1.Пайка горелками 

            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. В качестве  припоя в ювелирном деле применяются, как правило, твёрдые припои различных проб и  составов, либо порошковые пропои на основе цинка – для  массовой пайки изделий.     Ручная пайка производится горелками различных видов: бензиновыми, газовыми (пропан),  водородными (электролизными) генераторами.                   Аппараты бензиновой пайки наиболее древние и до сих пор широко распространены в работе, поскольку многие ювелиры, народ очень консервативный, воспринимая всё новое с недоверием. Хотя бензиновые аппараты как, ручные («февка»), так и электрические имеют: высокую пожар опасность, требуют хранить запасы бензина, неприятный запах горючего, слива обеднённых остатков и др. недостатки эксплуатации. При этом возможности виртуозной пайки весьма ограничены. Менее безопасны газовые горелки, работающие на баллонном пропане-бутане. Они тоже требуют определённых мер безопасности согласованных с инспекцией пожарного контроля. При утечках газ может вызвать отравление работников, а при неправильном хранении болоны газа весьма взрывоопасны. 


Пайка водородно-кислородной смесью получаемой в электролизных газогенераторах сегодня массово используется на предприятиях Европы и Турции, к сожалению, имеет пока весьма ограниченное применение в нашей стране. Хотя преимущество эксплуатации на лицо. Принципиальная схема аппарата показана на рисунке.




    Газогенератор представляет собой закрытую ёмкость 2 с расположенными в ней двумя группами электродов 3и4. ¾ ёмкость заполнена  щелочным электролитом, при этом свободная четверть выполняет функцию накопителя газа. На генератор подаётся питание постоянного тока от    платы 1. В результате электролиза на аноде будет выделен кислород, а на катоде - водород. Т. О. мы получаем смесь двух газов водорода  и кислорода. Из формулы воды Н2О мы знаем, что водорода в ней содержится в 2 раза больше чем кислорода, но часть кислорода в процессе гидролиза будет связана с углеродом электрода. В рабочей смеси лишь незначительная часть 02. Кислородно-водородным пламенем, при пайке драгоценных металлов обычно не пользуются в чистом виде. Для снижения температуры и «смягчения» пламени добавляются органические вещества с температурой кипения от 30 до 80 градусов Цельсия (бензин, ацетон, спирты, гексан, гептан, бензол, и др.). Расход добавки небольшой, так как она является не теплоносителем, а раскислителем,  связывающим лишний кислород. Добавки помещаются в колбу обогатителя 7, сквозь которую газовая смесь подаётся к горелке 5. Колба обогатителя выполняет также фикцию жидкостного затвора, предохраняющего генератор от обратного удара, а газ, накопленный в нём от воспламенения. При пайке металлов собственно водородно-кислородной смесью, температура горения которой порядка 3000 град. Цельсия, в обогатитель заливается дистиллированная вода, и обогатитель в этом случае выполняет функцию предохранительного водяного затвора.





   Горелка для пайки представляет собой миниатюрное устройство легко помещаемое в руке ювелира (как авторучка), прямо на ней имеется вентиль 4 для регулировки расхода смеси. Горелки для пайки бензиновые и газовые- довольно массивны. На сопло горелки 1 насаживаются сменные наконечники, которые являются иглами разных по объёму медицинских шприцов с обрезкой заточки. Подбирая более тонкие из них вы получаете более тонкую иглу пламени на выходе. Регулируя расход вентилем 4, вы изменяете длину факела. Методом нагрева и деформации медицинских игл можно получить различную форму концов, которые сделают свободным доступ в самые недоступные места изделий для пайки.





Электролизные аппараты уменьшают себестоимость процесса пайки. Расходуется дистиллированная вода и электроэнергия. Горелку можно не гасить при перерывах в пайке, а  устанавливать на подставку уменьшив расход. При малом потреблении аппарат достигнет максимального давления в генераторе и автоматически выключится. Потребление электроэнергии мало, так как устройства имеют небольшую мощность. 


  При пайке газовыми и бензиновыми горелками необходимо пользоваться флюсами, для зашиты поверхности изделий и шва. В процессе пайки, пламенем горелки сначала греют более массивную деталь. Разогревая детали, надо уловить тот момент, когда можно начать пайку, чтобы не перегреть и не расплавить детали. Нагретые детали защищают флюсом, и когда он расплавится и разбежится по месту пайки, на это же место шпицом вносят припой.  Если всё сделано правильно, хорошо прогреты детали и место пайки покрыто пленкой флюса, припой быстро плавится и моментально разбегается по месту соединения двух деталей. 


  На этом пайка ещё не заканчивается, надо осторожно, чтобы не расплавить детали, продолжать греть место соединения деталей, до тех пор, пока весь кадмий не выгорит из припоя, и тогда цвет и температура плавления станут такими же, как и у основного металла. Это можно определить по тому, что припой в месте соединения перестал блестеть, стал более тусклым, таким же, как и соединяемые детали. При водородной пайке, применяя специальные катализаторы на основе метанола, пламя не окисляет зону пайки и применения флюса не обязательно. Сам водород является активной восстановительной средой. Кроме того тонкий точечный факел пламени быстро прогревает зону пайки до температуры плавления припоя, притом не нагревая остальную поверхность изделия. Это важно при ремонте изделий с камнями. Следует помнить, что кислород и водород является экологически чистым видом топлива в отличие от бензина и пропана.


2.Обзор оборудования для пайки на сайте компании.


Аппараты бензиновый для пайки-плавки, 35 и 55 Вт.  http://vtk.com.ua/products/pla...


http://www.vtk.com.ua/products...


Видео обзор:  https://www.youtube.com/watch?v=RvgXt7Lf2W8



  
                                                                                                           Электролизно-водные аппараты. 





                                                                        СЭГ-0,5                                                                           СЭГ-1м


http://www.vtk.com.ua/products...


3. Пайка и отжиг в печах с защитной средой.


 Массовый способ пайки - это пайка в печах с защитной средой. Пайка ведётся в специальных печах с электрическим обогревом в атмосфере газов, обладающих восстановительными свойствами по отношению к окислам основного металла. Часто в качестве восста­новительного газа применяется водород, поэтому способ этот назы­вают пайкой в атмосфере водорода, или водородной пайкой. Способ, как правило, не требует применения флюса, что является важным его техническим преимуществом, удешевляющим пайку и снижающим трудоёмкость процесса, так как не требуется операции нанесения флюса на место пайки и удаления остатков флюса по окончании процесса пайки. Собранные детали с припоем, помещённым около шва, проходят через электрическую печь с восстановительной атмосферой, которая защищает металл от окисления, восстанавливает имеющиеся окислы и усиливает смачивание металла припоем. Расплавляющийся при­пой смачивает поверхность металла, расплывается по ней и дей­ствием капиллярных сил всасывается в шов, сплавляясь с основ­ным металлом. Затем детали поступают в камеру охлаждения с восстановительной атмосферой, где остывают до температуры, при которой деталь, выданная из печи, при соприкосновении с атмо­сферным воздухом не окисляется, цвет металла не изменяется, и паяные детали выходят из печи с чистой, светлой поверхностью.  Процесс пайки весьма экономичен, обеспечивает прочность и плотность соединений, точность размеров, хороший внешний вид и даёт возможность прочно соединить различные толщины, а в извест­ных пределах и разнородные металлы. Процесс проводят  в печах различных конструкций: муфельных и туннельных ( солло). Печи муфельные используются для пайки, но основное их назначение это отжиг металлов с целью снятия  наклёпа образовавшегося в результате различных пластических деформаций ( прокатка, волочение, штамповка, ковка и т.д.)  В массовом производстве, применяются печи туннельного типа, часто с конвейерами перемещения деталей, проходящих через печь. Собранные детали с припоем укладываются на конвейер и посту­пают в камеру предварительного подогрева, где они постепенно нагреваются до температуры пайки. Затем детали поступают в ра­бочую камеру, где находятся столько времени, сколько необходимо для осуществления процесса пайки, полного расплавления припоя, восстановления окислов, всасывания припоя в зазор соединения и смачивания припоем всей поверхности пайки.На это требуется в общей сложности несколько минут. По окончании процесса пайки детали из рабочей камеры поступают в камеру охлаждения, где постепенно температура их снижается до температуры, позволяю­щей выдать их из печи без опасности окисления атмосферным воз­духом. При пайке медью температура в рабочей камере поддержи­вается в пределах  Защитный газ подаётся в избытке и создаёт в печи некоторое избыточное давле­ние, устраняющее возможность проникновения внутрь печи наруж­ного атмосферного воздуха и опасность взрыва, избыток газа выхо­дит через газовые шторки и сгорает, соприкасаясь с наружным воздухом.   Существенным вопросом является выбор защитного газа для печей. Первоначально для этой цели применялся технически чистый водород. Этот газ даёт отличные результаты, но не всегда имеется на месте, часто довольно дорог и весьма взрывоопасен, образуя с воздухом смесь большой взрывчатой силы. В настоящее время обычно пользуются более дешёвыми и менее взрывоопасными сме­сями, как, например, дислоцированным аммиаком, дающим при разложении смесь из 25% азо­та и 75% водорода. Эта смесь менее взрывоопасна, чем чи­стый водород и во многих слу­чаях стоит дешевле водорода.


 Припой для пайки в водороде может иметь форму проволоки, фольги, порошка или пасты. Чаще всего применяются проволока и фольга, а при пайке цепей - порошковые припои. Нормально температура рабочей камеры печи превышает тем­пературу плавления припоя на 50—80°. В зоне пайки происходит взаимная диффузия припоя в основ­ной металл и основного металла в припой.


                   Диссоциатор аммиака, встроен в печь. Устройство его показано на рисунке.
  

Он представляет собой муфельную печь с нагревательным элементом 1 и теплоизоляцией. Внутри печи находится корпус реактора 1 с камерой предварительного нагрева амииака 3. Темература разложения контролируется термопарой 4. Амииак поступает из баллона через амиачный редактор подогревается в камере 3 и окончательно разлпадась в колбе 2 поступает в камару печи отжига или пайки образуя смесь азота и водорода.



4.Отжиг металлов.


 В процессе производства ювелирных изделий, на этапах вальцевания, волочения, штамповки, мы сталкиваемся с необходимостью проведения отжига деформируемых заготовок.


Отжиг - процесс снятия внутренних напряжений металла, образовавшихся в процессе деформации, путём нагрева заготовок до соответствующих температур.


В небольших производствах отжиг производится газовыми либо бензиновыми горелками, при этом поверхность металла защищается различными флюсами от окисления. Горелками нагрев происходит не равномерно, структура металла при этом получается неоднородной. Также процесс предполагает последующее отбеливание заготовок с целью удаления остатков флюса. Зачастую не удаётся однородно покрыть флюсом заготовку, не покрытые места окисляются и металл теряет первоначальный цвет. Неотдалённые остатки флюса и отбела на поверхности заготовок портят рабочие поверхности прокатных валков, штампов и др. инструмента.


Для серийного производства ювелирных изделий ЧП «ВТК» освоило производство печей для отжига металлов с защитной средой ПОВ-1.


Данная печь представляет собой муфель с камерой, выполненной из жаропрочной нержавеющей стали. В качестве защитной атмосферы используется смесь водорода и азота получаемая в результате разложения (диссоциации) аммиака.


 Загрузка заготовок производится в передней части печи с помощью помочью лопаты (в комплекте с печью) сквозь горящие газовые шторки, которые предотвращают попадание кислорода из воздуха в камеру печи. Выгрузка заготовок производится путём проталкивания их в зону охлаждения  расположенной в задней части виде ванны с водой.


 Печь оснащена двумя электронными контроллерами температуры и таймером. Расход газа контролируется встроенным расходомером (ротаметром). Температура устанавливается в зоне отжига и зоне диссоциации. На таймере устанавливается время выдержки заготовки в печи. По длительности процесс отжига происходит в районе 10-20 мин. в зависимости от объёма загрузки, при этом заготовка равномерно прогревается до заданной температуры и происходит быстрое охлаждение в водяной ванне. Металл полностью восстанавливает свои пластические свойства, сохраняет первоначальный блеск и цвет. Готов к дальнейшим процессам деформации.


В данной печи возможна пайка деталей ювелирных изделий загружаемых на подставках различной конструкции.


5.Обзор печей отжига и пайки на сайте


http://vtk.com.ua/products/pec...






ПОВ-1 и ПОВ-2


Видео обзор:  https://www.youtube.com/watch?...

Видео обзор: https://www.youtube.com/watch?...


                              ППТ-50-1                                                                                                                                          ППТ-50-2


http://www.vtk.com.ua/products...

Видео обзор: https://www.youtube.com/watch?...


С ув.директор ЧП «ВТК» Бутузов Ю.Э.