Цей процес не без підстави вважається найдавнішим із способів, якими люди поєднували один метал з іншим. Судячи зі знахідок археологів, зробленим на території нашої країни, до пайку стародавні умільці вдавалися ще близько п’яти тисяч років тому, створюючи ювелірні прикраси. Зараз в музеях Росії можна зустріти безліч предметів того часу, на яких помітні сліди пайки. Правда, в ті часи процесу пайки піддавалися тільки золото, срібло і бронза. Пайкою прийнято називати процес отримання нероз’ємного з’єднання двох металів за допомогою третього, більш легкоплавкого. Цей компонент називається припоєм.

Нероз’ємне з’єднання (спай) виходить при взаємодії припою з кромками основного металу. Припої представляють собою сполуки, що вводяться у зазор між сполучуваними металами. Майже у всіх випадках вони мають набагато меншу температуру плавлення, ніж з’єднуються метали. Між розплавленим припоєм і основним металом відбуваються процеси взаємного розчинення і дифузії, в результаті яких при застиганні виходить міцне з’єднання деталей.

Пайка ювелірних виробів

Для отримання міцного паянного з’єднання необхідно домогтися такої взаємодії припою з паяемым матеріалом, при якому атоми рідкого припою будуть впливати на атоми паяемого металу. Цей процес називається змочуванням твердого металу рідким. Розплавлений припій проникає в нагрітий основний метал. Поверхні металевих поверхонь завжди мають мікронерівності, тому припій в розплавленому стані повинен заповнити всі ці нерівності, розчинивши виступаючі частини.

Під час пайки необхідно стежити за тим, щоб припій плавився вже в той момент, коли основний метал тільки розігрівається і знаходиться у твердому стані. Різниця температур плавлення металів повинна бути не менше 40 °С, а в отдельныхслучаях, коли йде робота з філігранними виробами і існує небезпека перегріву вироби, різниця повинна перевищувати 50 «Пн.

Після того, як припій розігрітий і розплавлений, він повинен вільно розтікатися по спаиваемым частинах. Цьому процесу сприяє шорсткість поверхні споюваних виробів. Щодо труднощів, які залишилися від попередньої пайки і обробки, припій рухається як по якимсь капілярах, заповнюючи всі мікропори між щільно підігнаними і обов’язково строго паралельно сполучаються поверхнями вироби. Щільність і паралельність — необхідні умови, які треба в обов’язковому порядку дотримуватися для отримання довговічного і якісного шва.

Безпосередньо на механічну міцність з’єднання впливає не тільки вибраний тип з’єднання, кількість припою, але і те, як його розташували. Кожен шматочок накладеного припою треба співставляти з величиною спаиваемой поверхні. Якщо припою мало, то шов не буде заповнений, при великій кількості — його буде дуже важко видалити при очищенні. Укладати припій необхідно так, щоб його було легко видалити і намагатися розташовувати на внутрішній стороні виробу.

Типи з’єднань.

При пайку ювелірних виробів використовуються два основних типи з’єднань: внахлестку і встик, при необхідності їх можна поєднувати. З’єднання встик використовують в тих випадках, коли від шва не потрібно особливої жорсткості, герметичності і високої міцності. З’єднання внахлестку забезпечують більш надійний і міцний шов. Скошені сполуки, що представляють собою одну з різновидів з’єднання в стик, збільшують площу з’єднання, але при цьому способі значною мірою ускладнюється підгонка кінців деталей. Об’єднані з’єднання в основному можна зустріти при пайку складних, індивідуальних ювелірних прикрас.

Підготовка поверхонь паяемых

Пайка ювелірних виробів

Безпосередньо процесу пайки передує ще ряд операцій, які необхідно виконати для отримання якісного і міцного з’єднання. Перш за все треба ретельно очистити сполучаються поверхні від забруднень і оксидів. Місце пайки повинне бути максимально чистим. В основному практикуються дві форми очищення: хімічна і механічна.

Найбільш ефективним способом видалення всіляких жирових або масляних плям на металі вважається хімічний. При цьому використовуються хімічні сполуки чотирихлористого вуглецю, трихлоретилену або тринатрійфосфату. Вибір необхідного очисника залежить від індивідуальних особливостей очищуваного матеріалу. Крім того, треба, щоб застосовуваний реактив легко змивався з поверхонь, так як його залишки можуть пошкодити основного металу або утворити на поверхні небажану плівку. Після очищення поверхні пайку рекомендується проводити негайно, щоб уникнути появи нових оксидів.

Механічне очищення здійснюється за допомогою інструментів: напилка, надфілі, шабера, наждачного шкурки, дротяною чи скляній щітки. При цьому необхідно стежити, щоб не залишалося задирок та залишків старого припою. Цей спосіб вимагає великої обережності, так як неакуратне механічний вплив на ювелірний виріб може легко привести до його псування. Бажано після поверхневого механічного очищення проводити ще і хімічну. Головне пам’ятати, що чим чистіше сполучаються поверхні, тим вище якість пайки.

Пригін споюваних частин. Для того щоб отримати при пайку якісний шов, необхідно максимально ретельно і щільно підганяти один до одного поверхні споюваних частин. Стикування може бути забезпечена пружинистістю деталей, стягуванням з допомогою в’язального дроту, щільним накладенням деталей, затискними пінцетами і т. д. Зазор між стиками повинен бути мінімальним, тільки щоб залишалося місце для припою. Зазвичай він робиться в межах від 0,025 до 0,1 мм, інакше не буде забезпечена міцність спаю. Якщо ювелір паяє замкнуті порожнисті деталі, то необхідно виконати в малопомітних місцях кілька крихітних отворів, щоб забезпечити вихід повітря під час пайки. В іншому випадку повітря при нагріванні буде розширюватися в замкнутому просторі, що врешті-решт призведе до спучування виробу, його деформації і навіть розриву. Для того щоб зняти внутрішнє напруження в з’єднуваних деталях, що залишився після попередньої обробки, і уникнути, таким чином, можливі зайвих дефектів, що з’єднуються частини піддають відпалу.

Якщо пайку піддається пресована деталь або виріб, то їх необхідно ретельно перевірити на наявність тріщин або дірочок. При пайці у них може затікати припій, що призведе до псування вироби і шлюбу. При пайку слабоподвижных шарнірних з’єднань або пружинних замків браслетів можна уникнути затікання припою в щілини, проклавши їх маленькими шматочками паперу або картону. Перед паянням при ремонті порожнистих (дутих) ланцюжків або ланок браслетів місця поломки належить обпилювати і між стиками перпендикулярно до них вставляти срібні пластинки. На обидві сторони пластинки наносять припій, паяють, після чого виступаючі кінці пластинки відпилюють.

Фіксація деталей

Під час пайки всі деталі розташовуються на спеціальному вогнетривкому азбестовому аркуші, що виконує роль вогнетривкої прокладки. Перш ніж приступити безпосередньо до пайку, всі деталі повинні бути надійно зафіксовані у потрібному положенні. Якщо ювелірний виріб виготовляється вручну, то традиційними методами фіксації служать: утримання деталі пінцетом, круглогубцями, зміцнення деталі за допомогою дроту, затисків або просто шпильок.

При масовому виробництві ювелірних прикрас традиційним способом фіксації служить прихватки. Припаиваемые деталі виробів поміщаються у відповідні за формою матриці, що закріплюються на опорній плиті, після чого до деталей підводять електрод. З’єднання деталей в певних точках відбувається за рахунок місцевої пластичної деформації. Одночасно електроди, які проводять струм, є і пуансонами, призначеними для опади металу в нагрітій зоні. Подібний спосіб застосовується при виготовленні практично всіх ювелірних прикрас.

Точковий паянный шов між деталями досить міцний, щоб в подальшому витримати нанесення флюсу, припою, транспортування виробів до місця пайки, яка повинна здійснюватися негайно після проведення механічної або хімічної очистки поверхонь, що з’єднуються. Особливо важливий для якісної пайки правильно вибраний припій.

Припої

Припоями називають легкоплавкі металеві сплави, які служать для отримання нероз’ємних з’єднань. Припої розрізняють за їх металевій основі (олов’яні, кадмієві, цинкові, магнієві, алюмінієві, мідні, срібні, золоті), а також по температурі плавлення: м’які (з температурою плавлення до 450 °С) і тверді (з температурою плавлення вище 450 °С).

Всі припої, які використовуються у ювелірній техніці, містять певну кількість дорогоцінних металів і класифікуються за більш високою температурною шкалою. Температура плавлення ювелірних припоїв коливається між 650 і 1100 ‘Пн. В даному випадку м’якими припоями називають ті, у яких температура плавлення набагато нижче, ніж у спаиваемого металу. Якщо їх температура плавлення наближається до температури плавлення споюваних металів, то припої називаються твердими. Всі інші належать до категорії середніх. Але у ювелірних припоїв поняття твердості і м’якості досить відносно, а тому ці показники називаються «плаваючими». Пояснюється це тим, що для споювання використовується безліч різних металів з різною температурою плавлення.

На підприємствах ювелірної промисловості використовуються золоті та срібні припої, які суворо регламентовані по температурі плавлення, пробі і кольором. Однак, незалежно від усіх цих показників, припій повинен володіти наступними властивостями: плинністю, пластичністю і міцністю. Перше — здатність затікати в щілини, а також розтікатися по поверхні металу. Пластичність визначається можливістю деформації паянного шва. Міцність — здатність паянного шва витримувати навантаження на розрив. Припій повинен плавитися в той момент, коли основний метал ще перебуває у твердому стані.

Від того, наскільки правильно був обраний припій, залежить якість виробу і трудомісткість подальшої роботи з ним. Вибираючи припій, ювелір повинен враховувати не тільки температуру його плавлення, колір і плинність, але і масу споюваних деталей, величину зазору.

Золоті припої (табл. 20-24) використовуються для пайки золотих і платинових виробів. Вони характеризуються високою корозійною стійкістю. Проба припою повинна відповідати пробі вироби, при цьому для кожної проби існує кілька різних за кольором і температурі плавлення припоїв. Колір припоїв залежить від співвідношення в них міді, срібла, цинку, кадмію. Переважання срібла знижує температуру плавлення, підвищує плинність і пластичність і послаблює колір. Мідь підвищує міцність припою і надає йому червонуватий відтінок. Надбавка цинку робить припій зеленуватого оттен-тва, а кадмій не змінює колір припою.

Таблиця 20 Золоті (жовтого кольору) припої 585-ї проби

Марка
Компоненти, %
Робоча температура, ‘З
Колір

Аі
Ag
Сі
Cd
Zn
Ga

ПЗл58,5Ср12,5М20,5Ц
58,5
12,5
20,5

8,5

850
Червонуватий

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
Жовтий

ПЗл58,5Ср16М20,5Кд2Ц
58,5
16,0
20,5
2,0
3,0

780
Червонуватий

ПЗл58,5Ср22М14,5Г
58,5
22,0
14,5


5,0
760
Зеленуватий

Таблиця 21 Золоті (білого кольору) припої 585-ї проби

Марка
Компоненти, %
Робоча температура, ‘З

Аі
Ag
Сі
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

Таблиця 22 Золоті (жовтого кольору) припої 750-ї проби

Марка
Компоненти, %
Робоча температура, ‘З

Аі
Ag
Сі
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 практиці колір золотих припоїв ділиться на білий і жовтий. Перший використовують при пайці виробів з платини та білого золота, другий — для виробів з жовтого золота. Залежно від змісту у припоях міді, цинку, олова, кадмію, їх поділяють на м’які (легкоплавкі) і тверді (середньо — і тугоплавкі). При реставрації та ремонті золотих виробів використовують припої 500-й і 375-ї проб.

Соц закладки
Соц закладки