Пайка ювелирных изделий

Пайкой называют технологический процесс получения неразъемных соединений с помощью 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 образует 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).

Из всех видов пайки в ювелирном производстве применяют в основном газопламенную. В зависимости от условий пайку ведут газовыми или бензиновыми паяльными аппаратами. На предприятиях с централизованной подачей газов низкого давления используют двухканальные газовые горелки (пистолеты). Подача газа и давление воздуха регулируются кранами узлового штуцера (который соединен с горелкой резиновыми шлангами), тонкая регулировка пламени - кранами самой горелки.

газовая горелка

В ювелирной практике применяется три типа газовых горелок: смесительного типа (при поступлении в мундштук горелки газовоздушной смеси); параллельной подачи газа и воздуха и инжекторного типа (при подаче газа под давлением). В горелках смесительного типа (рис. 1. Схема газовой горелки смесительного типа: 1 - жиклер, 2 - рассекатель, 3 - трубка подачи смеси. 4 - краy, 5 - газ, 6 - воздух) газ и воздух подаются по отдельным трубкам, смешиваются внутри горелки и смесь подается в форсунку горелки. Оптимальные сечения выходных отверстий этой форсунки рассекателя 8 мм, жиклера - 2 мм.

В горелках с параллельной подачей (рис. 2. Газовая горелка параллельной подачи газа и воздуха: 1 - кран, 2 - форсунка, 3 - жиклер) газ и воздух также поступают в горелку по разным трубкам и отдельно выводятся в форсунку. Оптимальные отверстия выходного потока форсунки для газа - 8 мм, воздуха - 0,9 мм. Давление (напор) пламени в таких горелках обеспечивает воздух. В горелках инжекторного типа только один канал, по которому подается газ под давлением, обеспечивающим необходимый напор пламени. Воздух, необходимый для сгорания газа, засасывается в камеру разрежением через отверстия диафрагмы, и смесь подается в форсунку. Жиклер инжекторной горелки 0,12... 0,15 мм.

В мастерских, не имеющих городского газоснабжения и не оборудованных централизованным снабжением баллонным газом, применяют индивидуальные газовые или бензиновые аппараты. Для газовых аппаратов с принудительной (рис. 3.Принципиальная схема индивидуального газового аппарата с принудительной подачей воздуха: 1 - газовый баллон, 2 - прокладка, 3 - игольчатый кран, 4 - горелка,5 - резиновые шланги, 6 - принудительная подача воздуха) подачей воздуха используют бытовые газовые баллоны с редуктором и регулировочным краном, обеспечивающим низкое давление газа. Воздух подается компрессором или мехами под давлением, необходимым для напора пламени. Для устранения пульсации пламени воздух пропускают через ресивер (сосуд емкостью 5... 10 л) Все соединения этого ап парата могут быть обе спечены гибкими резино выми шлангами. Допускается использовать любые двухканальные горелки. К газовым аппаратам без подачи воздуха подходят такие же бытовые газовые баллоны с краном для регулировки давления, необходимого для напора пламени и инжекторные одноканальные горелки. Соединение баллона с горелкой обеспечивают гибким шлангом высокого давления с надежным соединительным креплением на штуцерах. Все перечисленные газовые горелки обеспечивают температуру нагрева в пределах 1100°С.

Более высоким температурным режимом (до 1300 °С) обладает бензиновый паяльный аппарат (рис. 4. Бензиновый паяльный аппарат: 1 - меха, 2 - резиновый соединительный шланг, 3 - штуцер, 4 - заливное отверстие, 5 - бачок, 6 - горелка), состоящий из мехов для подачи воздуха, бачка для бензина (газообразователя) и горелки. Оптимальные отверстия форсунки для выходного потока смеси - 10 мм, жиклера - 0,5 мм. Принцип действия бензоаппарата в следующем: в бачке с бензином под действием давления воздуха, создаваемого мехами, образуются пары бензина и подаются в горелку. Штуцер газообразователя имеет два канала - входной и выходной, которые категорически нельзя путать, подсоединяя шланги. В случае изменения направления подачи воздуха неизбежен выплеск горящей жидкости из горелки. Бензиновый паяльный аппарат работает на высококачественном бензине, который заливают ниже уровня заливного отверстия. В качестве огнеупорной основы при пайке используют листовой асбест (асбестовый картон). Стандартные листы асбеста толщиной 5...8 мм пригодны в качестве подкладочного материала.

Для удобства пайки используют различные настольные приспособления, покрытые асбестом, - лёткалы. Наиболее распространенный леткал представляет собой деревянный брусок высотой 15...20 мм, на который набивается 1...2 слоя листового асбеста. «Сыпучие» края асбеста увлажняют и приглаживают, чтобы асбест не засорял драгоценные опилки. Используют леткал до тех пор, пока поверхность асбеста остается ровной. Затем, когда асбест в результате пропитывания флюсом становится бугристым и непористым, асбестовый слой меняют.

Площадь леткалов выбирают произвольно в зависимости от характера работ и размеров изделий (деталей), которые необходимо уложить для пайки. Для удержания изделий в вертикальном положении пользуются специальными зажимами. Простейшие проволочные зажимы изготовляют из 1,5...2-миллиметровой стальной проволоки, лучше нихромовой (никелехромовая сталь) прямо на леткале. При изготовлении изделий партиями удобно иметь леткал с множеством проволочных зажимов для проведения данной операции на большом количестве изделий. Если на изделии за один прием есть возможность провести несколько паек с разных сторон, то пользуются вращающимся леткалом.
В качестве инструмента во время подготовки изделия к пайке, офлюсовывания, переноса изделий и укладки (установки) на леткале пользуются пружинными стальными пинцетами длиной 120... 160 мм. В процессе серийной пайки пинцетом удерживают припой (ленточный или проволочный) в момент пайки. Припоями называют легкоплавкие металлические сплавы, с помощью которых получают неразъемные соединения. По общетехнической терминологии припои классифицируют по температурному режиму на особолегкоплавкие (до 145 °С); легкоплавкие (145...450 °С); среднеплавкие (450...1100 °С); высокоплавкие (1100...1850 °С); тугоплавкие (свыше 1850 °С). Ювелирная терминология определения припоев учитывает только газопламенную пайку (исключая контактную) и делит припои на мягкие, средние и твердые, имея в виду - легкоплавкие, среднеплавкие и тугоплавкие в диапазоне 650... 1100 °С.

пайка изделий

Припои, используемые для пайки ювелирных украшений, маркируются и учитываются, как и все драгоценные сплавы, по процентному содержанию в них драгоценного металла. Деление припоев на мягкие, средние и твердые весьма условно, для серебряных и золотых сплавов будут разные температурные режимы мягких и твердых припоев. Мягкими припои называют в тех случаях, когда температура плавления припоев значительно ниже температуры плавления основных (спаиваемых) металлов.

Припои, температура плавления которых близка к температуре плавления основных металлов, называют твердыми. Характеристика припоев кроме процентного содержания драгоценного металла и температуры плавления может быть выражена понятиями - цвет, текучесть, пластичность, прочность. Цветовая характеристика припоя в большей степени относится к золотому, цвет которого должен быть максимально приближен к основному сплаву. Текучесть припоя - это его способность в расплавленном состоянии растекаться по поверхности (по шву). Пластичность припоя - возможность деформации паяного шва. Прочность - возможность паяного шва выдерживать 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. В золотых изделиях проба припоя должна максимально соответствовать пробе основного металла, чтобы готовое изделие со всеми пайками не превысило разницу в 0,5 % относительно заявленной пробы изделия.