Особенности сварки ювелирных изделий

Преимущества и недостатки лазерной сварки золотых и серебряных ювелирных изделий

Лазерная сварка ювелирных изделий – это современный метод обработки драгоценных металлов. Лазерная сварка используется в изготовлении и ремонте ювелирных изделий, часовых механизмов и оправ очков.

Для квалифицированного проведения лазерной сварки нужен специалист по лазерной сварке ювелирных и других мелких изделий.

Для сложной ювелирной работы с использованием лазерного паяльника требуется мастерство, которое приобретается с опытом после прохождения специального обучения.

Особые свойства драгоценных металлов и миниатюрные размеры деталей украшений усложняют работу. От оператора лазерной установки требуются высокая точность, аккуратность и ответственность за свою работу.

На золотых и серебряных украшениях после ремонта методом лазерной сварки не должно быть видно никаких следов проделанной работы.

Ювелирные изделия после качественно выполненного ремонта не отличаются от новых, только что купленных, украшений.

Особенности ремонта украшений с помощью аппарата лазерной сварки

Оборудование для лазерной сварки ювелирных изделий позволяет выполнять ремонт с ювелирной точностью благодаря следующим особенностям:

• луч лазера наводится на место сварки с высокой точностью независимо от его размера;
• ювелирное изделие, над которым работает специалист, не испытывает никаких лишних воздействий, температурных, электрических или химических;
• лазерным паяльником можно работать без применения присадочных добавок;
• лазерной сваркой можно обрабатывать поверхности с точностью до десятой доли миллиметра;
• с помощью лазерной сварки соединяют разнородные по составу материалы – металлы с драгоценными камнями, лаками, ювелирными эмалями;
• лазерная сварка не нарушает структуру покрытия золотых и серебряных изделий;
• оператор сам выбирает время воздействия лазера на обрабатываемую поверхность в зависимости от материала и толщины деталей украшения.

Аппараты для лазерной сварки выбираются в зависимости от специфики мастерской по ремонту или ювелирной фабрики. Выпускаются лазерные паяльники различной мощности. Паяльники для лазерной сварки – это дорогое оборудование. Их цена выше цены горелок, паяльных станций и других аппаратов для профессионального ремонта мелких изделий.

Преимущества и недостатки лазерной сварки ювелирных изделий

Преимущества метода лазерной сварки перед другими способами ремонта золотых и серебряных украшений:

• шов, полученный методом лазерной сварки, незаметен на глаз, поэтому ювелирное изделие выглядит цельнолитным;
• с помощью лазерной установки ремонтируются даже самые тонкие и изящные украшения, которые невозможно отремонтировать другими способом;
• при работе специалист регулирует мощность лазера, подстраиваясь под каждый конкретный случай ремонта;
• производительность труда специалиста по ремонту ювелирных изделий выше при использовании аппарата лазерной сварки.

В использовании аппарата лазерной сварки есть и свои недостатки:

• достаточно высокая стоимость работы на установке;
• необходимость профессиональной подготовки для работы с аппаратом.

Обычно ремонтом ювелирных изделий методом лазерной сварки занимаются крупные фабрики и мастерские по ремонту золотых и серебряных украшений, которые имеют возможность привлекать к работе квалифицированных специалистов и обеспечены большим количеством заказов на ремонт изделий из драгметаллов.

Источник: https://artzoloto-rostov.ru/articles/lazernaya-svarka-yuvelirnyh-izdelij/

Особенности сварки меди и ее сплавов

Медь активно применяется в промышленности, ювелирном деле и строительстве техники. Этот желтовато-красноватый металл знает каждый школьник и любой взрослый человек. Состыковка и пайка меди – это процессы, с которыми непременно сталкивается любой сварщик-профессионал или любитель.

Оригинальные ювелирные изделия делают из меди

Свариваемость меди

Сварка меди – это достаточно сложный процесс, требующий от человека хорошего понимания ее химической чистоты и свойств. Небольшое содержание фосфора, серы или свинца увеличивает качество сваривания металла. Сварочные особенности:

Специальный паяльник для медных изделий

• Медь склонна к окислению. В момент термической обработки на поверхности металла образовываются тугоплавкие окисления с последующим образованием трещин;
• Большая осадка при охлаждении;
• В разогретом состоянии металл хорошо поглощает газы (водород и кислород) из воздуха. Превышение концентрации сторонних газов увеличивает сложность сваривания. Процесс поглощения сторонних газов можно посмотреть на видео;
• Неоднородная структура приводит к образованию зернистости в процессе термической обработки;
• Из-за хорошей проводимости электричества медь требует специальных инструментов, способных развивать высокую мощность;
• Высокая температура плавления и текучесть сильно ограничивает возможности драгоценного металла к свариванию. Этот процесс можно проводить только на горизонтальной поверхности;

Доступные способы

Чтобы вы могли смотреть видео на телевизоре или компьютере во время изготовления сварных конструкций используют разные способы – дуговую ручную, сварку инвертором или вольфрамовыми электродами.

Сварка меди угольным электродом

Подготовка материала требует тщательной очистки. При помощи ацетона, ветоши и других растворителей удаляются все загрязнения, которые могут стать поставщиками вредных примесей – свинца и серы. Сварка меди не переносит присутствия жидкостей, жиров или масла.

После очищения с поверхности заготовки необходимо убрать окисленную пленку при помощи металлической щетки или сетки из нержавейки.

Инвертор для сварки меди

Детали с толстыми стенками (от 5 мм и больше) требуют дополнительно подогрева до 300-700 градусов, в этом заключается успешность процедуры сваривания меди. Особенно не рекомендуется пропускать этот пункт для массивных деталей. Чем больше размер заготовки, тем сильнее она нуждается в предварительном нагреве.

• Сварка металлическими покрытыми электродами

Графитовый электрод для сварки медных жил

При помощи таких электродов медь с толщиной стенок более 2 мм варят под углом в 60 градусов. Тоненький металл (от 3 до 5 мм) сваривается без разделки кромок – дополнительных надрезов на заготовке при помощи состыковки. Все работы проводятся только при помощи постоянного тока.

Для сварки медного изделия с толщиной стенок в 2 мм требуется электрод диаметром 2-3 мм и сила тока в 100 А. Элемент со стенками 8-10 мм нуждается в электроде 6-7 мм и постоянном токе в 400 А. К концу возни с толстой заготовкой необходимо уменьшить силу тока, чтобы предотвратить прожоги или прогорание поверхности.

• Сварка вольфрамовым электродом.

Время и практика показали, что этот метод является оптимальным. Швы, сделанные при помощи вольфрамовых электродов, отличаются аккуратностью и прочностью. Сварочные работы можно проводить в домашних условиях переменного тока. Так же, как и в первом способе, сила тока регулируется в зависимости от толщины медного изделия и диаметра электрода.

Схема процесса сварки ТИГ

Сварка меди аргоном, гелием и азотом практикуется для повышения качества сварочных швов. Стоит отметить, что технологические свойства газов отличаются, поэтому во время работы необходимо учитывать то, что азот требует меньшей силы тока.

Во время работы с азотом на поверхности меди возникает парообразование, незначительно уменьшающее качество резки. Что же касается других качеств азота, то для сварки меди требуется почти в 2 раза больше газа.

Именно по этой причине аргон чаще используется в сварочных работах с медными изделиями.

Схема аргоновой сварки

Аргоновая состыковка требует особых условий. Например, с медью нельзя работать непостоянным током. Для сварочного процесса требуется доступ к постоянному тому. Именно по этой причине аргоновая состыковка получила свое распространение только на промышленных объектах. В домашних условиях этот метод не практикуется.

Перед свариванием заготовку необходимо нагреть на угольной пластинке инвертором. Профессионалы не рекомендуют зажигать дугу прямо на изделии, чтобы не загрязнить электрод. Аргоновое сваривание доступно только в потолочном или вертикальном положении.

Сварка меди возможна и в полуавтоматическом режиме. Для обеспечения лучшего качества рекомендуется использовать гелий, аргон или азот в качестве защиты поверхности металла от водорода и кислорода.

Электрод располагается к шву под углом 80 градусов.

Сварка металлов полуавтоматом

Полуавтоматический метод сваривания требует пользования флюсом, который наносится на кромки присадочной проволоки. Время от времени электрод необходимо вставлять во флюс и продолжать сварочные работы.

О том, как правильно использовать флюс можете посмотреть на видео или почитать в книгах.

Такая технология поможет увеличить качество скрепления и уменьшит количество окислительных операций на поверхности заготовки.

Медные сплавы типа бронзы и латуни в целом свариваются нормально. Стоит отметить, что латунь теряет значительную часть цинка из-за окислительных процессов и испарений.

Электрошлаковая сварка и ее применение

Для работы со сплавами часто используют инертные газы (аргон и гелий) вместе с присадочными проволоками, которые совпадают с химическим составом заготовки.

Для особо толстых сплавов применяют электрошлаковую сварку. Данный метод применяется для деталей, толщина стенок которых превышает 30 мм. Сварка меди и ее сплавов требует специальных пластинчатых электродов, с внешним видом которых можно ознакомиться на видео в интернете. Особенность электрошлакового способа состоит в том, что температура плавления флюса должна быть ниже плавления меди.

Такая технология позволяет добиться качественного и ровного шва при сварочных работах. Кроме этого, низкая температура плавления флюса не приводит к образованию шлаковой корки. Второй особенностью электрошлаковой сварки являются повышенные сварочные токи и высокая скорость подачи электрода (до 15 км/час).

Альтернативные методы

Медь является металлом с высоким показателем пластичности, поэтому небольшие медные проводки хорошо свариваются термокомпрессионной сваркой. Для изделий с большим сечением рекомендуется применять диффузную сварку в условиях вакуума. В таких условиях медь может свариваться практически с любыми металлическими и даже неметаллическими материалами.

Холодная сварка хорошо скрепляет недвижимые детали

Холодную сварку можно применять в домашних условиях для грубого сваривания медных деталей. Сварка меди холодным способом способна обеспечить удовлетворительное электрическое сопротивление соединений. Для более качественной сварки медных деталей необходимо пользоваться энергетическими установками.

Заключение

Сваривание меди – это технологически сложный процесс, требующий от человека хорошего понимания физико-химических особенностей меди и умения пользоваться специальными инструментами.

Видео: Сварка меди полуавтоматом

Источник: http://ecology-of.ru/med/svarka-mednykh-izdelij-i-splavov/

Особенности сварки цветных металлов и сплавов

Сварочные работы требуются во всех промышленных отраслях, и часто приходится наряду с черными металлами сваривать цветные. Особенно это относится к микроэлектронике, авиационному и космическому строению. Указанный вид работ с цветными металлами имеет свои особенности, чем отличается от сваривания черных «собратьев».

Если изделия имеют малую удельную массу, то прочные сварные швы обеспечит легированная проволока

Медь и латунь

Микроэлектронную сварку проводят, как правило, сварочной проволокой омедненной, вследствие того, что медь относится к лучшим проводникам. Электроды здесь заменяются медными шариками небольшого размера — не больее 0,8 мм.

Изоляционную среду формирует инертный азот, который не реагирует на другие элементы.

Он защищает сварные места от атмосферного кислорода и водорода, от активных реагентов и энергетических окислителей, которые могут войти в химическое взаимодействие с медью.

В сварочных технологиях довольно часто используют и латунь. Работы выполняют латунной проволокой под флюсами окислительным пламенем, швы при этом предварительно обезжиривают. Потом следует проковка образованных сварных швов при большой температуре (650°), что обеспечивает им высокую прочность.

Сварка алюминия и сплавов из него

В этих целях используют сварочную проволоку алюминиевую. Если изделия имеют малую удельную массу, то прочные сварные швы обеспечит легированная проволока. Но такая сварка имеет существенный недостаток — формирование оксидной пленки на поверхности, которая обладает гигроскопичностью и уменьшает защитные свойства.

В целях снижения вероятности их появления в процессе выполнения работ следует повышать температуру для плавления пленок (больше 2000°), одновременно нужно помнить пороговое плавление алюминия (658°). Кроме этого, разогретые оксидные пленки производят газовые выделения, способные формировать пустоты в сварных швах.

Сварка алюминиевых изделий должна производиться с защитным применением высокоочищенных газов и флюсов.

Сварка титана

Титановые свойства довольно резко определяются его температурой, и при значительном ее увеличении они активизируются.

Это обязывает обеспечивать сварной участок и саму ванну при работе, аргоновой защитой от внешнего влияния, которая удаляется только при остывании свариваемых конструкций меньше 400°.

Для сварки применяют вольфрамовые электроды и титановую проволоку сварочную, подающуюся равномерно вследствие плавления.

Швы получаются ровными, серебристого цвета, с высоким качеством, если исключены побежалости — радужная окраска на поверхности металла вследствие образования очень тонкой оксидной пленки.

В целях уменьшения энергетического расхода и высокотемпературной зоны применяют необходимые флюсы.

При толщине изделий не больше 2 мм работают в режиме импульсного тока, который способствует меньшему нагреву швов и металла, что повышает качество и снижает пористость швов.

Источник: https://samara-metall.ru/articles/osobennosti-svarki-cvetnyh-metallov-i-splavov

Особенности сварки плазменным резаком

Плазменный резак может использоваться не только для резки, но и для сварки нержавеющих, цветных металлов и специальных сплавов. Новый метод соединения таких материалов оказался намного эффективней всех существующих.

Технология сварки

Для проведения сварки по данной технологии требуется плазмообразующий газ. В его качестве допускается использовать азот, кислород, смесь водорода с аргоном или сжатый воздух. При промышленном использовании плазменных резаков, называемых также плазмотронами, применяется защитный газ – аргон, гелий или их смесь.

В охлаждаемом плазмотроне воздух или другой газ в результате сжатия нагревается до температуры 5000-30000 °С. Итогом такого воздействия является переход газа в состояние плазмы: она представляет собой смесь нейтральных атомов, ионов и свободных электронов.

Воздух приобретает способность проводить электрический ток. За счет теплового расширения его объем увеличивается в 50-100 раз и он с огромной скоростью вытекает из плазмотрона. Под воздействием плазмы начинает плавиться любой металл. Шов образуется за счет расплавления кромок свариваемых элементов.

Иногда дополнительно используется присадочный металл.

При использовании данного вида сварки между электродом и соплом резака поддерживается постоянная дежурная дуга. Для этого применяются источники питания постоянного тока. Основная дуга зажигается при поднесении резака к свариваемому элементу.

Он может включаться или исключаться из электрической цепи. В зависимости от этого различают аппараты прямого или косвенного действия. В первом случае дуга образуется между катодом плазмотрона и свариваемым элементом. Во втором – внутри резака.

Этот способ обработки удобен для неметаллических изделий.

Отличное качество швов после плазменной сварки

Виды сварки

Различают несколько видов плазменной сварки:

• микроплазменная считается самой распространенной. При ее проведении используются вольфрамовые электроды ø1-2 мм. Для зажигания дуги вполне достаточно величины тока всего 0,1 А. Микроплазменная сварка применяется для работы с изделиями, имеющими толщину до 1,5 мм. Диаметр дуги при этом составляет около 2 мм. Такая величина этого параметра позволяет нагревать изделие на небольшом участке и избегать прожогов. В качестве плазмообразующего газа применяется аргон. Такой метод сварки используется для изготовления тонкостенных емкостей, ювелирных изделий или соединения фольги;

• процесс на токах 50-150 А носит название сварки на средних токах. Он похож на аргонодуговую сварку, но у него большая мощность дуги и меньшая площадь нагрева. Этот вид плазменной сварки обеспечивает меньшую ширину швов и большую глубину проплавления по сравнению с классической дугой;
• сварка на большом токе ведется при значениях более 150 А. В этом случае происходит абсолютное проплавление металла. Процесс сварки представляет собой разрезание объекта с образованием сквозного отверстия и последующую заварку. Этот метод используется для работы с титаном, медью, алюминиевыми сплавами, низкоуглеродистыми и легированными сталями. Он позволяет избежать операций разделки кромок и повышает качество швов.

Так выглядит классическая дуговая сварка

А так – сварка металла с помощью плазменного резака

Преимущества плазменной сварки

Плазменная сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с классическими методами соединения металлов:

• обеспечивается высокое качество и точность швов, отсутствует необходимость их механической обработки;
• возрастает скорость проведения сварочных работ до 50 м/ч;
• отсутствует коробление свариваемых изделий за счет концентрации тепла в минимальной зоне;
• исключается разбрызгивание металла;
• отсутствует необходимость разделки кромок за счет глубокого проплавления металла;
• повышается экономичность сварки за счет использования недорогих газов.

Плазменная сварка позволяет эффективно работать со следующими металлами:

• чугуном толщиной до 90 мм;
• легированной и углеродистой сталью толщиной до 50 мм;
• медью и ее сплавами толщиной до 80 мм;
• алюминием и его славами толщиной до 120 мм.

Плазменная сварка – единственный вид обработки настолько разнородного перечня металлов, позволяющий сочетать отличное качество работы с высокой производительностью.

Источник: https://www.toool.ru/articles/osobennosti_svarki_plazmennym_rezakom.html

Особенности выбора ювелирных украшений

Драгоценности — это, безусловно, дорогостоящая покупка, к совершению которой следует подходить обдуманно. Как выбрать украшения, какие они бывают, когда и как их носить, и, наконец, какие ювелирные изделия можно преподнести в качестве подарка — об этом расскажет Passion.ru.

Выбирая украшение, в первую очередь, следует обращать внимание на ряд особенностей.

Ювелирные изделия чаще всего изготавливают из золота, серебра, платины. А также металлов, относящихся к платиновой группе (палладий, родий, иридий).

На каждом украшении есть проба.

Проба — это специальное клеймо, которое указывает на процентное содержание драгоценного металла в изделии. Если пробы на изделии нет — значит, изделие является подделкой или было выполнено в частной мастерской (в которой вы и должны были приобрести украшение).

Золото

Золото может быть 999, 958, 750, 585, 500, 375 пробы. Самая распространенная — 585 проба, так как она идеально соотносится по параметрам «цена-качество».

Если вы отдаете предпочтение золоту, то следует знать, что у золота есть несколько оттенков (их придают металлы в сплаве). Помимо классического желтого цвета, ювелиры для создания украшений используют золото и других оттенков — красного, розового, белого и необычных зеленого, синего, голубого и даже черного.

Если же вы хотите приобрести кольцо или серьги из белого золота, обратите внимание на то, что белое золото выбирать несколько сложнее, чем другие металлы.

Существенным плюсом белого золота является то, что оно не царапается, так как очень твердое. Из недостатков можно выделить оттенок — желтоватый или коричневатый. Но этот недостаток легко исправить. Достаточно лишь выбрать украшение из белого золота с родиевым покрытием, которое придает ему яркость и блеск.

Платина

Невероятно податливый, но вместе с тем очень прочный металл. Поэтому из платины делают сложные оправы для украшений, которые очень надежны и долговечны.

Платина к тому же еще и самый чистый металл, поэтому подойдет людям, склонным к аллергиям.

В платину обычно добавляют рутений и иридий (примерно 10% сплава), от этого украшения из платины становятся очень дорогими.

Пробы платины — 950, 900, 850.

Серебро

Это металл белого цвета с очень высокой, до 95%, отражательной способностью. Серебро — ковкий, пластичный металл, он отлично полируется, скручивается, режется и даже выкатывается в тончайшую проволоку.

Источник: https://www.passion.ru/style/modnye-aksessuary/osobennosti-vybora-yuvelirnyh-ukrasheniy-56117.htm

Сварочные технологии в ювелирном деле

Главная » Сварочные технологии в ювелирном деле

В ювелирном деле многие технологические приемы, открытые давным-давно, долгое время оставались неизменными, словно их обошел научно-технический прогресс.

Скажем, сварка не находила признания у ювелиров, предпочитавших соединять части украшений пайкой.

Чтобы, например, изготовить изделие с накладной сканью, проволоку сначала скручивали, затем изгибали в виде завитков или спиралей и напаивали на основу, представлявшую собой шарики, тоже напаянные на металлическую поверхность.

Со временем выяснилось, что лазер, снабженный микроскопом, постоянно используемый в сборке микросхем, весьма удобен и в ювелирном деле.

Лазерным лучом можно «дотянуться» до любого труднодоступного места в украшении или, плавно меняя мощность импульса, нанести лучом маленькую, аккуратную сварную точку на локальном участке — в двух миллиметрах от горячего пятна температура не повысится.

Лазер также способен выровнять поверхность, «постреляв» по ней расфокусированным лучом и тем самым оплавив ее верхний слой. Наконец, мощные лазерные импульсы способны испарить лишний металл или же пробить микроотверстие в какой-то детали.

Очень похоже, что именно специалисты, занимавшиеся микросваркой электронных приборов, стали проводниками своих технологий в ювелирное дело. Сломалась сережка или порвалась цепочка у близких или знакомых, почему бы не исправить поломку, если в распоряжении имеется набор современного прецизионного оборудования.

Удалось отремонтировать поврежденное украшение — значит, можно попробовать изготовить простенькую брошь или перстень, а затем — взяться и за более сложное изделие.

Примерно по такой схеме развивались события в 90-х годах ХХ века на кафедре «Микросварка» («Технологические автоматизированные комплексы») в Московском институте электронного машиностроения, где накопился большой опыт использования современных методов сварки в ювелирном искусстве.

Конденсатор быстро разряжают через трансформатор, и в его вторичной обмотке (один виток толстого провода) возникает мощный импульс тока, он проходит через соединяемые детали, при этом в районе контакта выделяется значительное тепло и, расплавляя здесь соединяемый материал, образует сварное ядро.

При пайке ювелирных изделий обычно приходится выполнять трудоемкую черновую сборку, соединяя все крупные и мелкие детали и закрепляя их так, чтобы они не рассыпались от тепловых деформаций, вспучивания флюса, давления пламени газовой горелки (которой в основном пользуются ювелиры), или просто от неосторожных движений. Поэтому ювелирным изделиям старались придать такие структуры и формы, чтобы подпружинить, упереть друг в друга все их части и детали.

В сложных изделиях выполнялась многоступенчатая пайка, и для каждой последующей операции брали припой с более низкой температурой плавления, что, конечно, весьма осложняло процесс сборки.

Кроме того приходилось использовать относительно крупные (по ювелирным масштабам) детали, чтобы соединение пайкой было достаточно прочным. С этой цепью, например, при изготовлении сканых украшений, расплющивали проволоку и припаивали детали к плоской поверхности.

Припой затекал в зазоры под детали, и это требовало очень точно выдерживать размеры зазоров.

При конденсаторной сварке детали без труда соединяют последовательно, одну за другой, и это позволяет создавать объемные, довольно сложные ювелирные конструкции, напоминающие, например, деревце.

Нагрев при этом происходит только в районе соединения, температура самого изделия повышается настолько незначительно, что во время сварки его можно держать в руках. Это особенно важно для изделий с ювелирными камнями, которые, как правило, не выдерживают высоких температур.

Для таких камней готовят особое ноже — каст. На это ложе укладывают камень и подгибают края каста или же используют особые выступы — крапаны.

Еще одно достоинство конденсаторной сварки — она способна соединять самые разные металлы, с том числе такие, которые практически не поддавались пайке. И, конечно же, сварка не нуждается в припое, который обычно ухудшает качество соединений.

Правда, установки контактной сварки, выпускаемые промышленностью и используемые в электронной промышленности, оказались неудобны для ювелирных работ.

Сотрудникам кафедры пришлось разработать собственный вариант и виде пинцета с гибкими проводами, которым можно произвести сварку в глубине разных ажурных изделий.

Там, где требуется более мощная сварка, используют особый стержень (карандаш) с рукояткой и маленький медный столик размером в два спичечных коробка, на который кладут изделие.

На очереди стояло — внедрение в ювелирное дело дуговой сварки. Правда, свойства электрической дуги, используемой в промышленности, и дуги малых токов (менее 5 ампер), которой ведут сварку мелких деталей, существенно различаются.

Микродуга обычно капризна, горит неустойчиво, «гуляет» по поверхности изделия, часто обрывается и гаснет.

Специалисты кафедры избавились от этих недостатков, используя, в частности, импульсную модуляцию сварочного тока, которая стабилизирует дугу.

Созданная на кафедре электронная схема отслеживает момент прикосновения электрода к изделию и лишь некотороевремя спустя возбуждает дугу. Этот интервал позволяет установить электрод в нужной точке, подвести защитное стекло, приподнять электрод над поверхностью изделия, и только в момент его отрыва начать сварку.

Кроме того электроника строго дозирует энергию, вводимую в сварной шов, и он получается без дефектов.

Остается сказать, что использование микроэлектронной технологии позволяет выполнять украшения со значительно большим, чем при пайке, числом деталей, затрачивая гораздо меньше труда. При этом практически неограниченны возможности наращивания величины изделия и его усложнения.

О. Яремченко.

Источник: https://www.autowelding.ru/blog/svarochnye_tekhnologii_v_juvelirnom_dele/2011-08-26-117

Применение точечной конденсаторной электросварки в ювелирной промышленности

Точечная сварка, при которой соединяемые детали свариваются на поверхности их касания в отдельных точках (под электродами) [1], до 1970 года имела очень небольшое применение в ювелирной промышленности.

С ее помощью изготавливалось несколько видов ювелирных изделий на Ленинградском ювелирном заводе «Русские самоцветы» и Рижской фабрике ювелирных изделий. В 1970 г. этот процесс внедрен на Красносельской и Приволжской ювелирных фабриках, а в 1971 году будет внедрен еще на 5 предприятиях подотрасли.

Точечная сварка позволяет заменить в ряде случаев операции пайки, являющиеся тяжелым, непроизводительным и вредным процессом.

Рельефы облегчают точечную сварку, так как они приводят к местному разрушению окали¬ны на неочищенной стали; локализуют места протекания сварочного тока и приложения давления, что обеспечивает правильное формирование ядра точки и повышает стабильность качества сварки, позволяет применить электроды с большой контактной поверхностью, повышающей их стойкость. При этом смещение электрода с оси рельефа (до 5 мм) не влияет на результаты сварки.

При выборе форм и геометрических параметров рельефов необходимо подходить строго индивидуально к каждому виду ювелирных изделий. Так, шинка кольца была изготовлена с рельефом в ви¬де точки высотой 0,3 мм (рис. 1а). Как показали механические испытания, рельеф, выполненный в виде точки, не обеспечивает необходимой прочности соединения по сравнению с рельефом, показанным на рис. 1б.

Для деталей брелка на пластине замка оптимальным оказалось выполнение рельефов в виде двух точек, что обеспечивало возможность применения сварки и необходимую прочность соединения. Ориентировочные размеры рельефов приведены в литературе [2].

Основными особенностями точечной конденсаторной сварки являются [3]:

— строгая дозировка в конденсаторах количества электрической энергии, которая при их разряде обуславливает расплавление определенного объема металла свариваемых деталей;

— кратковременность процесса сварки, что исключает необходимость в охлаждении электродов;

— резко выраженная локализация нагрева в небольшом объеме точки, позволяющая производить сварку в точно определенных местах;

— отсутствие практически заметных вмятин и других следов сварки, что обеспечивает хороший внешний вид изделий.

Точечная сварка ювелирных изделий в зависимости от материала изделий имеет разное назначение.

Так, если изделие из цветного металла, то точечная сварка является окончательной монтировочной операцией, обеспечивающей надежное соединение в сочетании с надлежащим товарным видом если же изделие из драгоценных металлов — точечная сварка применяется в основном как предварительная операция прихватки перед пайкой, обеспечивая надежную фиксацию деталей. Наиболее целесообразно применять такой метод фиксации перед пайкой в печи конвейерного типа. Такая дифференциация точечной сварки в зависимости от свариваемого материала в основном объясняется тем, что к изделиям из драгметаллов предъявляются требования монолитности соединения, отсутствия каких бы то ни было щелей между соединяемыми деталями, а это можно обеспечить только пайкой в процессе которой все щели заливаются припоем.

На рис. 2 показаны серьги, у которых к касту приварена швенза. На рис. 3 показаны различные ювелирные изделия у которых касты разных конструкций и размеров приварёны к основаниям изделий. Все касты имеют донышки.

Детали, лицевая сторона которых имеет сложный рельеф, требуют изготовления для них специальных фигурных электродов, повторяющих рельеф детали. На фигурном электроде делается оттиск тем же инструментом, что на маточнике в штампе (рис. 5). Такие электроды долговечны и удобны в работе, не прижигают детали, не подгорают сами.

В условиях ювелирного производства для точечной сварки применяется машина типа МТК-1201 и машина ТКМ-7.

Однако, несмотря на то, что установка ТКМ-7 хорошо зарекомендовала себя на сварке изделий из цветных металлов, установка МТК-1201 по сравнению с ней имеет ряд преимуществ — может работать в автоматическом цикле, имеет импульс подогрева, внешне более совершенного вида и оформлена в виде монтажно-сварочного стола.

Для сварки изделий из драгоценных металлов целесообразнее применять установки с гибким верхним электродом, что увеличивает производительность труда и позволяет прихватывать детали с достаточной для пайки прочностью в труднодоступных местах.

Отечественной промышленностью установки такого типа не выпускаются.

В зависимости от конструкции свариваемых деталей, толщины и марки материала, а также состояния поверхности разрабатываются различные конструкции электродов. Экспериментальным путем были определены следующие типовые конструкции электродов для ювелирных изделий.

Для изделий типа «кольцо» электрод (его рабочая часть) выполнен в виде хобота с цилиндрической рабочей частью.

Для ряда ювелирных изделий, имеющих сложную форму, электроды выполнены в виде матрицы, например, электрод для значка (см. рис. 5).

3, разработаны конструкции электродов, имеющие цилиндрическую рабочую часть с контактной поверхностью, выполненной в виде плоскости.

При разработке приспособлений для точечной сварки ювелирных изделий необходимо учитывать следующие требования [4]:

— высокая производительность операции сварки;

— быстрая сборка и разборка;

— исключение возможности шунтирования тока;

— точная фиксация свариваемых деталей;

— соответствие конструктивным особенностям установки ТКМ-7;

— высокое качество сварки ювелирных изделий;

— серийность производства изделий.

Для изделий, имеющих плоское основание, к которому привариваются мелкие детали типа кастов, были разработаны многоместные приспособления, состоящие из двух деталей: основания и крышки, соединяемых и фиксируемых между собой шпильками-ловителями.

Общая высота приспособлений не превышает рабочего хода верхнего электрода ТКМ-7 и равна б—8 мм. Для исключения возможности шунтирования тока в качестве материала приспособлений используется винипласт и текстолит.

Приспособления такого типа обеспечивают высокую производительность, имеют небольшой вес и удобны в работе.

Для большинства изделий, в особенности для тех, которые состоят не более чем из двух-трех деталей, целесообразнее всего оказалось осуществлять сварку без приспособлений, применяя специальные электроды.

Режим конденсаторной сварки определяется следующими главными параметрами: сварочным током, усилием сжатия свариваемых деталей между электродами и временем сжатия. На машинах типа ТКМ-7 эти параметры регулируются следующими величинами:

— диаметр электродного контакта;

— усилие сжатия;

— емкость конденсаторов;

— коэффициент трансформации сварочного трансформатора К.

Подбор этих величин, иначе говоря, определение режима сварки определяется:

— материалом изделий (химический состав, теплопроводность, удельное электрическое сопротивление);

— геометрическими параметрами (толщина, форма);

— состоянием поверхности;

— технологическими факторами (прочность, внешний вид).

Разработку режима точечной сварки ювелирных изделий следует начинать с выбора формы и размеров электродов, а следовательно, диаметра электродного контакта.

Это условие объясняется тем, что при разработке режима сварки многих видов ювелирных изделий основным фактором, принимаемым во внимание, должно быть полное отсутствие вмятин и других следов сварки на поверхности изделия.

Правильно подобранные режимы сварки обеспечивают прочное сварное соединение деталей ювелирных изделий. На рис. 6 показано ядро сварной точки серьги, изображенной на рис. 2.

В общей сложности на точечную электросварку было переведено 34 вида изделий, из них 28 видов на Красносельской ювелирной фабрике и б видов на Приволожской фабрике «Красная Пресня» с годовой программой на 1971 г. соответственно 2 270 тыс. шт. и 347 тыс. шт. Годовой экономический эффект, полученный в результате внедрения точечной электросварки ювелирных изделий, составил по двум предприятиям 47596 рублей.

Источник: http://jewelpreciousmetal.ru/technology_other_electricwelding.php