) между деталями, поэтому припой должен иметь более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы.

По своему составу припои разделяются на несколько групп, из которых наиболее важная — оловянно-свинцовые припои.

Часто в связи с отсутствием сведений о припоях у работающего всегда имеется тенденция применять припои с высоким содержанием олова, хотя совсем не всегда в этом имеется необходимость. Правильность выбора припоя может быть гарантирована только тогда, когда известны его свойства.

В табл. 4 указаны составы наиболее известных оловянно-свинцовых припоев.

ПОС-90 — для паяния внутренних швов пищевой посуды (электрочайники, кастрюли и т. п.); ПОС-40 — паяние латуни, железа и медных проводов; ПОС-30 — паяние латуни, меди, железа, цинковых и оцинкованных листов, белой жести, приборов, радиоаппаратуры, гибких шлангов и бандажной проволоки электромоторов; ПОС-18 — паяние свинца, железа, латуни, меди, оцинкованного железа, лужение дерева перед пайкой, заменитель припоя ПОС-40; ПОСС 4–6 — паяние белой жести, железа, меди, свинца при наличии клепаных замочных швов, заменитель припоя ПОС-30.

В табл. 5 указаны свойства оловянно-свинцовых припоев по сравнению с чистыми металлами — свинцом и оловом. Наиболее важное свойство припоев — сопротивление срезу, так как большинство паяных соединений работает на срез.

Оловянно-свинцовые припои марок ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты.

Припои должны обладать как высоким сопротивлением разрыву, так и максимальной вязкостью. По данным таблицы можно установить взаимозаменяемость высокооловянных и малооловянных припоев. Например, припой ПОС-18 в отношении вязкости несколько лучше припоя ПОС-40, причем незначительно отличается от последнего по прочности. Припой ПОС 50 вполне может быть заменен припоем ПОС-40 и ПОС-30. Знания твердости важны в том отношении, что более твердые припои лучше сопротивляются истиранию, чем мягкие.

Поэтому все преимущества в этом отношении будут за припоем ПОСС 4–6. Остальные припои (ПОС-18, ПОС-30 и ПОС-40) имеют несколько меньшую твердость. Ударная вязкость (сопротивление удару) имеет наибольшее значение для чистого олова, но припой ПОС-40 и ПОС-30 немногим отличается в этом отношении от олова. Поэтому припой ПОС-40 может быть применен в особых случаях, где места спайки подвергаются сильной вибрации. Для обычных условий работы, при небольших вибрациях, применяют припой ПОС-18.

Температура плавления припоя имеет тоже большое значение: от нее зависит выбор метода паяния. Наиболее низкой температурой плавления обладает припой ПОС-62, содержащий 62 % олова. Этот припой применяют в случаях, когда при паянии нельзя перегревать детали, например при соединении очень тонких проводов. Возможность применения в таких случаях тройных легкоплавких сплавов, в которых низкая точка плавления достигается добавкой третьего компонента (например, висмута), исключается, в связи с тем что тройные сплавы не обладают такой высокой вязкостью, как двойные сплавы. Припой ПОС-62 теперь применяют мало, так как перегрева при паянии легко избежать, применив припой ПОС-40 очень тонкого сечения, например в виде проволоки диаметром I—2 мм. Под действием паяльника расплавление тонкой проволоки происходит быстро, вследствие чего уменьшается до минимума время воздействия высокой температуры.

Практика показала, что припой марки ПОСС 4–6 в отношении прочности спайки равноценен припою марки ПОС-30 для всех материалов, кроме оцинкованного железа и меди. При этом припой марки ПОС-40 в большинстве случаев обладает наибольшей прочностью и в этом отношении превосходит высокооловянный припой марки ПОС 62 и чистое олово. Поэтому для получения наибольшей прочности шва ни в коем случае не следует применять чистое олово.

Припой марки ПОС-18 при паянии встык дает более высокую прочность спайки, чем припой марки ПОС 40. Поэтому припой ПОС 18 применяют, когда температура плавления припоя не имеет решающего значения.

Для получения наилучших результатов технологический процесс паяния должен состоять из следующих операций:

— механической (шабером, напильником, наждачной бумагой) или химической очистки;

— покрытия флюсом;

— нагревания (паяльником, паяльной лампой, на горне);

— предварительного облуживания припоем (паяльником, или натиранием, или погружением в припой);

— скрепления мест для спаивания, покрытия их флюсом и нагревания;

— введения припоя, его расплавления и удаления излишков припоя, а также остатков флюса.

Очистку спаиваемых поверхностей от окислов производят напильником или шабером так, чтобы промежуток между двумя поверхностями был везде одинаков и не превышал 0,1–0,3 мм. Такой небольшой промежуток необходим для образования капиллярных сил, которые способствуют засасыванию припоя на значительную глубину от кромки. Если спаиваемые поверхности имеют следы жира или масла, то их обрабатывают горячим раствором щелочи. Обычно берут 10 %-ный раствор соды.

Если механически очистить детали но какой-либо причине нельзя, то применяют травление деталей в кислотах. Обычно берут 10 %-ный раствор серной кислоты для меди и ее сплавов, а для деталей из черных металлов — 10 %-ный раствор соляной кислоты, причем раствор должен быть подогрет до 50–70 ^СС.

После очистки и подготовки деталей места спайки должны быть облужены. Предварительное лужение имеет весьма важное значение, так как в этом случае достигаются повышенные прочность и плотность спая. В случае невозможности предварительного лужения паяние ведут и по чистой поверхности, но результаты, конечно, будут более низкими.

Для предварительного лужения применяется тог же припой, какой применяется и для последующего паяния. Если, например, паяние производится припоем марки ПОC-30, то и предварительное лужение должно быть осуществлено тем же припоем.

Перед паянием детали скрепляют, чтобы места соединений не расходились при небольших механических воздействиях, например при наложении паяльника. Самый простой способ скрепления — обвязка мягкой проволокой, лучше железной, но, конечно, не исключены и другие способы, например сжатие струбцинами, загиб шва с образованием «замка».

Метод паяния в значительной мере зависит от типа применяемого припоя. Наиболее характерные случаи паяния:

— паяльником с применением мягких припоев;

— ручной паяльной лампой с применением обычно твердых припоев;

— электрическое паяние (место спая служит сопротивлением, через сопротивление пропускается ток низкого напряжения).

При паянии паяльником обычно применяют припои, температура плавления которых не выше точки плавления свинца (327 °C). Такое паяние производят тогда, когда детали не подвергаются большим нагрузкам или требуют в дальнейшем распаивания. Если детали подвергаются в процессе работы нагреванию до высоких температур, паяние паяльником с применением мягких припоев исключается.

Подготовку паяльника для работы производят одновременно с подготовкой деталей. Паяльник слегка проковывают (частично для удаления нагара и окислов), зажимают в тиски и опиливают так, чтобы рабочая часть его была полукруглой. Если опиливать паяльник без предварительной проковки, то он скоро изнашивается. Конец паяльника делают полукруглым потому, что в этом случае он не так быстро охлаждается, как острый, лучше прогревает места спайки и равномернее разъедается жидким припоем.

После механической подготовки паяльник облуживают, для чего нагревают его не выше 400 °C; конец паяльника опускают в водный раствор хлористого цинка, после чего горячим паяльником трут о кусок припоя до тех пор, пока вся рабочая часть не покроется слоем полуды.

При работе паяльник должен иметь температуру, удовлетворяющую следующему требованию, если паяльник приложить рабочим местом к прутку припоя, часть припоя, прилегающая к паяльнику, должна расплавиться через 0,5–1 с. Во время работы температура паяльника должна быть такова, чтобы полуда или капли припоя, приставшие к паяльнику, были в жидком состоянии.

Более удобный способ облуживания паяльника заключается в следующем: в куске нашатыря (хлористого аммония) делают небольшие углубления и туда кладут кусочки припоя. Проводя горячим паяльником вперед и назад по твердому нашатырю, одновременно касаются и припоя. Таким образом паяльник облуживается быстрее.

Если нагретым паяльником коснуться шва и одновременно к шву подложить кусок припоя в виде прутка, ленты или проволоки, то припой расплавится и проникнет в шов. Из лишек припоя разглаживают по шву паяльником. Припой также наносят на шов паяльником, так как к паяльнику всегда прилипают капли припоя, и если концом паяльника проводить по шву, жидкий припой всасывается в шов. Чтобы новые капли припоя перешли на паяльник, его снова отнимают от шва и прикладывают к куску припоя.

Технологический процесс лужения состоит из следующих операций:

— очистки поверхности от посторонних веществ металлической щеткой, песком, известью или наждачной бумагой;

— обезжиривания бензином или горячим водным раствором соды или едкого натра;

— промывки в воде;

— химической чистки от окислов травления в кислотах;

— покрытия флюсами (хлористым цинком) кистью или погружением в водный раствор флюса;

— подогревания до температуры плавления полуды и лужения.

Лудят небольшие предметы паяльником, в случае надобности рабочей части паяльника придают формы облуживаемого предмета (например, полукруга при лужении трубок и проволоки).

Лужение больших предметов — баков и других емкостей — производят методом натирания. Для этого изделие смачивают раствором хлористого цинка и нагревают (на горне, углях и т. п.) до температуры плавления олова, после чего посыпают порошкообразной смесью олова с хлористым аммонием (нашатырем). Олово при этом плавится и, растертое паклей, образует на поверхности ровный слой полуды. После лужения остатки флюса отмывают горячей водой.

При лужении пищевой посуды старую полуду проверяют на содержание свинца, для чего часть луженой поверхности смачивают 10–15 %-ным раствором уксусной кислоты. Через 2–3 мин на это же место наносят 5–6 капель 8—10 %-ного раствора йодистого калия, добавляют воды и растирают оба раствора по поверхности. При наличии свинца в полуде на смоченной поверхности появляется характерное желтое окрашивание раствора. В случае обнаружения свинца поверхность изделия протравливают смесью азотной и соляной кислот или же очищают пескоструйным аппаратом до полного удаления полуды.

Некоторые металлы или сплавы требуют специальных способов паяния.

Свинец. При нагревании свинец настолько быстро окисляется, что паяние его приходится вести в восстановительной атмосфере, которая предохраняет спаиваемые места от окисления и дает возможность припою легко соединяться с основным металлом. Восстановительная атмосфера образуется в результате применения для нагревания горелки, в которую поступает водород и кислород воздуха, причем водород всегда должен быть в избытке. В качестве припоя применяют свинец.

Применение свинцово-оловянных припоев нежелательно, так как шов тогда начинает корродировать в кислотах.

Цинк. Для паяния цинка применяют обычные свинцово-оловянные припои. Рекомендуем применять припой ПОС-30 в смеси с хлористым флюсом.

Если цинк чистый, то при паянии его обычно применяют насыщенный раствор хлористого цинка или разбавленную соляную кислоту. Если паяется загрязненный цинк или цинковый сплав, то при использовании в качестве флюса соляной кислоты в месте травления образуется черное отложение (поэтому рекомендуют применять соляную кислоту с хлористым аммонием)

Заметим, что двойные флюсы в большей степени предохраняют металл от коррозии, чем обыкновенный флюс. При паянии свинцово-оловянными припоями лучше применять флюс, содержащий хлористый аммоний и насыщенный раствор хлористого цинка, взятые в соотношении 1:5 (по массе). Для оловянно-кадмиевых припоев в качестве флюса рекомендуют брать едкий натр. При паянии цинковых сплавов, содержащих свыше 2 % алюминия (детали, изготовленные способом литья под давлением), применяют те же методы, что и при паянии алюминия или сплавов. В этом случае применяют припои оловянно-цинковые, а в качестве флюсов берут соляную кислоту, вазелин или стеарин. Иногда применяют флюс, состоящий из 85 % стеариновой кислоты и 15 % хлористого натрия.

Чугун. Чтобы запаять трещину или иной дефект в чугунной детали мягким припоем, производят тщательную механическую очистку места паяния и хорошо смачивают его соляной кислотой. Затем это место обрабатывают водным раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря (хлористого аммония) и подогревают паяльником или паяльной лампой. Нагревать место пайки надо до тех пор, пока не станет плавиться поднесенный к нему припой. Тогда натирают припоем место спайки и сейчас же протирают его порошком нашатыря, нанесенного на густую металлическую щетку или паклю. Эта операция — предварительное лужение перед паянием. Пока деталь еще горячая, запаивают трещины или иные дефекты паяльником, перемещая его от одного конца трещины к другому. Если припой не проходит в трещину, надо острым зубильцем снять с обоих краев ее небольшую фаску, вылудить это место и снова произвести паяние. Излишек припоя снимается шабером или напильником.

Припаивание металлов к стеклу, кварцу, фарфору. При припаивании металла к стеклу и другим подобным материалам необходимо на место паяния осадить гальваническим способом слой металла и далее производить паяние обычным способом.

Припаивание стеклянных изделий к металлу (например, при соединениях стеклянных трубок с металлическими фланцами и т. п.) производят так: предварительно поверхность стекла шлифуют наждачной бумагой, затем тряпкой в шероховатую поверхность втирается графит и на это место осаждают медь в гальванической ванне. Далее производится паяние и вторичное осаждение меди (или никеля).

Кварц. Кварцевую деталь тщательно очищают и обезжиривают последовательной промывкой в азотной кислоте, щелочи и воде. На очищенную деталь наносят слой серебра с помощью двух растворов (содержание компонентов дано в граммах).

Раствор 1 (серебрильный) ∙ Раствор 2 (восстановительный)

Растворы 1 и 2 сливают вместе и наносят на поверхность детали с таким расчетом, чтобы вся подлежащая серебрению площадь была покрыта раствором. Непосредственно перед серебрением деталь следует обработать в течение 1–2 мин 1 %-ным раствором хлористого олова и промыть дистиллированной водой. Процесс серебрения длится 20–30 мин до получения осадка золотистого оттенка. Посеребренную деталь ополаскивают и просушивают при 50–70 °C. После просушки на полученный слой серебра электролитически наращивают слой меди требуемой толщины из кислой медной ванны. Точно так же производят серебрение и меднение на фарфоре.

Алюминий. Для паяния алюминия на паяльник надевают рифленый наконечник (рабочая часть его пропилена трехгранным напильником). Насадку изготовляют из стали марки У-7 и закаливают, с тем чтобы зубцы не срабатывались. Насадку вытачивают на токарном станке, и ее конец спиливают. Трубку насадки пропиливают ножовкой на четыре части, это создает пружинистость насадки, и она плотно вставляется в рабочую часть обычного паяльника. Диаметр отверстия в насадке высверливают в соответствии с диаметром рабочего конца паяльника.

Места спая тщательно очищают до блеска, на зубчики насадки берут расплавленную канифоль и наносят на спаиваемое место. Когда в процессе облуживания канифоль начнет покрывать алюминий, паяльник короткими движениями передвигают взад и вперед, и зубцы будут скоблить металл. Таким методом очищают всю поверхность места спая, после чего облуживают очищенные места. Затем приступают к паянию. Для этого берут на паяльник каплю олова, предварительно посыпанную канифолью, и подносят к облуженному месту. Если облуженное место шероховатое, то паяльником снимают эту шероховатость, которая представляет собой пористое олово, смешанное с частичками окиси алюминия, образующейся из-за недостатка флюса. Предварительно на место спая насыпают канифоль, берут на паяльник каплю олова и наносят на спаиваемый шов. Как только олово смочит место спая, паяльник снимают с металла. Затем паяние производят вторично, для этого место спая снова посыпают канифолью.

При паянии алюминия, особенно в процессе его лужения, паяльник следует хорошо разогреть и длительное время держать на одном месте и после прогрева металла медленно водить по спаиваемому шву.

Для паяния алюминиевых сплавов рекомендуются припои ПОС-50 и ПОС-90. Флюсом служит минеральное масло (особенно рекомендуется оружейное). Предварительно на спаиваемые швы наносят флюс и затем зачищают места пайки. Паяние ведут мощным, хорошо прогретым паяльником. Перед началом паяния металл следует хорошо прогреть. Для паяния алюминиевых сплавов выпускается и специальный припой П250А, он состоит из 80 % олова и 20 % цинка. Флюсом служит смесь йодида лития (2–3 г) и олеиновой кислоты (20 г). Перед работой паяльник необходимо облудить указанным припоем, пользуясь канифолью. Спаиваемые поверхности очищают от остатков флюса марлевым тампоном, смоченным в ацетоне.

Паяние изделий с тонкими швами. Для паяния таких изделий (например, цепочек, колец или иных ювелирных изделий) применяют специальный припой, состоящий из смеси равных частей — борной кислоты, цинка (тонкого цинка), меди, фосфора, которые замешивают на касторовом масле. В этот припой изделия окунают, и припой проникает в стык изделия. Затем изделия присыпают тальком для удаления лишнего припоя, оставшегося на поверхности изделия, после чего изделие интенсивно нагревают на газовой горелке с температурой 1000 °C. При быстром нагревании припой дает микровспышку, при этом температура повышается до 1200 °C.

Паяние твердыми припоями. Для паяния изделий из меди и латуни, при паянии наиболее ответственных швов, применяют твердые припои, состоящие из сплава меди и цинка. К таким припоям относится латунь марки Л-63, которая содержит меди от 62 до 65 %, остальное цинк, а также припои с содержанием меди — 51 %, цинка — 44 и олова — 5 %. Добавка олова придает припою пластичность и улучшает растекаемость по металлу. Температура плавления припоя Л-63—950 °C, припоя с оловом — 860 °C. Для паяния тонких изделий применяют припои в виде опилок, на одну часть припоя берут одну часть флюса — прокаленную буру. Паяние производят в струе пламени от паяльной лампы.

Флюсы. При паянии флюсы играют роль химических растворителей и поглотителей окислов. В процессе паяния они предохраняют металл от окисления и создают условия для смачивания металла припоем. При работе со свинцово-оловянными припоями в качестве флюсов применяют соляную кислоту, хлористый цинк, борную кислоту, буру, хлористый аммоний и др. К флюсам, не производящим химического действия, относятся: канифоль, воск, вазелин, оливковое масло и др. Эти флюсы образуют покрытие на поверхности металла, защищающее его от окисления.

Раствором соляной кислоты пользуются при паянии свинцово-оловянными и другими мягкими припоями.

Хлористый цинк — хорошее флюсующее средство для паяния латуни, меди, железа и других металлов и сплавов.

Для приготовления хлористого цинка, нарезав мелкими кусочками цинк, «растворяют» в соляной кислоте, и затем приготовленный хлористый цинк разбавляют равным объемом воды.

Нашатырь (хлористый аммоний) хорошо растворяет жировые вещества.

Буру применяют как в растворенном, так и в твердом виде. Вместо буры можно также брать порошок стекла. Жидкое стекло тоже применяют в качестве флюса.

Флюс для паяния алюминия состоит из тунгового масла, канифоли и кальцинированного хлористого цинка, взятых в соотношении 3:2:1 (по массе). Для удаления окислов на алюминии при паянии применяют мелкие стальные опилки, которые в процессе паяния сдирают образующийся окисел.

* * *