焊接黄铜的快速指南

我终于设法在 Methods 部分更新了我的焊接指南，现在我添加了照片。其中一些来自我 2008 年的书 模型制作：材料和方法 ，由 Astrid Baerndal 采用。本指南重点介绍焊接小型结构，而不是更常见的电气焊接，您能找到的几乎所有有关该主题的信息都涉及电气焊接。正如您将看到的，“结构性”焊接涉及方法上的一些差异;材料不同，通常需要更坚固的工具。目前，我将本指南仅限于“平面”上的简单焊接，随后将采用更高级的 3D 结构组装方法。

焊接有什么用？

对于太薄而无法按其他材料（如卡片、木材或塑料）按适当比例制作的模型形式..例如，金属床架或栏杆。偶尔，用于可弯曲的金属电枢..例如，对于人物或树木 ..允许进行一些仔细的重新定位。焊接的粘合力不如焊接牢固，接头也不能承受太大的压力，但是如果得到照顾，正确焊接的物品没有理由不能长时间使用。

我大部分的教学工作都集中在制作1：25比例的模型上..所以 0.8mm 圆形黄铜杆是一种方便的厚度，用于代表细长的栏杆或特殊物品，例如下图所示的黄铜床架。这个床架主要是 0.8 毫米，但角落有 1 毫米。我试过的大多数40W烙铁的热量输出刚好足以处理较厚的焊烙铁杆..最大 2 毫米，比例为 1：25 的标准脚手架尺寸。

可以焊接哪些金属？

我现在更新焊接信息的原因之一是我发现了一些新事物，这些新事物使我一直被告知的事情产生了问题..那个黄铜是唯一简单的选择，或者至少是最可靠的选择。我仍然同意黄铜可能是最一致且最不复杂的..如果它很薄，则为 copper。这也是手工艺品或业余爱好商店最能买到的两种线材、棒材或薄板形式。但我发现'金色'回形针也同样简单，我一直认为这是因为黄铜涂层..现在我不太确定这就是原因。例如，我最近尝试了银色回形针，结果相同！我目前正在研究其他可能性，一旦确定，我将在此处更新信息。我还发现现在常见的'焊接网'焊料非常好..当我知道我几年前尝试过时，收效甚微！这种常见的网眼是镀锌钢，即涂有锌的钢。显然，回形针通常也是由镀锌钢制成的，因此这里可能存在联系。

目前简单的答案是黄铜保证工作良好，它可用且相当便宜。其他金属（如铝或普通钢）可以焊接，但需要特殊的焊料和助焊剂，并且可能需要更坚固的设备。但如果你真的想知道还有什么可能，就试一试吧..让我知道你发现了什么！

焊接的工作原理

要连接的金属部件用烙铁尖端加热，使它们足够热以熔化施加在它们上的软金属焊料。对于持久的接头来说，重要的是金属本身以这种方式熔化焊料，而不是将焊料熔化到铁头上并转移到接头上，因为这只会实现非常微弱的附着。可以将其视为一种“热熔”粘合形式，但使用低熔点金属代替胶棒，并且材料本身必须熔化胶水。

在上面的照片中，我放置了烙铁的尖端，使其接触两根黄铜棒并尽可能靠近接头。一旦这个区域足够热，只需将焊锡丝的末端接触到接头中，一点点就会立即熔化。铁应保持在原位足够长的时间，以便现在的液态焊料能够适当地渗入接头..即不仅覆盖顶部，而且跑到另一侧。

如果你熟悉'结构性'焊接，你可能会问为什么上述设置中缺少一些重要的东西..没有迹象表明关节上施加了任何助焊剂。这纯粹是一个演示设置，熨斗甚至没有打开..我希望接头和烙铁头的位置尽可能清晰地显示出来。我将进一步解释 flux 的重要性。

需要什么来做这件事？

有关特定品牌、供应商和价格指南的建议，请参阅以下列表的结尾部分：

至少30W强度的烙铁..40W 更好！ ..最好带有扁平的 “凿子 ”状尖端，称为钻头。这意味着可以按下以最大限度地接触金属表面。但是，大多数可用的烙铁都配有圆形“铅笔”状钻头。正如这里的一些旧照片所示，如果烙铁具有足够强的瓦数以产生足够的热量，标准的“铅笔”钻头就可以工作，但多年来，我发现扁平钻头可以提供帮助，尤其是在焊接较粗的棒时！您还会发现，市面上的大多数烙铁都太弱了，无法处理任何厚度超过一毫米的金属。因为大多数都是为焊接精细电路连接而设计的。这些不需要很强大..它们通常在 18-25W 左右。更高的瓦特数，如40W并不一定意味着熨斗会达到更高的温度..只是它将具有更大的强度来维持更长时间所需的热量。这很重要，因为较厚的金属片会很快将热量传导走。

所有这些使得寻找合适的烙铁和价格选项变得更加复杂..但不幸的是，还有更多的事情需要注意。看看下面比较的三种铁杆：

顶部是我的旧款Draper型号K40P..40W/240V ..它带有一个“凿子”钻头，多年来一直非常可靠地工作。注意轴末端的螺丝头，这意味着只需松开即可轻松延长或移除烙铁头。Draper 随附的钻头大约是您看到的伸出的长度的两倍，这意味着随着它的磨损，有很多可以延伸的地方。下面是来自“Parkside 焊台”的烙铁，这是几年前 Lidl 的廉价报价，而且是奇特的 48W！这款熨斗在热量输出方面效果相当好，集成的支架使其使用起来舒适..但。。焊接位是'螺入式'类型，而且非常短..如此之短，以至于不可能在不妨碍轴的情况下将钻头平压在金属上。不幸的是，这是一个相当粗心的设计..如果你需要任何控制，就让它毫无用处！显示的第三个熨斗是 Silverline 的 40W/220V，他们制造相当便宜但通常可靠的工具。这附带了一个'铅笔'位，这并不是最好的..但是热量输出好，轴细长，提供的钻头可以伸出（在此照片中看不到锁定螺钉）以进行更多控制。到目前为止，在我们的焊接车间中，这已经相当有效。

下面的类型也可能是一个不错的选择..尽管有角度的钻头不是很常见。我在一家 £-shop 中找到了这种“无品牌”的熨斗，多年来它一直运行良好。也许不言而喻..使用廉价、无品牌的电子产品时确实需要格外小心！真的，如果您不知道如何测试电气安全或认识可以的人，那么独自一人离开会更安全！

总结一下..获得公认的品牌 40W 铁杆，该铁杆具有相对较细的杆身、“凿子”钻头和/或通过简单的螺丝锁定机构轻松更换的选项，您不会出错的！如果可能，请检查提供的位是否足够长，以便在需要时进行扩展。

支架（有时随熨斗提供）是必不可少的，既可以在不使用时将热点固定在工作台面上，也可以将工具固定在工作台上的一个位置。不幸的是，最常供应的脆弱的钣金“支架”从来没有管理过后者！似乎有一个相当普遍的共识，即烙铁都应该只有 1.3 米多一点的相当不灵活的电线。这还不够长，以至于烙铁可以留在工作台上而不会从电线拉扯，除非在工作台高度有一个方便的“厨房风格”电源插座。总之。。铁会移动很多，与一个人的意识或控制无关，考虑到它会造成很多痛苦，这令人担忧！有一个便宜的解决方案，如下所示，那就是将你拥有的任何 “支架” 都贴在桌子上。在这里，我用焊接的金属丝网即兴创作了一个完美的突出。

或者更优雅的解决方案是购买单独的支架单元。这个下面的是来自Antex的，价格大约为6英镑..稍后会详细介绍价格。这些支架是加重的，通常附有一块海绵，如果用于在工作时擦拭熨斗，则必须将其弄湿。

焊料 一种柔软的金属合金丝，遇热熔化形成“胶水”，形成粘合。直到最近，标准类型是 60%锡-40% 铅，但现在有许多无铅合金可供选择。现在还常见的是带有内置助焊剂的“多芯”焊料。但我不得不老实说，多年来，我使用老式的锡/铅焊料和单独的助焊剂一直获得更好的结果。

助焊剂 在焊接前涂在接头上的液体或糊状物，通过防止金属表面氧化来帮助焊料与金属正确熔合。一旦金属变热，助焊剂就会蒸发。

焊接前用钢丝绒或细砂纸/布清洁金属。用细规格钢丝绒将杆擦干净会更容易，但金刚砂或 “湿/干 ”纸也可以。

湿海绵、钢丝绒或金属锉刀，用于在工作时清洁焊锡钻头。这需要在熨斗热后完成，但仅仅在会话开始时进行一次是不够的。熨斗的热位会在一分钟内再次变黑，因此为了防止这种氧化的积累，至少每次再次捡起熨斗时都需要重复清洁。这与清洁无关！..厚厚的氧化层会阻止大部分热量从钻头传递到黄铜。

用于安装模板图纸的 Kapa-line 泡沫板或重型卡

注意：建议使用 Kapa-line（聚氨酯）泡沫板，因为它是一种完美的绝缘体（不会将热量从金属中传导出去），并且聚氨酯泡沫在一定程度上具有耐热性。标准（聚苯乙烯）泡沫板不适合..这太容易融化了！如果焊接正确，Kapa-line 泡沫板上的纸覆盖物会烧焦，但几乎没有起火或燃烧泡沫的危险。但是，必须始终采取适当的措施！在近10年的研讨会中，我们只经历了例行的纸张烧焦..但这部分是因为我们和参与者一直保持警惕！长时间不使用时，切勿将烙铁保持开启状态，并且必须远离易燃材料。

用于将拉出的模板安装到泡沫板上的 Spraymount。我通常使用 3M 的永久“PhotoMount”版本。

用于将切割的金属固定到模板上的遮蔽胶带。胶带通常会充分抵抗热量以在焊接时固定部件，但胶水会软化，在需要额外时间或重做区域的情况下，这些固定件可能会变得非常松动，可能需要更换。可以理解的是，“Sellotape”不是一种选择，因为它会融化！

手术刀（足以在薄黄铜的凹槽上划出一个切口）或钢锯，用于较粗的棒材。为此，我保留了一些旧的手术刀刀片，我发现直径达 2 毫米的黄铜杆很容易出现划痕/折断。

还有钳子、剪线器和金属锉..何时需要。

通风良好的工作场所！如果您使用的是传统的锡/铅焊料，这一点是必不可少的。此外，助焊剂在此过程中会燃烧掉，如果任由烟雾积聚或停留，可能会有害。

洗涤剂，用于事后彻底清洁工作。助焊剂成分具有腐蚀性，如果留下，它会继续侵蚀金属。

一步一步的来

绘制要焊接在纸上的表格（我建议先绘制 1：10，然后在这种小比例下工作，减少 40% 到 1：25）。复制此文件并喷涂到泡沫板或平板上。这将是焊接模板。我设计了下面的那个，以便我可以利用回形针的弯曲部分。

在切割小长度之前，请用钢丝绒彻底清洁金属，即使杆是新购买的。黄铜棒被涂上一层涂层以防止其过快失去光泽，如果留着，这会干扰焊料的附着力。用细钢丝绒摩擦是最方便的方法，尽管“湿/干”或金刚砂布也可以。

切割金属件以适合并使用细条遮蔽胶带将它们固定在模板上。金属边缘必须贴合触感，以便热量传播。幸运的是，用手术刀切割的黄铜棒非常容易..只需小心地将刀片滚动过来，形成一个细小的凹槽，然后折断即可！使用这种方法，可以非常精确地确定切割位置。如果需要，一个小金属锉刀（如下所示）将有助于对长度进行微调。

通常，尤其是在栏杆的情况下，需要相当多的部件，这些部件必须精确相同的长度..因为大多数情况下，它们必须适合两个水平线之间。实现这个目的的最佳方法是制作一个'切割夹具'..一张“L”形的卡片或塑料片，用作手术刀刀片的导向，如下所示。

打开熨斗并加热几分钟。确保铁“位”（变热的尖端）是干净的。如果没有，请用湿海绵或钢丝绒擦拭，或使用金属锉。一些模型制造商建议此时对铁进行“镀锡”（将钻头的最末端浸入助焊剂中，然后在上面涂上一点焊料）。如果出现问题，这可能有助于热流向金属，但可能不是必需的。

我用一把小而旧的画笔将一点助焊剂（无论是糊状物还是液体）涂在关节上。我更喜欢一次做一个关节，因为如果附近有更多的磁通量，当第一个关节被加热时，这些磁通量上的磁通量就会蒸发。这可能无关紧要..它只是成为一种习惯。

涂抹助焊剂后，将烙铁头尽可能靠近接头，尝试触摸两个（或至少多个）金属部件。保持几秒钟..一个很好的初始迹象是，如果助焊剂立即开始冒烟，这意味着黄铜已经变得足够热。如果没有任何反应，请尝试调整熨斗的角度以获得更好的接触，但不要将熨斗拿走！用另一只手轻轻地将焊锡丝触及接头。一点焊料应该会立即融化，并希望能流入接头。尽可能少用..虽然这需要一些练习！可能需要一些耐心才能将烙铁无情地固定到位，或微调角度，直到焊料决定熔化。实际上，很难准确描述在每种情况下导致“成功”焊接接头的原因。它必须尝试，如果某样东西有效，看起来正确并且感觉强大..经过一些反复试验和大量重复，您将对您为实现它所做的工作建立一种“感觉”！

当所有关节都完成后，几乎可以立即从模板中删除工作..像这样的细规格件会很快冷却。然后应仔细清洁作品（用温水、牙刷和清洁剂等，或使用钢丝绒的干燥方法）以去除残留的助焊剂。如果继续打开，它会继续侵蚀金属。

我对这个结果相当满意..在焊接黄铜棒时，我设法使它们保持相当直。不过，除了用钢丝绒彻底清理之外，我确实不得不对这件作品进行一些工作。通常很难将焊料做到尽可能小，而且许多接头看起来太“肿胀”。焊料非常柔软，可以用手术刀刀片的尖端刮掉，或者可以使用如上所述的针锉去除多余的焊料。焊接“套件”通常带有一个拆焊泵，它就像一个弹簧加载的注射器。这个想法是，当多余的焊料仍然是液体时，它可以被迅速吸走。我自己还没试过这些..主要是因为在那个时候，我不想冒险把黄铜片撞得错位！

为什么黄铜最容易使用？

黄铜是一种合金..在这种情况下，铜和锌的混合物。锌使黄铜比铜具有更坚韧的表面和更高的刚度，但也使其延展性更差，更脆。黄铜棒足够坚固，可以很好地保持其形状和直线度，但又足够柔软，可以用手工工具轻松切割。由于这些原因，它是最容易获得的金属之一，具有各种精细形式。铜更软，更容易加工，但 1 毫米左右的棒很容易变形，结构刚度要低得多。此外，铜是一种极好的导体，这意味着标准烙铁将难以跟上接缝区域的持续热量损失。

上图是显示三种常见关节类型的特写。..斑点、膝盖和屁股..！下面是两个非常薄的小块..0.1mm.. 由焊料熔点附着的黄铜板。右边是我到目前为止所说明的简单形式，其中两个直的碎片只是相互“对接”。左下方是最强的关节形式，其中一小部分与另一部分相抵或“重叠”。

处理问题

如果焊料在接触加热接头时不能自由融化或以小珠子的形式流走，这可能意味着：..可能是错误的焊料类型;接头没有助焊剂或助焊剂不足;铁可能还不够热，或者不够坚固，无法进行这项工作;钻头可能需要清洁;尖端形状没有形成足够的接触或与两块金属的距离不够近

如果所有其他方法都失败了，请按照一些人的建议对熨斗进行“镀锡”，或者几乎在接头上接触烙铁头，将焊料直接熔化在尖端上，使其落在接头上，从而帮助热流。

另一种方法

正如我所建议的，将黄铜片准确地保持在它们应该在的位置可能非常困难，因为随着金属变热，遮蔽胶带会稍微松动。如果焊料熔化并快速填充接头，这没有问题，但由于列出的各种原因，这通常需要更长的时间。下面的照片说明了一种我更喜欢的方法，它产生的结果要好得多..但是，只有在要多次使用设置的情况下，花费额外的时间才值得。

对于这个焊接夹具，我使用了一些坚韧的“灰板”，一种回收的纸板，其厚度与为梯子形式选择的 1 毫米杆相同。我已经将其的完整模板切割并粘在另一个纸板底座上，以便各个黄铜件紧贴在这些插槽中。 到目前为止，我已经使用了这个夹具大约 4 次，我不明白为什么它不应该持续更多。