Текст книги "Жестяницкие работы. Проолифка стали. Травление и лужение металла. Холодная клепка"

Жестяницкие работы
Проолифка стали. Травление и лужение металла. Холодная клепка

Проолифка листовой стали

Проофливкой называется операция покрытия слоем олифы поверхности листов неоцинкованной (черной) стали, применяемой для изготовления жестяницких изделий.

Эта промежуточная операция применяется при изготовлении жестяницких изделий с фальцами, кромки которых перед закалкой должны быть обработаны с целью предотвращения коррозии.

Для проофлировки применяют связывающие вещества – олифы, которые разделяются на натуральные, полунатуральные и искусственные.

Натуральную олифу варят из растительных масел (льняное, конопляное и др.) при температуре 220-230`С.

Для ускорения высыхания в олифу добавляют химическое вещество – сиккатив (свинцово-марганцовистую соль нафтеновой кислоты).

Полное высыхание натуральной олифы наступает через 24 ч при температуре около 20`C.

После высыхания натуральная олифа образует на поверхности эластичную пленку. Цвет льняной олифы от светло-желтого до вишневого, а конопляной – от вишневого до темно-коричневого.

Натуральную олифу используют для проолифки ответственных вентиляционных устройств и изделий, эксплуатированных главным образом на открытом воздухе.

Полунатуральная олифа содержит не менее 55% растительного сгущенного масла, разбавленного менее ценными, чем растительное масло, растворителями.

К полунатуральным олифам относятся: оксоль, оксоль соевая и оксиполимеризованная.

Чаще применяется олифа оксоль.

Продолжительность высыхания полунатуральных олиф почти такая же, как и натуральных олиф. Примяняют полунатуральные олифы для разведения густотертых масляных красок, используемых для окраски неоветственных жестяницких изделий.

Искусственная олифа изготовляется из смол или минеральных масел путем их термической и химической обработки.

К искусственным олифам относятся: сунтол, карбониль и др. Эти олифы применяют наравне с полунатуральными олифами.

Поверхности жестяницких изделий, изготовляемых из листовой неоцинкованной стали, покрывают олифой двумя способами: ручным и машинным.

Проолифка листовой стали

Поверхности листов кровельной стали покрывают натуральной олифой в целях ее предохранения от ржавления, особенно в тех местах, которые не могут быть впоследствии окрашены масляной краской, например внутреннюю поверхность кромок фальцевых швов.

Ручную проолифку листов кровельной стали выполняют пучком пакли или ветоши. Олифа прозрачна, поэтому в нее добавляют тертый сурик (из расчета 50 г на 1 кг олифы), который окрашивает олифу в коричневый цвет, благодаря чему улучшается наблюдение за качеством проолифки и олифа быстрее высыхает на поверхности листа.

Проолифку вручную осуществляют на деревянном верстаке, обитом сверху тонколистовой сталью.

Поверхность листа смачивают олифой сначала в нескольких местах. Затем берут пучок пакли, смачивают его в олифе и, нажимая на него, покрывают олифой всю поверхность листа.

Покрывают листы равномерным тонким слоем без пропусков и подтеков. Чтобы быстрее высыхала олифа, листы ставят на ребро в деревянные стойки с прокладкой между листами реек.

Проолифленные листы при благоприятных условиях и хорошем качестве олифы высыхают за сутки.

Исходя из этого времени, во избежание простоя в работе, заранее выполняют проолифку нужного количества листов кровельной стали.

Пашинную проолифку стали более производительно выполняют на вальцовочном станке конструкции И.П. Прохорова.

Этот станок (см. рис.) состоит из металлической рамы – 1, корыта – 2 емкостью 50 л для хранения олифы, четырех стальных валков – 6 для прокатки стали, стола – 4, на котором складывают проолифленные листы.

Валки приводят в движение от электродвигателя – 5, мощностью 1.3 квт посредством ременной передачи на шкив – 3.

Первая пара валков служит для предварительного выпрямления обрабатываемого листа. Два других валка имеют резиновые обкладки, что способствует (благодаря более плотному обжатию проолифленного листа) равномерному (тонкой пленкой) распределению олифы на его поверхности, со снятием излишков олифы.

Внутри корыта имеются пластины, которые служат направляющими для листов при их перемещении к валкам.

Эти пластины расположены в два ряда один за другим на расстоянии 20 мм, образуя таким образом щель, через которую перемещаются листы при проолифке.

Наполняется корыто олифой через люк, закрываемый крышкой – 7.

Листы кровельной стали для проолифки опускают в корыто, предварительно наполненное олифой, и протаскивают по направляющим валкам станка. Валки, захватывая лист, подают его из корыта на стол, с которого его снимают и устанавливают для просушки в стойку с прокладкой между листами реек.

При работе на вальцовочном станке надо выполнять требования правил техники безопасности:

1. Быть внимательным,

2. Не подносить руки к валкам ближе 200 мм,

3. Одежда работающего должна быть такой, чтобы исключить возможность захватывания ее частей движущимися деталями станка, т.е. должна застегнута, не иметь свисающих частей, обшлага рукавов застегнуты или затянуты резиновым кольцом, волосы работающего должны быть закрыты головным убором.

Травление металла

Травлением называется операция по удалению с помощью кислот окалины или ржавчины с поверхности изделий, изготовленных из черных металлов, а также окисных пленок с поверхности изделий, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.

Травление поверхности металлических изделий осуществляется двумя способами: химическим и электрохимическим.

Травление осуществляется при использовании электрического тока и химических веществ, вредно влияющих на организм человека.

Поэтому во избежание несчастных случаев необходимо при травлении соблюдать меры предосторожности.

Травление выполняют в спецодежде, состоящей из резиновых сапог, перчаток и фартука.

Перед началом работы включают приточную и вытяжную вентиляцию и только после этого приступают к травлению.

При работе с горючими растворами и при переливании кислот из бутылей надевают предохранительные очки.

Заполнение ванн и разлив кислот и щелочей осуществляют при помощи сифонов с плотными кранами, заряжаемыми всасыванием или нагнетанием воздуха.

При сифонном переливании не допускается засасывание воздуха ртом.

При приготовлении травильных растворов с применением кислот вливают кислоту в воду, а не наоборот.

Когда для приготовления травильных растворов применяется соляная, азотная и серная кислота, во избежание получения ожогов от брызг сначала добавляют к проточной холодной воде соляную, затем азотную и в конце серную кислоты.

Нельзя добавлять кислоты к нагретой воде.

Хранение кислот допускается только в закрытых бутылях в специально отведенном помещении (кладовой) с кислотоупорным полом и стенами.

Кладовая должна быть обеспечена надежным вентиляционным отсосом воздуха.

В случае ожога кислотой обожженное место промывают струей воды, затем обращаются к врачу.

На рабочем месте воспрещается курить и принимать пищу. Перед принятием пищи тщательно моют рук.

При получении работы от бригадира или мастера должен быть проинструктирован о правильном ведении процесса травления и технике безопасности.

Все работы по травлению производят в травильном отделении цеха или мастерской.

Травильное отделение размещается в просторном, светлом помещении и обеспечивается естественным светом(0.25 – 0.50 м² оконной поверхности на одного работающего), приточно-вытяжной вентиляцией с 5-7-кратным обменом за смену, с расположением вентиляторов вне травильного отделения.

Пол травильного отделения выкладывается метлахскими плитками или кислотоупорным бетоном.

Кислоты для травления металла

Для травления поверхности металлических изделий применяют травильные растворы, главным образом из серной, азотной и соляной кислоты.

Серная кислота H2So4, является продуктом соединения трехокиси серы SO3 с водой.

Удельный вес 1.84.

Химическая чистая серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость.

В любых условиях серная кислота хорошо смешивается с водой, выделяя при этом значительное количество тепла.

Обуглившиеся органические примеси, попадая в серную кислоту, окрашивают ее в коричневый цвет.

На благородные металлы серная кислота не действует. Ее действие на остальные металлы зависит от концентрации.

Для травления поверхности металлических изделий употребляется несколько сортов технической серной кислоты, в частности камерную, содержащую не менее 65% серной кислоты, башенную и гловерную кислоты, содержащие не менее 75-76% серной кислоты.

Для травления часто используют купоросное масло, содержащее не менее 92.5% серной кислоты.

Разводят серную кислоту водой осторожно вливая ее в воду, а не наоборот. При вливании воды в серную кислоту происходит бурное кипение смеси, вызывающее сильное разбрызгивание кислоты. Температура смеси сильно повышается, и если кислоту вливать слишком быстро и много сосуды, в которых производят смешивание, могут лопнуть.

При работе с серной кислотой на руки надевают рукавицы, чтобы избежать ожогов, которые очень болезнены и оставляют красные рубцы, а ан глаза надевают очки.

Серную кислоту хранят в герметически закрывающихся бутылях или свинцовых сосудах.

Соляная кислота HCL представляет собой водный раствор хлористого водорода.

В чистом виде – бесцветная жидкость, сильно пахнущая, с большой упругостью паров уже при температуре 14-16`С.

Концентрированная соляная кислота обычно содержит около 37.4% хлористого водорода.

Удельный вес 1.19.

Соляная кислота выпускается двух сортов: сорт А содержит не менее 30% хлористого водорода, а сорт Б – не менее 27.5 %.

Соляная кислота ядовита, поэтому обращаться с ней нужно очень осторожно.

Пары соляной кислоты при вдыхании сильно раздражают верхние дыхательные пути и органы.

При разбавлении соляной кислоты водой придерживаются тех же правил, что и при разбавлении серной кислоты.

Соляную кислоту хранят в герметически закрывающихся сосудах.

Азотная кислота HNO3 представляет собой бесцветную жидкость с удельным весом 1.52 при температуре 15`С.

Температура кипения 84`С. При кипении и на свету разлагается и выделяет двуокись азота, которая окрашивает кислоту в желтый, а затем в красный цвет.

Азотная кислота с водой смешивается в любых отношениях.

Концентрированная азотная кислота действует на многие металлы, кроме благородных.

Плавиковая кислота. Чистая плавиковая кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Эта кислота содержит не менее 40% фтористого водорода.

Пары фтористого водорода чрезвычайно ядовиты и едки. Поэтому при работе с плавиковой кислотой, как и с остальными кислотами, необходимо соблюдать меры предосторожности.

Оборудование для обезжиривания и травления металла

Ванны и установки для обезжиривания металла применяют различных конструкций. Выбор оборудования зависит от того, какими способами производится обезжиривание и какие габаритные размеры имеют обрабатываемые изделия.

Наиболее простым оборудованием являются металлические ванны разных размеров.

Металлическая ванна для химического и электрохимического обезжиривания состоит из сварного корпуса, парового змеевика, вентиляционных бортовых кожухов, штангодержателей, анодных и катодных шланг, кранового устройства для спуска обезжиривающего раствора в канализацию, кранового устройства для наполнения ванн проточной водой.

Паровой змеевик, расположенный внутри ванны служит для нагрева проточной воды и раствора в ванне до температуры 60-80`С.

Вентиляционные бортовые кожухи предназначены для удаления вредных газов, выделяемых при обезжиривании.

Количество кожухов приходится на каждую ванну, имеющую габаритные размеры: меньшие – 2, средние – от 4 до 6, большие – от 8 до 16.

Корпуса металлических ванн изготовляют длиной А от 600 до 6000 мм, высотой В от 700 до 1200 мм, шириной Б от 500 до 1000 мм.

Такие ванны имеют высоту Е от 840 до 1500 мм, ширину Д от 950 до 1520 мм, длину Г от 720 до 6200 мм.

Ванны указанных размеров имеют объем от 180 до 6300 л.

Обезжиривание поверхности изделий в органических растворителях осуществляют в специальных установках.

Ванны для травления бывают деревянными и металлическими.

Металлические ванны состоит из сварного стального корпуса, парового змеевика, вентиляционных бортовых кожухов, тангодержателей, анодных и катодных штанг.

Эти ванны изготовляются разных размеров. Металлические ванны облицованы внутри кислотоупорной футеровкой.

В сернокислых ваннах футеровка изготовляется из битума, а в солянокислых ваннах – из битума и винилопласта.

Посредством парового змеевика, расположенного внутри ванны, осуществляется нагрев травильного раствора.

Давление пара у вентилей парового змеевика 3ат.

Вентиляционные бортовые кожухи предназначены для удаления вредных газов, выделяемых при травлении.

Количество вентиляционных кожухов для каждой ванны точно определенное.

Для химического травления изделий применяют деревянные ванны, покрытые внутри резиной толщиной от 4 до 5 мм, а также ванны, выложенные внутри плитками из кислотоупорного бетона.

Травление поверхностей изделий из цветных металлов и их сплавов осуществляют в алюминиевых или керамических ваннах.

Ванны регулярно очищают от загрязнения.

Спуск отработанного травильного раствора в сточные трубопроводы без предварительной нейтрализации не допускается.

Нейтрализацию остатков растворов осуществляют непосредственно в ваннах добавлением гашеной извести, после отстоя жидкость спускают в канализацию, а остальное (шлам) выгребают лопатой и складывают в ящики.

Лужение металла

Лужением металла называется операция покрытия поверхности металлических изделий тонким слоем припоя, который представляет собой олово или сплав на оловянной основе.

Образующийся на поверхности изделий тонкий слой олова или сплава на оловянной основе принято называть полудой.

Лужение широко применяется в производстве различных изделий, используемых в радиотехнической, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности.

Лужению подвергаются изделия, идущие для приготовления и хранения пищи (кастрюли, ведра, тазы, молочные бидоны, консервные банки, пастеризационные аппараты, части сепараторов и т.д.).

Операция лужения является подготовительной операцией перед заливкой подшипников баббитом, перед паянием изделий и изготовлением изделий с фальцевыми швами. Основным условием лужения является покрытие поверхности изделий сплошным и непроницаемым слоем олова или сплава на оловянной основе.

Олово является хорошим защитником металла от коррозии, пока не поврежден слой олова, покрывающий поверхность изделий.

Луженые изделия хорошо выдерживают деформацию, изгибы и перегибы, не обнаруживая повреждений.

Лужение осуществляют в основном двумя методами: горячим и гальваническим.

Горячее лужение выполняют двумя способами: растиранием и погружением.

Эти два способа горячего лужения являются наиболее давними и широко применяются до сих пор.

Применение горячего лужения позволяет обходиться без электрического тока, специальных ванн и растворов-электролитов.

Одним из существенных недостатков горячего лужения является трудность, а иногда и невозможность получить в процессе лужения равномерный беспористый слой металла.

Толщина слоя горячего лужения часто колеблется в очень больших пределах.

Изделия неправильной формы с глубокими рельефами покрываются неравномерно, разница в толщине покрытия отдельных участков поверхности бывает значительной. Вследствие этого количество олова, расходуемого на покрытие различного рода изделий бывает очень велико, кроме того, получается значительный угар олова.

К недостаткам горячего лужения относятся также трудность удаления посторонних примесей, загрязняющих расплавленный металл.

Вследствие неравномерной толщины слоя, образования утолщений и наплывов на отдельных участках поверхности, лужение горячим способом изделий с узкими отверстиями, с мелкой нарезкой и т.д. весьма затруднительно, а часто совершенно невозможно.

Горячее лужение широко применяется при изготовлении изделий с внутренними закатанными швами (ведра, тазы, бидоны и т.п.). При этом расплавленное олово заполняя отверстия и закаты швов выполняет роль паяния и гарантирует полную герметичность изделий.

Гальваническое лужение осуществляется двумя способами: в кислых электролитах и щелочных электролитах.

Гальваническое лужение применяют широко, так как оно обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с основным металлом или сплавом на оловянной основе, позволяет получать равномерную и любую заданную толщину покрытия даже на изделиях сложной формы, а также малую пористость покрытия.

Большой рассеивающей и кроющей способностью обладает щелочнные элекролиты, которые применяются для покрытия изделий сложной формы.

Гальваническое лужение по сравнению с горячи лужением является более экономичным по расходу олова или сплавов на оловянной основе.

К недостаткам гальванического лужения относятся: применение ванн специального устройства и более высокая квалификация рабочих. Кроме того, к недостаткам гальванического лужения в щелочных электролитах следует отнести сложность приготовления электролита и неустойчивость состава раствора, что требует постоянного наблюдения и ухода за ванной и анодами.

Материалы для лужения

Процесс лужения связан с использованием веществ для травления, флюсов и полуды. В качестве веществ для травления металлических поверхностей перед лужением применяют разбавленную серную или соляную кислоту, а также купоросное масло.

Чаще всего при травлении используются 15-30%-ным раствором водным раствором серной кислоты.

К наиболее распространенным флюсам, предохраняющим облуживаемую поверхность от окисления, относятся хлористый цинк, нашатырь и канифоль (при паянии меди и латуни).

Хлористый цинк получают, растворяя в соляной кислоте мелкие кусочки цинка.

Для этого в стеклянную или керамическую наливают полстакана кислоты и бросают с перерывами (чтобы не вызвать бурной реакции) кусочки цинка.

Как только цинк перестанет растворяться, флюс готов к употреблению.

Травление серной кислоты сопровождается выделением большого количества вредных газов. Это надо учитывать при выборе места приготовления флюса.

Хлористый аммоний (также называют нашатырем) представляет собой твердое вещество белого цвета, волокнистого строения.

Хлористый аммоний легко растворяется в воде, а при нагревании испаряется, образуя беловатые ядовитые пары.

Хлористый аммоний используют при лужении и паянии в качестве флюсового вещества, так как он хорошо очищает поверхности деталей и изделий от окислов.

Едкий натр, или гидрат окиси натрия, представляет собой кристаллическое вещество.

Легко растворяется в воде, при этом происходит сильное нагревание.

Едкий натр растворяет жиры, на кожу человека действует разрушающим образом, а потому при работе с ним следует соблюдать меры предосторожности.

Двухлористое олово – кристаллическое вещество, легко растворимое в воде и окисляющееся на воздухе.

Двухлористое олово является основным компонентом ванн при электрохимическом лужении.

Полудой служат чистое олово (при лужении посуды) или сплав олова со свинцом.

Подготовка поверхности перед лужением

Чем лучше буде подготовлена поверхность к лужению, тем плотнее и прочнее ляжет покрытие на поверхность изделия.

Порядок и характер подготовки изделий зависит от требований, предъявляемых к изделиям, и от метода нанесения полуды.

Обслуживаемая поверхность должна быть очищена самым тщательном образом от грязи, масла, ржавчины и пленок окислов.

Очищают ее механическим способом – напильником, шабером, стальной щеткой, наждачным полотном, или химическим способом, протравливая разбавленной кислотой, а затем промывая водой.

Обработанную таким путем поверхность посыпают чистым песком, протирают паклей, еще раз промывают, после чего прикасаться к облуживаемой поверхности пальцами уже нельзя.

Инструменты и посуда для лужения

Изделия при лужении измеряют при помощи металлического складного метра, стальной масштабной линейки, штангенциркуля и др.

Лудильные клещи применяют для поддержания изделий. Они весьма удобны для работы и благодаря изогнутым дугообразным щекам обеспечивают беспрепятственный доступ олова к поверхности облуживаемого изделия.

Шаберы применяют для очистки поверхности изделий от посторонних веществ соскабливанием.

Плоские поверхности обрабатывают плоским шабером, снимая слои металла при движении вперед, а вогнутые поверхности – изогнутым шабером, перемещая шабер вбок слева направо. Кроме этих, используют шаберы с загнутым концом для снятия тонкого слоя металла в углах, где трудно работать плоским шабером.

Кисти. Волосяные кисти применяют для смазки изделий кислотой и удаления с них посторонних веществ.

Кисти оберегают от загрязнений и промывают в керосине, так как при пользовании загрязненной кистью нельзя получить чистую поверхность изделия.

Паяльные лампы применяют для нагревания изделий и припоев.

Наиболее распространенными паяльными лампами являются керосиновые.

Они характеризуются емкостью резервуара, длиной пламени и давлением, которое создается в резервуаре при подготовке паяльной лампы к работе.

Применяют керосиновые лампы емкостью 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4 л.