Лудіння та паяння кузова автомобіля

Вітаю Вас на блозі!

У цій статті ми розглянемо як здійснюється лудіння та паяння кузова автомобіля.

Лудіння та паяння кузова автомобіля застосовувалися при виготовленні та ремонті автомобілів з середини 1930-х років. Свинцевий припій використовувався при масовому виробництві автомобілів для нанесення на зварювальні з'єднання в дах і задніх крил. Нанесення припою на кузов довгі роки, до появи автомобільної шпаклівки, залишалося традиційним методом ремонту пошкодженого кузова автомобіля (див. статтю про історію винаходу та розвитку шпаклівки).

Процес полягає в нанесенні спеціального припою на панелі кузова, щоб заповнити нерівності, герметизувати та замаскувати зварювальні з'єднання, а також запаяти отвори. У той час, як у сучасному кузовному ремонті найчастіше застосовується шпаклівка, при реставрації класичних автомобілів, як і раніше, використовують припій. Насправді, і лудіння та шпаклівка мають свої переваги та недоліки. Головними недоліками застосування припою для ремонту кузова є складність його нанесення та нагрівання кузова. Занадто складного в цьому процесі нічого немає, але потрібно дотримуватися деяких правил і набути навички. При правильному впливі пальника нагрівання виходить досить щадним. Навіть фарба зі зворотного боку може залишитися цілою. Шпаклівка в цьому сенсі виграє, тому що наноситься на поверхню легше за припой. За характеристиками припій багато в чому перевершує шпаклівку. Його переваги ми розглянемо нижче.

Припій розм'якшується нагріванням і наноситься на поверхню, підготовлену лудінням. Після остигання утворюється міцний зв'язок припою з поверхнею металу.

Нанесення припою на кузов може знадобитися там, де складно чи неможливо використовувати інші методи ремонту. Припій зручно застосовувати, коли метал занадто товстий для рихтування і відсутня доступ зі зворотного боку панелі. Припій можна використовувати на місцях, де можливий невеликий рух металу при експлуатації автомобіля та шпаклівка може тріснути (зварювальне з'єднання). Припій добре герметизує зварювальний шов та гарантує його корозійну стійкість. Також, при використанні кузовного припою, товщина шару не така критична, як при застосуванні шпаклівки. Припій добре підійде для місць кузова, де потрібно сформувати кант.

Переваги лудіння та паяння кузова

1. Припій тримається на поверхні краще за шпаклівку. Міцність на розрив (сила, потрібна, щоб відокремити припій від металу, на який він нанесений) становить 423 бари. Це дуже високий показник.
2. Навіть товстий шар припою не дає усадки, на відміну від шпаклівки.
3. Припій має кращу еластичність та міцність, ніж автомобільні шпаклівки. Свинець добре гнеться разом із металом, на який він нанесений, тому не тріскається.
4. Припій не потріскається і не відшаруватись при ударі, як це буває зі шпаклівкою.
5. Припій є водонепроникним. Шпаклівку ж не можна назвати повністю водонепроникною.
6. Припій може витримувати високі температури, тому може застосовуватися під час ремонту та подальшого нанесення порошкової фарби.
7. Ще однією великою перевагою припою над шпаклівкою є те, що не варто турбуватися про час його затвердіння. Можна додавати додатковий припій на вже нанесений шар. Потрібно тільки розігріти поверхню та новий припій та додати його. Не потрібно повністю розплавляти вже нанесений шар.

Види припоїв для ремонту кузова

• Існують різні типи припоїв. Для ремонту кузова найчастіше застосовуються м'які (легкоплавкі) припої. Вони продаються у вигляді стрижнів, довжиною 45 см, різної товщини. У цілому нині, вони класифікуються як припої зі змістом свинцю і змісту свинцю (lead free). Перший тип припою застосовувався багато років через його легкість використання. Однак він був заборонений в деяких країнах для застосування в масовому виробництві через шкоду здоров'ю та навколишньому середовищу. Однак, свинцевий припій, як і раніше, використовується приватними особами і його можна зустріти у продажу. Багато майстрів вважають за краще використовувати саме свинцевий припій.
• На припої вказується співвідношення його компонентів (олова, свинцю). Традиційний припій для кузова складається з 30% олова та 70% свинцю. Може бути додатковий компонент, наприклад, 74% свинцю, 25% олова і 1% сурми. Свинець небезпечний здоров'ю. Щоб його застосовувати, потрібні засоби захисту, і слід враховувати заходи безпеки. Однак його легше використати. Він довше залишається м'яким після нагрівання (в діапазоні від 180 до 260 градусів за Цельсієм). Це полегшує його нанесення та розрівнювання. Цей припій легко наноситься на вертикальні та горизонтальні поверхні. Після затвердіння свинцевого припою, його не рекомендується обробляти шліфувальною машинкою, тому що утворюється дуже токсичний пил. Так, його зазвичай обробляють спеціальним кузовним напилком, а на завершальній стадії бруском з крупнозернистим шліфувальним папером вручну. Якщо все ж таки застосовуєте шліфувальну машинку, то потрібно використовувати тільки великий абразив, щоб не було суспензії з дрібного пилу. Залишки свинцю після шліфування потрібно одразу утилізувати.

Припій із вмістом свинцю (Pb 74%), олова (Sn 25%) та сурми (1%).

• Припій може мати різне співвідношення свинцю та олова (70/30, 60/40 або 50/50). Припій з нижчим вмістом свинцю також використовується при ремонті кузова, але має низький діапазон пластичності (від 183 º C до 188 º C), тому його складніше використовувати. Припої з таким співвідношенням зазвичай застосовують на горизонтальних поверхнях, оскільки вони швидко стають рідкими та можуть стікати. Прилипання у всіх свинцевих припоїв приблизно однакове залежить від правильності підготовки поверхні.
• Як альтернатива припою зі свинцем був розроблений безпечніший припій без вмісту свинцю. У всіх припоях без вмісту свинцю олово є головним компонентом. Іншим компонентом може бути срібло, мідь, індій чи вісмут. Більшість припоїв без свинцю мають або більш високу або нижчу точку плавлення, ніж у свинцевого припою. Для ремонту кузова найбільш поширений припій без свинцю, що складається з олова та срібла (94% олова та 6% срібла або 96% олова та 4% срібла). Він має вищу вартість. Припій без свинцю приблизно дорівнює за характеристиками традиційного припою зі свинцем із співвідношенням 50/50 (свинець/олово). Такий припій має вищу точку плавлення (221°C). Після нагрівання він залишається в м'якому стані менш тривалий час, ніж свинцевий припій, що ускладнює його вирівнювання. При застиганні виходить більш твердим та крихким. Його складніше обробляти напилком. Перевага в тому, що його можна обробляти шліфувальною машинкою, тому що він не утворює токсичного пилу. Хоча не треба забувати про респіратор. Додатковою перевагою припою без свинцю є вища міцність на розрив.
• Припій, що використовується в електроніці, зазвичай складається з 60% олова та 40% свинцю. Він може містити флюс у центрі. Флюс із каніфоллю, що часто використовується з таким припоєм, не сприяє адгезії до сталі, а флюс із кислотою може діяти добре. Такий припій краще використовувати тільки для паяння невеликих отворів, тому що його спектр пластичності дуже низький.
• Для роботи з кузовами з алюмінію використовується інший тип припою (з вмістом олова та цинку).

Що таке флюс? Який флюс використовуватиме для лудіння кузова?

Мета флюсу – полегшувати процес паяння та забезпечити міцність з'єднання припою з металом кузова. Однією з перепон для досягнення успішного паяння є нечистота поверхні (забруднення та окислення). Забруднення можуть бути видалені механічним чищенням, але окиснення збільшується при збільшенні температури, що погіршує прикріплення припою до ремонтної поверхні. Метал має тонкий шар оксидів або сульфідів, яким би чистим він не виглядав. Флюс призначений для того, щоб усунути цей шар і повинен запобігти формуванню нового оксидного шару під час нанесення припою. Флюс не тільки запобігає окисленню, але й забезпечує хімічне чищення і виконує змочуючу функцію, скорочуючи поверхневий натяг розплавленого припою, допомагаючи йому краще розтікатися по поверхні. Таким чином, припій не прилипне на не підготовлену металеву поверхню, він збиратиметься у кульки. На підготовленій поверхні припій нормально розтікається та прилипає.

Флюсова паста для лудіння.

Для лудіння кузова використовується флюсова паста. Вона є такою собі подобою первинного грунту. До її складу входить кислота (хлорид цинку або соляна кислота) та припій у вигляді порошку. Кислота хімічно очищає поверхню та видаляє окислення, переводячи його в розчинну сіль, а порошок одночасно в'їдається в метал, залишаючи дуже тонкий шар (олова або олова зі свинцем), який покращує адгезію припою при нанесенні на ремонтну область.

Після нанесення пасту потрібно нагріти і стерти залишки ганчіркою.

Флюсова паста активована кислотою (хлорид цинку або соляна кислота), її залишки потрібно видалити після завершення нанесення припою. Якщо флюс заснований на соляній кислоті, то нейтралізувати її можна водою із содою, а потім обмити чистою водою. Якщо флюс містить хлорид цинку, то для нейтралізації потрібно ацетон. Також можна використовувати засіб дихромат натрію.

Частинки від флюсової пасти можуть залишатися в порах та дрібних поглибленнях зварювального шва, що може спричинити корозію. Тому перед лудінням і нанесенням припою потрібно, щоб отвори та поглиблення були заварені.

Які інструменти та матеріали потрібні для лудіння та паяння кузова?

• Існують спеціальні набори, до яких входить сам припій, флюсова паста, інструменти для вирівнювання припою нанесеного та інструкція. Також, все приладдя можна придбати окремо.

Набір для лудіння та паяння кузова.

• Необхідний припій та паста для лудіння (tinning paste) з пензлем для легшого нанесення.
• Також потрібна чиста ганчірка (найкраще підходить бавовняна), для стирання залишків пасти після нагрівання.
• Для нагрівання необхідний зварювальний газовий пальник, пропанова (бутанова) пальник або фен з регулюванням температури та потоку повітря. При використанні зварювального газового пальника, полум'я має бути налаштоване на мінімальну температуру, при якій плавитиметься флюс і розігріватиметься метал кузова.
• Припій розрівнюється спеціальними блоками із твердого дерева. Застосовується спеціальне мастило (твердий тваринний жир), тонкий шар олії або бджолиний віск, що наноситься на лопатку або блок, щоб вони не липли до припою. Так припій, розгладжений блоками, виходить більш рівним. Можна виготовити блок потрібної форми самостійно.
• Потрібно використовувати респіратор із системою HEPA (high efficiency particulate air) з фільтром високої ефективності утримання частинок, також відомий як фільтр N100. Можна також поряд встановити вентилятор, який здуватиме шкідливі випаровування вбік від майстра. Тоді шкода випаровування знижується і можна обійтися без респіратора. При використанні припою зі свинцем необхідно використовувати рукавички. Потрібно уникати контакту припою та флюсу зі шкірою.
• Для обробки затверділого припою знадобиться кузовний напилок або шліфувальний блок з крупнозернистим шліфувальним папером.
• Потрібно, щоб усі матеріали та інструменти були в зоні досяжності, щоб не гаяти час, під час лудіння.

Лудіння та паяння кузова автомобіля

Свинець не бажано застосовувати на тонкому металі або бути обережним, щоб не перегріти тонкий листовий метал, тим самим послабивши його. Тепловій деформації можуть піддаватися особливо плоскі панелі, оскільки мають меншу жорсткість, порівняно з опуклими формами та панелями, що мають ребра жорсткості.

Процес лудіння та паяння кузова (нанесення припою):

• Спочатку поверхня повинна бути очищена від фарби та можливої іржі. Використовуйте нейлонове зачистне коло, яке не видаляє метал під час чищення. Зачищайте поверхню щонайменше на 5 см із запасом по краях. Протріть поверхню знежирювачем або ацетоном.
• Нанесіть пензлем флюсову пасту для припою на область, що ремонтується, з запасом по краях.
• Далі поверхня з нанесеною пастою розігрівається пропановим пальником (або іншим джерелом полум'я або гарячого повітря) до моменту, коли набуде сріблясто-коричневого пінистого вигляду. Коли це станеться, візьміть чисту бавовняну ганчірку і витріть надлишки флюсу. Чистою бавовняною ганчіркою потрібно розрівняти шар і стерти залишки флюсу. Повинне вийти яскраво-сріблясте покриття. Важливо не перегрівати пасту для лудіння, інакше паста буде спалена і її доведеться зчищати та наносити заново. Полум'ям потрібно водити, не затримуючись одному місці. Потрібно використовувати лише кінчик полум'я.
• Можна застосувати інший метод лудіння металу кузова. Потрібно нагріти панель (не дочервона). Після розігріву поверхні використовуйте мідну мочалку для посуду, щоб нанести флюсову пасту. Утримуючи плоскогубцями або затискачем для зварювання, її потрібно намокнути у флюсову пасту та почати протирати нагріту поверхню, продовжуючи підтримувати нагрівання панелі полум'ям. Після лудіння залишки від флюсу потрібно ретельно змити з поверхні розчином гарячої води з содою.
• Потрібно заздалегідь підготувати дерев'яний блок для розрівнювання нанесеного припою. Якщо він не новий і вже використовувався, то потрібно прибрати залишки складу, що запобігають прилипання до припою, який був нанесений минулого разу. Для цього можна відшліфувати його крупнозернистим шліфувальним папером. Підошва блоку має бути чистою та рівною. Далі його потрібно змастити жиром (або бджолиним воском), щоб він не прилипав до припою, а легко ковзав його поверхнею. У процесі роботи, може знадобитися знову нанести мастило.

Нанесення та розгладжування припою.

• Технологія нанесення припою може бути різною. Можна нагріти панель та припій та нанести його на поверхню гірками у кількох місцях. Потім знову нагріти ці гірки та розрівняти дерев'яним блоком. Є інший спосіб. Потрібно розігріти поверхню кузова, поставити стрижень припою під кутом 45 градусів до поверхні і розігріти його кінчик до того моменту, коли він почне плавитися. Далі потрібно наплавляти припій смужками, рухаючи припій вздовж поверхні.
• Після нанесення смужок потрібно знову розігріти припій та почати розрівнювати дерев'яним блоком, підтримуючи потрібну температуру.

Розгладжений припій (ліворуч) та припій, оброблений кузовним напилком (праворуч).

• При обробці великої площі можна утримувати в руці кілька стрижнів припою. Як і у випадку зі шпаклівкою, наносити припій потрібно трохи далі пошкодженої області та вище загального рівня всієї панелі, із запасом. Краще потім зрізати напилком надлишок припою, ніж додавати його після застигання. При роботі на вертикальних поверхнях правильне нагрівання припою найбільш важливе. Не страшно, якщо припій при розігріві та нанесенні трохи капатиме. Потрібно просто трохи збільшити відстань полум'я від поверхні.
• Наступним кроком, після остигання припою, потрібно очистити поверхню розчином соди у воді, щоб нейтралізувати залишки флюсу, а також стерти залишки олії від вирівнюючої лопатки або блоку. Цей етап особливо актуальний, якщо залишки флюсу стиралися простою ганчіркою (див. пункт №3). Змішайте харчову соду (2 або 3 столові ложки) на 1 літр води і нанесіть губкою, ганчіркою або скотч-брайтом (щоб відтерти флюс, що в'ївся від нагріву), ретельно вимийте поверхню цим засобом, потім висушіть феном або стисненим повітрям. Після цього обробіть наждачним папером на сухий і покрийте кислотним ґрунтом. Після цього потрібно обмити поверхню чистою водою. Далі можна продути поверхню, протерти знежирювачем або ацетоном.
• Далі використовуйте спеціальний кузовний напилок, щоб вирівняти припій формою панелі. Докладніше про застосування напилка можете прочитати у статті “рихтування своїми руками”. Після обробки напилком, поверхня стає досить гладкою. Припій зрізається напилком набагато швидше, ніж прилегла поверхня, тому періодично перевіряйте форму припою, щоб не зрізати зайвого. При обробці напилком рухайте його діагонально вздовж ремонтної поверхні, піднімаючи передню частину напилка. Якщо обробляєте припій зі свинцем шліфувальним папером, то краще не використовувати розмір абразиву менше p80, щоб пил від шліфування не був надто дрібним. Напилком потрібно рухати навскіс, щоб зазубрини і краї не врізалися в припій і не залишали подряпин. Обробка шліфувальною машинкою не повинна проводитися, тому що утворюється і піднімається в повітря токсичний пил, який шкідливий для здоров'я, а також може прилипнути до припою та викликати корозію.

Кузовним напилком потрібно рухати по діагоналі.

• При необхідності можна нанести тонкий шар шпаклівки, щоб довести поверхню до ідеалу. Для підвищення адгезії перед шпаклюванням або ґрунтуванням акриловим ґрунтом, на поверхню з нанесеним та обробленим припоєм можна нанести епоксидний ґрунт (див. статтю “епоксидний ґрунт, застосування”).

Запаювання отворів

• Заварювання отворів спричиняє теплову деформацію (метал потовщується і стягується), що може вимагати подальшої рихтування. Загортання посиленою шпаклівкою дасть лише тимчасовий результат. Припій може заповнити отвір та послужити гарною альтернативою зварюванню.
• При запаюванні великого отвору можна трохи втопити метал навколо нього, щоб припій його заповнив із запасом і тримався не тільки на кромках отвору. Також, можна розсвердлити отвір свердлом для зенковки по металу потрібного розміру, або обробити край отвору круглим надфілем, щоб вона розташовувалася навскіс. Так припій краще триматиметься на кромці.
• Також при заповненні великого отвору можна на зворотний бік наклеїти алюмінієвий скотч, який послужить основою для припою. Щоб клеючий склад скотчу не вплинув на якість ремонту, потрібно вирізати з цього ж скотчу сегмент, розміром трохи більше отвору та наклеїти на скотч (блискучою стороною назовні), який приклеюватиметься з зворотного боку отвору. Для зручності можна помітити центр, який повинен збігтися з отвором. Таким чином, вийде подвійний блискучий скотч. Далі потрібно наклеїти всю цю аплікацію зі зворотного боку отвору. Щоб не перегрівати метал, можна лудити метал навколо отвору та його край паяльником, а також розплавляти припій теж паяльником.
• Подібним способом можна ремонтувати наскрізні отвори від іржі, якщо довкола них метал міцний. Потрібно заздалегідь обробити іржаві кромки отвору і трохи втопити метал навколо.
• Дрібні отвори можна заповнювати припоєм, який використовується для паяння електроніки.
• При закладенні отворів припоєм залишки флюсу з зворотного боку панелі можуть викликати прискорену корозію металу. Тому залишки флюсу краще видалити гарячою водою з содою як з лицьової, так і зі зворотного боку.