Представиться системе:

Разделы


Пайка ювелирных изделий


Пайкой называют технологический про­цесс получения неразъемных соединений при помощи более легкоплавких металлических сплавов (припоев). Неразъемное соединение (спай) получается в результате взаимодей­ствия расплавленного припоя с кромками ос­новного металла. При этом припой внедряет­ся между зернами основного металла и обра­зовывает промежуточный слой (сплав припоя и основного металла). В результате диффузии (проникновения одного металла в другой) припоя с основным металлом припой может изменять свои свойства: цвет, пластичность, твердость. Диффузионное проникновение ме­таллов зависит от режима пайки (температу­ры и времени нагрева).


Существует несколько видов пайки, однако изготовление ювелирных изделий сопровожда­ется только газопламенной пайкой. Пайка ведется газовыми и бензиновыми аппара­тами.

Ювелирная пайка — очень ответственная операция, требующая от ювелира мастерства, знания свойств металлов, умения правильно подобрать припои и флюсы. Каждое рабочее место ювелира должно быть оснащено паяльными аппаратами (газовым или бензиновым).


Пайка газовыми паяльными аппаратами может осуществляться при условии, что каж­дое рабочее место ювелира оборудовано газо­вой (для подачи газа) и воздушной (для по­дачи воздуха под давлением) подводкой. Та­кое оборудование наиболее удобно при паяль­ных работах. Но иногда применяется и система баллонного снабжения. В этом случае ин­дивидуально, на каждое рабочее место уста­навливают небольшие баллоны. Если баллоны имеют редукционную подачу газа, воздух не подается, но паяльная горелка снабжена воз­душным подсосом. Паяльные горелки всех ви­дов называют пистолетами.


Газовые пистолеты, работающие с одновременной подачей газа и воздуха, состоят из двух трубок: по трубке большего сечения подается газ, по трубке меньшего сечения — воздух (иногда разница этих трубок внешне не видна); смешивание потоков про­исходит в мундштуке пистолета. Газовые пистолеты без подачи воздуха имеют одну трубку — подачи газа под давлением и от­верстия для подсоса воздуха.

Газовые пистолеты удобны в эксплуатации тем, что при помощи регулировочных кра­нов устанавливается постоянное, нужной длины и напора пламя.

Бензиновый паяльный аппарат состоит из мехов для подачи воздуха, бачка (газообразователя) и пистолета . Меха приводятся в действие нажатием ноги, при этом срабатывает выпускной клапан камеры, и воздух через резиновую трубку подается в бачок. Бачок (металлический) имеет отвер­стие для заливки бензина с герметической пробкой и рабочую пробку, снабженную входной и выходной трубками. Воздух, посту­пающий из мехов через входную трубку в ба­чок с бензином, повышает в нем давление, в результате чего образовываются пары бен­зина. Под давлением пары бензина поступа­ют через выходную трубку в паяльный пис­толет. Внутри трубки, подающей пары в пис­толете, есть трубка меньшего сечения, кото­рая при выходе смеси из пистолета создает в центре потока более высокое давление.

Бензиновый паяльный аппарат работает на высококачественном бензине, который за­ливается ниже уровня заливной пробки. При заправке аппарата низкосортным бензином пламя пистолета оставляет сильную копоть, препятствующую пайке. При хорошей налад­ке аппарата пистолет дает пламя, обеспечивающее выполнение любой пайки и плавку небольших количеств сплава. Недостаток заключается в том, что при пайке бензиновым аппаратом одна нога ювелира находится в постоянном движении.

Подкладкой (основой) для паяемых изде­лий служат огнеупорные приспособлении. Вид и форма огнеупорной основы зависят от способа пайки. В большинстве случаев при­меняют асбестовый леткал на деревянной ос­нове. Изготовляется он из 15—20-миллиметровой деревянной плиты, на кото­рую набивается асбестовый картон. Если тол­щина картона меньше 5 мм — его набивают в два слоя, если от 5 мм и выше — в один слой. Выпускают картон толщиной 3; 3,5; 4; 5; 6; 8 и 10 мм. Использовать вместо картона асбес­товую бумагу нельзя, так как она независимо от количества слоев вспучивается и момен­тально прогорает.

Во избежание скатывания в перекосов деталей и изделий асбестовая площадка должна быть ровной, без бугров и впадин. Горизонтальные габариты леткала выбирают произвольно, в зависимости от характера ра­боты. Асбестовые края леткала смачивают во­дой и заглаживают во избежание попадания асбеста в опилки драгоценных металлов. Пос­ле того как леткал просушат, им можно пользоваться.

Для пооперационной пайки применяют леткал-вертушку, представляющую собой металлический цоколь, на котором на ложке укреплен вращающийся стол. Форма стола, как правило, круглая, с размерами в пределах 100 мм. Стол имеет бортики 4—5 мм для вкладки огнеупорной площадки. Огне­упорная площадка для вертушки может быть изготовлена из асбестового картона или ас­боцемента.

Для пайки изделий и деталей, которые нельзя установить на ровной площадке или которые необходимо паять в вертикальном положении, применяют леткала с пружин­ными зажимами. Пружинные зажимы изготовляют из 1,5—2-миллиметровой стальной проволоки, которую парно изгибают зигзагом и вертикально прибивают на леткал с дере­вянной основой. Стальная проволока образу­ет парные проволочные выступы, между кото­рыми зажимается деталь или изделие.

Если пайка производится в монтировоч­ных массах (застывающие огнеупорные мас­сы), то основой для выкладки массы служат металлические листы.

В качестве вспомогательного инструмента во время пайки используют пинцеты (корцанги) и кисточку. Обычные медицинские пинцеты служат для переноса изделий и де­талей, офлюсовывания их и для удержания ленточного припоя во время пайки. Зажимны­ми пинцетами зажимают изделия во время пайки и удерживают детали или припой в мо­мент расплавления припоя. Работают они на сжатие, т. е. при нажатии на щечки пинцета они разжимаются, тогда как обычные сжима­ются. Кисточкой осуществляют местное офлюсовывание изделий или деталей, т.е. нане­сение флюса на место пайки, и наложение на место пайки порции припоя.


Припоями называют легкоплавкие метал­лические сплавы, при помощи которых полу­чают неразъемные соединения. Обычно при­пои классифицируют на мягкие (температу­ра плавления до 450°С) и твердые (свыше 450°С).

Припои, используемые в ювелирной технике, содержат определенное количество дра­гоценных металлов и классифицируются по более высокой температурной шкале. Темпе­ратура плавления ювелирных припоев колеб­лется от 650° до 1000—1100°С. Припои, темпе­ратура плавления которых намного ниже температуры плавления спаиваемых метал­лов, называют мягкими. Припои, температура плавления которых близка к температуре плавления спаиваемых металлов, называют твердыми. Все остальные припои называют средними. А так как температуры плавления спаиваемых металлов различны, то и понятие твердости припоев «плавающее», т. е. относи­тельно к определенному сплаву.

Предприятия, производящие ювелирные изделия, используют золотые и серебряные припои, отличающиеся пробой, цветом, тем­пературой плавления. Однако независимо от этого все припои должны обладать хорошей текучестью, пластичностью, прочностью. Те­кучесть припоя —это его способность (в рас­плавленном виде) затекать в щели и расте­каться по поверхности металла. Пластич­ность — возможность деформации паяного шва. Прочность — способность паяного шва выдерживать удары и нагрузки на разрыв.

От правильного выбора припоя во многом зависит качество будущего изделия и трудо­емкость дальнейшей работы над ним. При выборе припоя учитываются массы спаивае­мых деталей, величина зазора, текучесть, тем­пература плавления и цвет припоя.

Как уже упоминалось, при производстве ювелирных изделий используют золотые и се­ребряные припои.

Золотые припои служат для пайки золо­тых и платиновых изделий. Проба их должна соответствовать пробе изделия, и поэтому су­ществуют припои всех узаконенных проб для золотых ювелирных изделий, изготовляющих­ся при помощи пайки. На каждую из проб предусмотрено несколько припоев, различных по цвету и температуре плавления.


Легкоплавкость, текучесть, разность цве­тов и оттенков золотых припоев достигаются путем введения в их состав серебра, меди, кадмия, цинка, палладия и никеля. Так, се­ребро, входящее в состав припоя, понижает температуру плавления, повышает текучесть и пластичность и ослабляет цвет его. Медь препятствует легкоплавкости, повышает прочность припоя и придает ему краснова­тые оттенки. Кадмий понижает температуру плавления и придает припою зеленоватый оттенок. Цинк понижает температуру плавле­ния, улучшает текучесть и ослабляет цвет припоя. Палладий входит в состав золотых припоев белого цвета, повышая температуру плавления припоя и окрашивая его в белый цвет. Никель, как и палладий, придает припою белый цвет и используется как составной компонент белого золотого припоя. Он повы­шает прочность и температуру плавления припоя.

Цвет золотых припоев делят на желтый и белый. Желтые припои употребляются для пайки золота различных желтых оттенков и поэтому имеют красноватые, оранжевые, желтые, зеленоватые цвета. Белые припои по цвету напоминают платину и применяются для пайки изделий из белого золота и платины. При производстве ювелирных изделий используют припои четырех проб — 750, 583, 500, 375.

В настоящее время ювелирными предприя­тиями применяется около 30 серебряных при­поев. К серебряным припоям не предъявля­ются такие жесткие требования, как к золотым: им не обязательно соответствовать про­бе изделия. Содержание серебра в ювелирных припоях колеблется от 50 до 80%. Как пра­вило, серебряные припои — трехкомпонентные (Аg—Сu—Zn), но встречаются двухком­понентные (без участия цинка) и четырех­компонентные (с добавкой кадмия или оло­ва). Ювелирные серебряные припои облада­ют высокой пластичностью, прочностью и хо­рошей текучестью. Температура плавления их 650—810°С.


Для сохранения спаиваемых поверхнос­тей от окисления, растворения окислов окис­лившихся металлов, для очищения поверх­ностей от загрязнений и обеспечения хоро­шей смачиваемости припоем при пайке при­меняют флюсы. В качестве флюсов для юве­лирной пайки используют приготовленные растворы буры и борной кислоты. Выбор флю­са зависит от степени окисления сплава, под­лежащего пайке. Чем больше активно окис­ляющихся добавок входит в состав сплава и чем выше их содержание, тем тщательнее нужно относиться к выбору и приготовлению флюса.

Самым универсальным флюсом для пайки золотых изделий служит водный раствор бу­ры с борной кислотой в соотношении 1:1 по объему. Для приготовления флюса 20 г буры и столько же борной кислоты засыпают в 200 мл воды (лучше дистиллированной), раствор кипятят и охлаждают. Пользоваться этим жидким флюсом очень удобно. Изделия, подготовленные к пайке, смачивают флюсом (окунанием или кисточкой), который благо­даря своему жидкому состоянию легко про­никает в зазоры будущего изделия. Флюс, приготовленный из буры и борной кислоты, применяют для пайки изделий из золотых сплавов, в которых нет никеля.

В других случаях в качестве флюса при пайке используют насыщенный раствор бу­ры. Насыщенный раствор буры представляет собой жидкую кашицу, степень густоты ко­торой поддерживают доливанием воды. Флюс готовят следующим образом. В сосуд (бурошницу) с порошкообразной бурой наливают воду, так чтобы она покрыла порошок. Затем бурошницу нагревают до полного растворе­ния буры и охлаждают. Охлаждаясь, раствор кристаллизуется. Кристаллы тщательно пере­тирают плоской ступкой и заливают водой до образования жидкой кашицы. Этот флюс при­меняется для пайки серебряных, золотых и мельхиоровых изделий.

К золотым изделиям с содержанием нике­ля рекомендуется применять двойное флюсо­вание. Для этого, перед тем как нанести буру на место пайки, изделие следует прокипя­тить в густом растворе борной кислоты. На прокипяченном изделии образуется тонкая плотная пленка, предохраняющая его от окисления. После этого на изделие наносят флюс насыщенного раствора буры — и изделие го­тово к пайке.

Так же как изделия, перед пайкой офлюсовываются и припои.

Пайка изделий производится ювелиром сидя на рабочем месте, при полной готовности паяльного аппарата, флюса, приспособле­ний и инструмента.

Подготовка изделия к пайке заключается в припасовке (подгонке) деталей друг к дру­гу. Спаиваемые поверхности должны быть параллельно припилены напильником или надфилем и плотно состыкованы. Стыковка паяемых площадей может быть обеспечена пружинистостью деталей, плотным наложе­нием деталей, притяжкой при помощи вя­зальной проволоки, зажимными пинцетами и т. д. Зазор стыка должен быть плотен на­столько, насколько ему позволяет это шероховатость припиленных площадей. Если величина зазора будет больше 0,1 или меньше 0,025 мм (соответствует стыку полированных площадей), то прочность спая будет недоста­точной.


Припой для пайки прокатывается до тол­щины 0,2—0,3 мм и нарезается партинками (порциями), а при серийной пайке изделий, не требующей точной дозы, нарезается лен­точками (палочками) специальными ножни­цами. Ширина ленточек 1,0—1,5 мм.

Конкретных требований к дозировке спая нет и быть не может, так как она зависит от ве­личины спаиваемых площадей, величины за­зоров и др. Каждый ювелир определяет до­зировку индивидуально для каждого изделия опытным путем.

Подготовленное изделие офлюсовывают и укладывают или устанавливают на леткал. Затем пламенем горелки изделие нагревают до высыхания флюса и влажной кисточкой наносят партинку на место пайки. Изделие продолжают равномерно нагревать до темпе­ратуры, близкой к температуре плавления припоя. После этого нагревают место спая припоя не перегревая его до полного растекания. При перегреве мест спая припой может увеличить зазор стыка, излишне оплавить края стыкового соединения, вспузыриться, об­разовав поры, или окислиться так, что при­дется снова заправлять и пропаивать зазор.

При пайке палочкой (ленточкой) изделие прогревают без наложения припоя до темпе­ратуры начала расплавления припоя, затем зажатый в пинцете припой подносят к месту пайки и отсекают (расправляют) на спай не­обходимую дозу.


Применение при пайке газовых и бензино­вых паяльных аппаратов делает эту опера­цию опасной. Приступая к пайке, каждый ювелир обязан знать устройство и схему ра­боты применяемых паяльных аппаратов, а также правила пользованияими. Пламя заж­женной горелки должно быть направлено только в сторону оборудованного для пайки места, а после окончания работы — сразу погашено. Необходимо помнить, что зона вос­пламенения от направленного под давлени­ем пламени паяльного аппарата — до 50 см. При замеченной утечке газа работа должна быть немедленно прекращена до устранения неисправности. Начиная работу бензиновым аппаратом, надо убедиться в правильности подключения шлангов к бачку. Если шланги подключены неправильно — поток огненной жидкости, вырывающийся из горелки, может вызвать тяжелые ожоги и пожар. При засо­рении клапана бачка или горелки подкачку воздуха нужно немедленно прекратить, что­бы избежать взрыва бачка.

 

Источник: В.И. Марченков «Ювелирное дело», Москва, 1975

Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.