模型制作中的焊接技术
2017-07-11
在航空模型、航海模型、车辆模型等模型的制作过程中,经常会遇到多种焊接问题。焊接技术的好坏,往往会影响模型的外观甚至使用。本文就模型制作中的一些焊接方法和技术,为大家作个简单介绍。
一、电器元件、电池的焊接
电器元件都很“娇嫩”,过高的温度往往会使它们损坏,特别是半导体元件。因此焊接电器元件用的电烙铁要小功率的(25瓦),且常采用蘸锡的方法进行焊接(锡焊)。
为了防止电器线路的腐蚀,锡焊的助焊剂用的是松香,而非焊锡膏或氯化锌。而为了减少焊接电器元件时出现的假焊情况,应先将元件需要焊接的部位用刀刮干净,涂上松香,并用电烙铁搪上一层薄薄的焊锡。
焊接时,在焊点处放上一小块松香,再用电烙铁蘸一些焊锡焊上去,时间要尽可能短一些。为了防止电器元件因焊接时温度过高而损坏,最好用金属镊子将电器元件(特别是半导体元件)的焊脚夹住(图1),使电烙铁的大部分热量通过镊子导出。此外,锡焊电器元件时要多用些松香,这样焊出的焊点才会光亮、圆润,且不容易产生假焊、脱焊现象。
在普及型的电动机动力模型中,都会用到电池组合。许多电池组合都可以用导线和锡焊连接。
焊接时,应使用100瓦以上的电烙铁快速焊接。用功率过小的电烙铁焊接电池导线,往往會由于电池传热太快而造成焊接点热量不够,从而不得不让电烙铁较长时间接触电池表面,这就可能使电池发烫损坏。
焊接时,应先将电池要焊接的部位用刀刮干净,涂上松香,用电烙铁搪上一层锡,然后用尽可能短的时间将导线焊上。
二、铁皮或铜皮的焊接
参加顶级比赛的船模的船体和部分零件多是用铁皮(马口铁皮)或铜皮焊接而成的。
1. 助焊剂
焊接铁皮或铜皮需要用的助焊剂是氯化锌溶液或焊锡膏。用焊锡膏作助焊剂比较安全,但焊锡膏渗透性不强,不容易焊出精细的焊点。若要焊一些精致的零件,必须用氯化锌溶液。
如果焊接的是白铁皮(镀锌铁皮),由于其表面是镀锌的,因此,锡焊时只需直接涂上稀盐酸就可以了。
2. 电烙铁
船模的船体和零件所用的马口铁皮是很薄的,最常用的仅有0.3或0.4毫米厚。也许有人认为,焊接这样薄的铁皮,电烙铁的功率一定不能大。其实恰恰相反,铁皮散热面大,散热快,如果用小功率的电烙铁,由于焊接温度不够,需较长时间接触铁皮,这往往会导致平整的铁皮因受热不均而变形。
因此,焊接薄铁皮时,应该用功率大一点的电烙铁(100瓦以上)。这样,电烙铁只需短时间接触焊接处,即可达到焊接温度,同时又不会使铁皮变形。
在焊接前,还要根据焊接对象预先改造烙铁头的形状。例如,焊接铁皮有时需要头端较薄的楔形烙铁头,此时可以把紫铜的烙铁头从电烙铁上拆下来,将其敲打成所需的形状(图2),再用锉刀锉平。注意,不要将烙铁头装在电烙铁上敲打,这样容易使电烙铁的电阻丝震断。
3. 锡焊工艺举例
(1)较长焊缝的焊接
如果想要将两片铁皮垂直焊接起来,可以找一条边缘锯得很直的胶木块作为靠模,然后将两块铁皮定位,并在需焊的焊缝上每隔20—30毫米焊上一滴焊锡,再从头到尾涂上氯化锌溶液,最后用电烙铁从一端拉焊到另一端,一气呵成把两块铁皮焊好(图3)。
(2)烙铁头无法直接接触到焊接面的焊接
在焊接模型零件时,有时会碰到两块铁皮之间需要锡焊,但烙铁头却不能直接接触到焊接面的情况。这时,可先在铁皮需要焊接的两面涂上氯化锌,然后搪上薄薄的一层锡,再涂上氯化锌,之后将两个焊接面对合起来,用烙铁在两层铁皮外面加热,使锡熔化,最后等锡冷却后,两块铁皮就焊住了。
为了增加锡焊的牢固度,在需要增加强度的焊接件中,可先在需焊接处钻上几个小孔,让焊锡直接渗入焊接面(图4)。
(3)要求焊接强度较大的焊接件的锡焊
在模型焊接中,经常还会碰到要求焊接强度较大的零件,如航天模型的火箭发射架、船模的压力油箱等。焊接这样的零件时,不是焊锡堆得越多越牢固,要焊得牢固的关键是被焊接的金属接触面要大,因此两块铁皮搭接起来焊比对接焊要牢固得多(图5)。
(4)要求焊点很精致的零件的焊接
在仿真类模型中,有的焊接件的外观要求是很高的,希望焊点又小又牢固,如船模上的雷达天线等。焊接此类模型,由于焊点要细小,所涂的氯化锌溶液的范围要小,烙铁头蘸的焊锡也要少。如涂的氯化锌是很大一片,锡焊也就变成很大一坨,模型就显得粗糙了。
三、银焊技术
与锡焊相比,采用银焊的部件强度更大且耐高温,所以在模型制作中,焊接受力较大的零件,或耐振动、耐高温的铜铁材料类零件时,常采用银焊,如船模的舵、尾支架,以及内燃机的排气管接头等(图6)。
银焊所用的助焊剂是硼酸,所用的焊条为银铜合金材料,其中银的成分越多,银焊条的熔点越低。
银焊时,首先准备一个搪瓷碗,敲一些碎砖块放在碗里。然后将需焊接的两个零件砂光,去油污,放在干燥的碎砖块上(防止银焊时热量散发),最好用销子固定。接着在需焊接处放上一些硼酸粉糊,并用钳子剪一小块银焊条放在上面。之后点着丁烷气焊枪,用火焰的白色部位(此处温度最高)对准焊接点加热,一直到银焊块熔化,渗入焊缝为止。最后等零件完全冷却,焊接也就完成了。
注意,经过锡焊的零件不能再用银焊,要焊也必须将焊锡彻底清除后才能进行。此外,由于银焊的温度较高,焊接的零件容易变形,因此有严格尺寸要求的零件不宜银焊。
四、氩弧焊
随着竞速船模的速度越来越快,船和船之间碰撞的情况经常发生,因此船模的舵时常会被撞弯。锡焊的舵强度不够,而银焊的舵焊接时温度太高,使得钢条舵轴和钢板舵面退火,导致硬度不够,也容易被撞弯。于是,经过试验探索,人们发明了氩弧焊这种工艺技术。氩弧焊虽然温度高,但热量集中,可以瞬间完成焊接,不会造成大面积退火。
如图7所示,将一根弹簧钢条镶进一块薄钢板的槽里,在图中所示的几个点上施以氩弧焊,最后在砂轮上把舵初步磨削成形,再用锉刀和铁砂皮把舵修整。这样制成的舵经得起撞击。当然,氩弧焊要去专门的工厂,请工人师傅帮忙。