Пайка ювелирных изделий

Этот процесс не без основания считается древней­шим из способов, которым люди соединяли один ме­талл с другим. Судя по находкам археологов, сделан­ным на территории нашей страны, к пайке древние умельцы прибегали еще около пяти тысяч лет назад, создавая ювелирные украшения. Сейчас в музеях России можно встретить множество предметов того времени, на которых заметны следы пайки. Правда, в те времена процессу пайки подвергались только золото, серебро и бронза. Пайкой принято называть процесс получения не­разъемного соединения двух металлов посредством третьего, более легкоплавкого. Этот компонент называется припоем.

Неразъемное соединение (спай) получается при взаимодействии припоя с кромками основного металла. Припои представляют собой со­единения, которые вводятся в зазор между соединя­емыми металлами. Почти во всех случаях они име­ют гораздо меньшую температуру плавления, чем соединяемые металлы. Между расплавленным при­поем и основным металлом происходят процессы взаимного растворения и диффузии, в результате которых при застывании получается прочное соеди­нение деталей.

ПАЙКА

Для получения прочного паянного соединения не­обходимо добиться такого взаимодействия припоя с паяемым материалом, при котором атомы жидкого припоя будут воздействовать на атомы паяемого ме­талла. Этот процесс называется смачиванием твер­дого металла жидким. Расплавленный припой про­никает в нагретый основной металл. Поверхности металлических поверхностей всегда имеют микро­неровности, поэтому припой в расплавленном состо­янии должен заполнить все эти неровности, раство­рив выступающие части.

Во время пайки необходимо следить за тем, чтобы припой плавился уже в тот момент, когда основной металл только разогревается и еще находится в твер­дом состоянии. Разница температур плавления ме­таллов должна быть не менее 40 °С, а в отдельныхслучаях, когда идет работа с филигранными издели­ями и существует опасность перегрева изделия, раз­ница должна превышать 50 "С.

После того, как припой разогрет и расплавлен, он должен свободно растекаться по спаиваемым частям. Этому процессу способствует шероховатость поверх­ности спаиваемых изделий. По шероховатостям, ко­торые остались от предшествующей пайки и обработ­ки, припой движется как по неким капиллярам, за­полняя все микропоры между плотно подогнанными и обязательно строго параллельно соединяемыми по­верхностями изделия. Плотность и параллельность — необходимые условия, которые надо в обязательном порядке соблюдать для получения долговечного и качественного шва.

Непосредственно на механическую прочность со­единения влияет не только выбранный тип соедине­ния, количество припоя, но и то, как его расположи­ли. Каждый кусочек накладываемого припоя надо соразмерять с величиной спаиваемой поверхности. Если припоя мало, то шов не будет заполнен, при большом количестве — его будет трудно удалить при очистке. Укладывать припой необходимо так, чтобы его было легко удалить и стараться располагать на внутренней стороне изделия.

Типы соединений.

При пайке ювелирных изделий используются два основных типа соединений: внах­лестку и встык, при необходимости их можно соче­тать. Соединение встык используют в тех случаях, ког­да от шва не требуется особой жесткости, герметич­ности и высокой прочности. Соединение внахлестку обеспечивают более надежный и прочный шов. Ско­шенные соединения, представляющие собой одну из разновидностей соединения в стык, увеличивают пло­щадь соединения, но при этом способе в значитель­ной степени усложняется подгонка концов деталей. Комбинированные соединения в основном можно встретить при пайке сложных, индивидуальных юве­лирных украшений.

Подготовка паяемых поверхностей

ПАЙКА

Непосред­ственно процессу пайки предшествует еще ряд опе­раций, которые необходимо выполнить для получе­ния качественного и прочного соединения. Прежде всего надо самым тщательным образом очистить со­единяемые поверхности от загрязнений и оксидов. Место пайки должно быть максимально чистым. В основном практикуются две формы очистки: хими­ческая и механическая.

Наиболее эффективным способом удаления всевоз­можных жировых или масляных пятен на металле считается химический. При этом используются хи­мические соединения четыреххлористого углерода, трихлорэтилена или тринатрийфосфата. Выбор тре­буемого очистителя зависит от индивидуальных осо­бенностей очищаемого материала. Кроме того, надо, чтобы применяемый реактив легко смывался с по­верхностей, так как его остатки могут повредить ос­новному металлу или образовать на поверхности не­желательную пленку. После очистки поверхности пайку рекомендуется проводить немедленно, чтобы избежать появления новых окислов.

Механическая очистка производится с помощью инструментов: напильника, надфиля, шабера, наж­дачной шкурки, проволочной или стеклянной щет­ки. При этом необходимо следить, чтобы не остава­лось заусенцев и остатков старого припоя. Этот способ требует большой осторожности, так как неаккуратное механическое воздействие на ювелирное изделие мо­жет легко привести к его порче. Желательно после поверхностной механической очистки проводить еще и химическую. Главное помнить, что чем чище со­единяемые поверхности, тем выше качество пайки.

Пригонка спаиваемых частей. Для того чтобы получить при пайке качественный шов, необходимо максимально тщательно и плотно подгонять друг к другу поверхности спаиваемых частей. Стыковка может быть обеспечена пружинистостью деталей, стяжкой с помощью вязальной проволоки, плотным наложением деталей, зажимными пинцетами и т. д. Зазор между стыками должен быть минимальным, только чтобы оставалось место для припоя. Обычно он делается в пределах от 0,025 до 0,1 мм, иначе не будет обеспечена прочность спая. Если ювелир паяет замкнутые пустотелые детали, то необходимо проде­лать в малозаметных местах несколько крошечных отверстий, чтобы обеспечить выход воздуха во время пайки. В противном случае воздух при нагревании будет расширяться в замкнутом пространстве, что в конце концов приведет к вспучиванию изделия, его деформации и даже разрыву. Для того чтобы снять внутреннее напряжение в соединяемых деталях, ос­тавшееся после предшествовавшей обработки, и из­бежать, таким образом, возможных излишних дефек­тов, соединяемые части подвергают отжигу.

Если пайке подвергается прессованная деталь или изделие, то необходимо их тщательно проверить на наличие возможных трещин или дырочек. При пай­ке в них может затекать припой, что приведет к пор­че изделия и браку. При пайке слабоподвижных шарнирных соедине­ний или пружинных замков браслетов можно избе­жать затекания припоя в щели, проложив их малень­кими кусочками бумаги или картона. Перед пайкой при ремонте полых (дутых) цепочек или звеньев брас­летов места поломки положено опиливать и между стыками перпендикулярно к ним вставлять серебря­ные пластинки. На обе стороны пластинки наносят припой, паяют, после чего выступающие концы пла­стинки отпиливают.

Фиксация деталей

Во время пайки все детали располагаются на специальном огнеупорном асбесто­вом листе, выполняющем роль огнеупорной проклад­ки. Прежде чем приступить непосредственно к пай­ке, все детали должны быть надежно зафиксированы в требуемом положении. Если ювелирное изделие изготовляется вручную, то традиционными метода­ми фиксации служат: удерживание детали пинцетом, круглогубцами, укрепление детали при помощи про­волоки, зажимов или просто булавок.

При массовом производстве ювелирных украше­ний традиционным способом фиксации служит при­хватка. Припаиваемые детали изделий помещаются в соответствующие по форме матрицы, закрепляемые на опорной плите, после чего к деталям подводят электрод. Соединение деталей в определенных точ­ках происходит за счет местной пластической дефор­мации. Одновременно электроды, проводящие ток, являются и пуансонами, служащими для осадки ме­талла в нагретой зоне. Подобный способ применим при изготовлении практически всех ювелирных ук­рашений.

Точечный паянный шов между деталями достаточ­но прочен, чтобы в последующем выдержать нанесе­ние флюса, припоя, транспортировку изделий к мес­ту пайки, которая должна осуществляться немедлен­но после проведения механической или химической очистки соединяемых поверхностей. Особенно важен для качественной пайки правильно выбранный при­пой.

Припои

Припоями называют легкоплавкие метал­лические сплавы, которые служат для получения неразъемных соединений. Припои различают по их металлической основе (оловянные, кадмиевые, цин­ковые, магниевые, алюминиевые, медные, серебря­ные, золотые), а также по температуре плавления: мягкие (с температурой плавления до 450 °С) и твер­дые (с температурой плавления выше 450 °С).

Все припои, которые используются в ювелирной технике, содержат определенное количество драгоцен­ных металлов и классифицируются по более высо­кой температурной шкале. Температура плавления ювелирных припоев колеблется между 650 и 1100 'С. В данном случае мягкими припоями называют те, у которых температура плавления намного ниже, чем у спаиваемого металла. Если их температура плав­ления приближается к температуре плавления спа­иваемых металлов, то припои называются тверды­ми. Все остальные относятся к категории средних. Но у ювелирных припоев понятие твердости и мяг­кости весьма относительно, а поэтому эти показа­тели называются «плавающими». Объясняется это; тем, что для спаивания используется множество различных металлов с различной температурой плав­ления.

На предприятиях ювелирной промышленности используются золотые и серебряные припои, кото­рые строго регламентированы по температуре плав­ления, пробе и цвету. Однако, вне зависимости от всех этих показателей, припой должен обладать сле­дующими свойствами: текучестью, пластичностью и прочностью. Первое — способность затекать в щели, а также растекаться по поверхности металла. Плас­тичность определяется возможностью деформации паянного шва. Прочность — способность паянного шва выдерживать нагрузки на разрыв. Припой должен плавиться в тот момент, когда основной металл еще находится в твердом состоянии.

От того, насколько правильно был выбран припой, зависит качество изделия и трудоемкость дальней­шей работы с ним. Выбирая припой, ювелир должен учитывать не только температуру его плавления, цвет и текучесть, но и массу спаиваемых деталей, величи­ну зазора.

Золотые припои (табл. 20—24) используются для пайки золотых и платиновых изделий. Они характе­ризуются высокой коррозионной стойкостью. Проба припоя должна соответствовать пробе изделия, при этом для каждой пробы существует несколько раз­личных по цвету и температуре плавления припоев. Цвет припоев зависит от соотношения в них меди, серебра, цинка, кадмия. Преобладание серебра пони­жает температуру плавления, повышает текучесть и пластичность и ослабляет цвет. Медь повышает проч­ность припоя и придает ему красноватый оттенок. Прибавка цинка делает припой зеленоватого оттен-тса, а кадмий не меняет цвет припоя.

Таблица 20 Золотые (желтого цвета) припои 585-й пробы

Марка Компоненты, % Рабо­чая тем­пера­тура, 'С Цвет
Аи Ag Си Cd Zn Ga
ПЗл58,5Ср12,5М20,5Ц 58,5 12,5 20,5 8,5 850 Красно­ватый
ПЗл58,5Ср12,5М26Ц 58,5 12,5 26,0 3,0 820 «
ПЗл58,5Ср15М22Кд2Ц 58,5 15,0 22,0 2,0 2,5 800 Желтый
ПЗл58,5Ср16М20,5Кд2Ц 58,5 16,0 20,5 2,0 3,0 780 Красно­ватый
ПЗл58,5Ср22М14,5Г 58,5 22,0 14,5 5,0 760 Зелено­ватый
Таблица 21 Золотые (белого цвета) припои 585-й пробы
Марка Компоненты, % Рабо­чая тем­пера­тура, 'С
Аи Ag Си Pd Ni Zn
ПЗл58,5Ср26М7,4Пд6Ц 58,5 26,0 7,4 6,0 2,1 860
ПЗл58,5Ср10М14,5М10Ц 58,5 10,0 14,5 10,0 7,0 840
ПЗл58,5Ср11,5М14М8Ц 58,5 11,5 14,0 — ■ 8,0 8,0 760
ПЗл58,5Ср14,5М11М8Ц 58,5 14,5 11,0 8,0 8,0 740
Таблица 22 Золотые (желтого цвета) припои 750-й пробы
Марка Компоненты, % Рабочая темпера­тура, 'С
Аи Ag Си Cd Zn Sn
ПЗл75Ср15М7,35Ц 75,0 15,0 7,35 2,65 840-860
ПЗл75Ср13М9ЦЗКд 75,0 13,0 9,0 3,0 840-860 "
ПЗл75Ср14М8ЦЗКд 75,0 14,0 8,0 3,0 820-840
ПЗл75Ср9,5М9,5Ц40 75,0 9,5 9,5 4,0 2,0 800-820

На практике цвет золотых припоев делится на бе­лый и желтый. Первый используют при пайке изде­лий из платины и белого золота, второй — для изде­лий из желтого золота. В зависимости от содержа­ния в припоях меди, цинка, олова, кадмия, их делят на мягкие (легкоплавкие) и твердые (средне - и ту­гоплавкие). При реставрации и ремонте золотых из­делий используют припои 500-й и 375-й проб.

Поделитесь статьей с друзьями в социальных сетях:

Предыдущая статья: Следующая статья:
На ту же тему

Навигация

Предыдущая статья: ←

Следующая статья:

Женщины в бизнесе и дома © 2018 ·   Войти   · Тема сайта и техподдержка от GoodwinPress Наверх