Пайка изделий
Пайкою називають технологічний процес отримання нероз’ємних зв’язків за допомогою більш легкоплавних металів, які використовуються для застосування плодотворних сплавів (припоєв). Нероз’ємне з’єднання (срайка) утворюється в різуль вправо розтоптаного при крочці головного металу. Як приклад ювелірної справи використовуються переважно тверді приспіви різних проб і складів, або порошкові припої на основі цинку — для масової пайки виробів.
Ручна пайка виготовляється горілками різних видів: бензиновими, газовими (пропан), воднем (електролізованими) генераторами. Аппарати бензинової пайки найстародавніші і до цих пір широко поширені в роботі, оскільки багато ювелірів, народ дуже консервативний, сприймають все нове з недовірою. Хоча бензинові апарати, як ручні (февка) і електричні, мають: високу пожежу, вимагають зберігати запаси бензину, неприємний запах палива, слива збіднілих залишків і дри. У той час, як це можливо, пайки віртуозної пайки дуже обмежені. Менше безпечні газові пальники, які працюють на балонному пропані-бутані. Вони також вимагають певних заходів безпеки, пов'язаних з інспекцією пожежного контролю. Під час витік газу можуть спричинити отруєння працівників, а при неправильному збереженні балони газу дуже вибухові.
Пайка воденьно-кислородної суміші, яку отримують в електрогенераторах сьогодні масово використовують на підприємствах Європи та Туреччини, але на жаль має досить обмежене застосування в нашій країні. Принципична схема апарата показана на малюнку.
Газогенера — це прихована місткість (2), яка складається з двох груп електродів (3) і (4). Місткість на 3/4 заповнена лужним електролітом, при цьому вільна чверть виконує функцію накопичувача газу. Для генератора живлення потрібно регулярного струму від плати (1). В результаті електролізу на аноде буде виділено кисень, а на катоді - водень, тобто ми отримуємо суміш двох газів - водню і кисню. З формули води Н2О ми знаємо, що водень містить у два рази більше кисню, ніж кисень, але частина кисню в процесі гідролізу буде пов'язана з вуглецьом електрода. В робочій суміші лише незначна частина O2. Кислородно-водородним полум'ям при пайці цінних металів зазвичай не користуються у чистому вигляді. Для зменшення температури та « пом'якшення» полум'я додають органічні речовини з температурою кипіння 30-80 °С (бенін, ацетон, спирти, гексан, гептан, бензол, і д). Розхід добавки невеликий, тому що вона є не теплоносієм, а розкислювачем, який зв'язує зайвий кисень. Добавки поміщають у колбу багатія (7), через яку газова суміш передається до горла (5). Колба збагатителя виконує функцію рідкого загону, який захищає генератор від зворотного удару, а газ, який накопичується в ньому від запламіну. Під час пайки металів власне водне-кислородна суміш, температура якої близько 3000 °С, в збагатник заливається дистиллована вода, і збагатитель в цьому випадку виконує функцію запобіжного водяного затвору.
Пальник для пайки — це мініатюрний пристрій, який легко вміщається в руці ювеліра (як авторка). Прямо на ній є вентиля (3) для регулювання споживання суміші. Пальники для пайки бензинові і газові досить масивні. На соплу плитки (1) насаджуються наконечники (2), які є голками, різною кількістю медичних шприців з обрізкою заточки. Підбираючи тонкіші з них, ви отримуєте тоншу голку полум'я на виході. Регулюючи використання вентиляцій, ви змінюєте довжину смолоскипа. Методом нагрівання і деформації медичних голок можна отримати різну форму кінцівки, які стануть вільним доступ у найбільш недоступні місця для пайки.
Електронні апарати зменшують самостійність процесу пайки. Розходиться тільки дистиллована вода і електроенергія. Пальник можна не гасити під час перерв у пайці, а встановлювати на підставку, зменшивши витрати. При малому споживанні апарат досягне максимального тиску у генераторі і автоматично вимикається. Постачання електроенергії мало, тому що пристрій має невелику потужність.
Під час пайки газовими та бензиновими горілами потрібно використовувати флюси, щоб захистити поверхню виробництва та шва. У ході палахкотючої пайки спочатку гріють більшу деталь. Розігріваючи, треба вловити момент, коли можна почати пайку, щоб не перегріти і не розплавити деталі. Нагріті деталі захищають флюсом, і коли він розплавиться і розбіжиться по місці пайки, на це ж місце шпиками роблять припой. Якщо все зроблено правильно, добре прогріти деталі, і місце пайки покрите плівкою флюса, припій швидко плавиться і миттєво розбігається по місці з'єднання двох деталей.
На цьому пайка ще не закінчується. Далі потрібно обережно, щоб не розплавити деталі, продовжувати гріти місце з'єднання до того часу, поки весь кадмій не вижене з припої, і коли колір і температура плавлення стануть такими ж, як у головного металу. Це можна визначити за тим, що припій у місці з'єднання перестав блищати, став більш тьмяним, так само, як і з'єднані деталі. Під час водневої пайки, використовуючи спеціальні каталізатори на основі метанула, вогонь не окислює зону пайки і використання флюсу не обов’язково. Сам водень є активним відновлювальним середовищем. Крім того, тонкий точковий смолоскип полум’я швидко прогріває зону пайки до температури плавлення прип’я, не нагріваючи її. Це важливо при ремонті речей з камінням. Слід пам’ятати, що кисень і водень є екологічно чистими видами палива, на відміну від бензину та пропану.
Пайка і відпалювання у пічках з захисним середовищем.
Масовий спосіб пайки - це пайка в печі з захисним середовищем. Пайка потрапляє в спеціальні пічки з електричним обігрівом в атмосфері, що має відновлювальні властивості, пов’язані з окислом головного металу. Оскільки водень, або воднева пайка, часто використовують як стаціонарний газ, цей метод називають у атмосфері водень, або водневий пайок. Метод, як правило, не потребує застосування флюсу, що є його важливою технічною перевагою, що робить пайку і зменшує трудомісткість процесу, оскільки не потрібно операції нанесення флюса на місце пайки і видалення залишків флюсу після процесу пайки. Зібрані деталі з припоєм, розміщеним близько шва, проходять через електричну піч з відновлювальною атмосферою, яка захищає метал від окислення, відновлює ці окислу і збільшує змачування металу припоєм. Розплавлений при розливі змачує поверхню металу, розпливається і під дією капілярних сил всмоктується в ши, сплаваючи з основ затвердженим металом. Після цього деталі потрапляють у камеру охолодження з відновлювальною атмоконцією, де охолоджуються до температури, видалена з печі, при контакті з атмоконферним повітрям не окисується, колір металу не змінюється, і п’яні деталі виходять з чистої, світлої поверхні.
Процес пайки дуже економний, забезпечує міцність і щільність зв'язків, точність розміру, гарний зовнішній вигляд і дає можливість міцно з'єднати різні товщини, а в відмітці дозволених межах і розорювальні метали. Це робиться у пічках для різноманітних конструкцій: муфельних та тунелів (соло). Печі муфельні використовуються для пайки, але головне їхнє призначення - це відпалювання металів для знімання наклепу, який утворюється внаслідок різних пластичних деформацій (прокатка, вкладання, штампування, кока і т.д). У масовому виробництві використовуються печі тунелю, часто з конвеєрами переміщати частини, що проходять через піч. Збираються деталі з припою на конвеєрі, а посту закріплюють у камеру попереднього нагрівання, де вони поступово нагріваються до температури пайки. Потім деталі надходять до ра законочної камери, де знаходяться стільки часу, скільки необхідно для виконання процесу пайки, повного розплавлення напою, відновлення окислів, всмоктування в зазор з’єднання і змочування всієї поверхні пайки. Для цього потрібно кілька хвилин.
Після закінчення процесу пайки деталі з робочого фотоапарата потрапляють у камеру охолодження, де поступово зменшується температура тіла. Захисний газ потрапляє в печі і створює додатковий тиск, який усуває можливість проникнення в печі наруж атмосферного повітря і ризик вибуху. Надлишок газу вихоплює через газові шторки і згорає, торкаючись зовнішнього повітря.
Основним питанням є вибір захисного газу для печей. Спочатку використовували технічно чистий водень. Цей газ дає чудові результати, але не завжди є на місці, часто досить дорогий і дуже вибуховий, утворюючи з повітрям суміш великої вибухової сили. Нині, звичайно, використовують більш дешеві й менш вибухові моделі, як, наприклад, диссоціовані аміаки, що дають суміш з 25% азо — 75% водню. Ця суміш менш вибухова, ніж будь - який водень. У багатьох випадках вона коштує дешевше, ніж водень.
Припій для пайки у водневі може мати форму дроту, фольги, порошку або пасти. Часто використовуються дротяні й фольги, а під час пайки цепей - порошкові припої. Нормальна температура робочої камери перевищує те, що підлога плавлення нагрівається на 50-80 °С, і в зоні пайки відбувається взаємна дифузія співаючи в основ затвердженого металу і головного металу в припій.
Діссоциатор аміака вбудований у піч. Цей пристрій показано на наведеному нижче знімку.
Вона є муфельною пічкою з нагрівальним елементом (1) і теплоізоляцією. Усередині печі міститься корпус реактора (2) з камерою попереднього нагрівання (3). Температура розкладання контролюється термопарою (4). Амміак потрапляє з балона через аміак і підігрівається в камері (3), остаточно розпадаючись у колбі (2), а потім потрапляє в пічку відпалювання або пайки, утворюючи суміш азоту і водню.
Відпалив металів.
У процесі виготовлення ювелірних виробів на етапах вальтування, волочення, штамповки, ми стикаємося з потребою спалювати деформованих заготовок.
Від спалювання - процес знімання внутрішніх напружених металів, що формувався в процесі деформації, шляхом нагрівання заготовок до відповідних температур.
У невеликих виробах випалюють гази або бензинові горілки, і при цьому поверхня металу захищається різними флюсами від окислення. Слабками нагрів відбувається нерівномірно, і металева структура виходить неоднорідною. Крім того, для видалення залишків флюсу потрібно відбілювати заготовку. Часто неможливо одночасно покрити флюсом заготовку, тому неприховані місця окиснюються і метал втрачає початковий колір. Незліченні рештки флюсу і відбілів на поверхні заготовки псують робочі поверхні прокатних валків, штампів та інших інструментів.
Для серійного виготовлення ювелірних виробів компанія « ВТК» виробляє печі для відпалювання металів з захисним середовищем: ПВ-1, ПВ-2, ПВ-1200-Пл, ПВ-1200-ПЛ, а також печі для пайки ППТ-50-1 і ППТ-50-2.
Дані печі — це муфелі з камерою, виготовленою з нержавіючої сталі. Для захисту атмосфери використовують суміш водню та азоту, що утворюється внаслідок розкладання (дисоціацій) амміака. Амміак з балона передається на диссоціатор, вбудований у піч, і під дією температури розкладається на водне-азотну газоподібну суміш, яка потрапляє в камеру відпалювання.
У передній частині печі виготовляється за допомогою лопати (на комплекті з пічкою) через газові штори, які запобігають потраплянню кисню з повітря в камеру печі. Вивантаження заготовляється шляхом проштовхування їх у зону охолодження, яка розташована в задній частині печі (ванна з водою).
Печі обладнані електронними контролерами температури і таймерами. Розхід газу контролюється вбудованим розрахунком (ротаметром). Температура встановлюється в зоні відпалювання та департаменту диссоціації. Для таймера потрібен час для вирізання випорожнення печі. За тривалістю процес відпалювання займає 10-20 хвилин, залежно від кількості звантаження. При цьому рівномірно нагрівається до заданої температури і відбувається швидке охолодження у водяній ванні. Метал повністю відновлює свої пласти, зберігає початковий блиск і колір, і готовий до подальших процесів деформації. Крім того, на підставках для печива можна натрапити на ювелірні вироби, які завантажують на підставки різної конструкції.
З повагою, директор компанії "ВТК", Бутузів Ю. Е.
