Ремонт ювелирных изделий сварка

Обновлено: 18.05.2024

Характеризуется высокой геометрической точностью, прецизионностью дозировки энергии и малым временем теплового воздействия на паяное соединение. Пайку можно производить вблизи термочувствительных элементов, избегать отжига паяных элементов конструкции. Может применяться для локального ремонта непропаев в серийных технологиях. Часто используется нашими специалистами для ремонта часовых механизмов, ремонта ювелирных изделий, ремонт браслетов часов.
Преимущества лазерной сварки-пайки:

точное наведение на место пайки;
высокая сосредоточенность зоны воздействия (до 0,2мм);
легкость перехода с одного объекта на другой;
высокая точность дозировки энергии исключает образование прожогов;
высокая технологическая воспроизводимость.

Лазерная наплавка

зона термического влияния может быть уменьшена до сотых долей миллиметра;
термические деформации минимальны;
объем расплава можно регулировать в большом диапазоне и этим оптимизировать эффективность наплавки и минимизировать последующую механическую обработку

восстановление кромок рабочих поверхностей прессформ и штамповой оснастки;
восстановление площадок заниженных рабочих поверхностей;
заплавление поверхностных трещин и задиров;
подварка мест проб на твердость по Роквеллу;
подварка задиров , сколов, забоин, вскрывшихся раковин и пор и других дефектов;
залечивание мест адгезионного схватывания;
устранение сетки разгарных трещин.

Широко применяется при упрочнении различного режущего инструмента – сверл, фрез, протяжек и др., а также мерительного инструмента из инструментальных сталей ХВГ, 9ХС, Х12Ф, быстрорежущих сталей. В бытовом использовании приобрела известность так называемая «лазерная заточка» ножей и пил.

повысить в несколько раз стойкость фрез;
уменьшить налипание на кромку фрезы (т.е. уменьшить адгезионное схватывание) особенно при обработке цветных сплавов;
повысить чистоту обработки;
увеличить скорость резания.

Механическое сверление отверстий малого диаметра, менее 0,6 мм, в некоторых случаях оказывается неэффективным:
- если отверстия приходится сверлить под углом;
- если отношение глубины отверстия к диаметру значительно больше единицы;
- если сверлить требуется в труднообрабатываемых материалах;
- если требуются некруглые отверстия.

Кроме этого, механическое сверление характеризуется невысокой производительностью, значительным процентом брака из-за поломки сверл, высокой трудоемкостью заточки сверл малого диаметра.

Электроэрозионная прошивка устраняет не все недостатки: увод оси инструмента на глубоких отверстиях, невысокая производительность и низкая экологичность.

Лазерная прошивка отверстий может производиться в двух режимах. В первом в зоне воздействия образуется жидкая фаза, которая удаляется за счет газодинамического эффекта, образованного парами испарившегося материала. Этот метод производителен, но менее точен, чем второй, основанный на формировании отверстий за счет сублимации.

Особенности сварки ювелирных изделий

При изготовлении и ремонте ювелирных изделий возникает необходимость создания прочных неразъемных соединений очень мелких деталей. Специфика этого тонкого ремесла предъявляет высочайшие требования к технологии выполнения таких работ.

Помимо того, что при работе с изделиями, представляющими некоторую художественную ценность, эстетическая составляющая находится на первом месте, особую специфику создает то обстоятельство, что изготовлены они, как правило, из золота и других драгоценных металлов.

Традиционными способами создания соединения в ювелирном деле являются клепка и пайка, с успехом применяющиеся по сей день. Ранее сварка для ювелиров применялась редко. Но с развитием сварочных технологий, она все чаще используется для создания украшений и других ценных изделий.

Основные способы

Общее развитие сварочных и электронных технологий привело к появлению новых методов сварки ценных ювелирных изделий. Существующие в настоящее время сварочные аппараты для ювелирных работ по используемой технологии процесса можно разделить на три типа:

точечная электродуговая сварка с применением неплавящегося электрода;
электрическая контактная сварка;
сварка с использованием лазера.

Кроме перечисленных технологий, существует также диффузионное соединение. Этот способ следует рассматривать отдельно от вышеперечисленных, так как, осуществляется он довольно примитивными средствами и не требует применения сложных технических устройств.

Дуговая точечная

Общий принцип данной технологии точечной ювелирной сварки такой же, как и у обычного электродугового процесса. Источником энергии для плавления свариваемого металла служит электрическая дуга, зажигаемая между тугоплавким электродом и изделием.

Тем не менее, имеются существенные отличия дуговых аппаратов для ювелирной сварки от их более мощных промышленных собратьев. Главное различие заключается в режиме сварочного процесса.

Работа большого промышленного сварочного аппарата характеризуется достаточно длительным режимом горения электрической дуги (это относится к работе как с плавящимся, так и с тугоплавким, вольфрамовым или угольным электродом).

Ювелирную точечную электрическую сварку отличает импульсный характер работы. Сварочная дуга в данном случае представляет собой короткий электрический разряд, который, не смотря на это, успевает расплавить металл в зоне сварки и образовать сварное соединение в небольшой области (точке). По этой причине данная разновидность сварки называется точечной.

Конструкция аппарата для ювелирной сварки имеет еще более существенные отличия. Источником напряжения для создания дуги в нем служит накопительный конденсатор, который разряжается во время сварочного импульса.

Образцы устройств

Примером аппаратов для ювелирной точечной сварки может служить агрегат фирмы «Lampert» (Германия) и Orion pulse150i (США).

Оба аппарата снабжены биноклями, в которые можно рассмотреть мельчайшие детали ювелирного изделия. Для защиты глаз окуляры снабжены шторкой, которая закрывается в момент дугового разряда.

Работа происходит следующим образом. Ювелирное изделие закрепляют в предназначенном для этого месте, при этом, специальный зажим обеспечивает надежный его контакт с одним полюсом аппарата.

Ювелир прикасается электродом к изделию в нужном месте. В этот момент происходит разряд накопительного конденсатора, а подвижная часть электрода автоматически втягивается, создавая искровой зазор, в котором горит электрическая дуга. В это же время осуществляется подача порции аргона через отверстие в центре электрода.

В процессе сварки при необходимости может использоваться присадочная проволока, сплавляющаяся с материалом изделия.

Контактная

Данный вид соединения деталей принципиально не отличается от широко распространенной в машиностроении контактной сварки. Соединяемые детали сжимают, и через их точечный контакт пропускают сварочный ток.

Неразъемное соединение образуется вследствие пластического деформирования деталей под воздействием внешнего давления и их сплавления в месте контакта.

Сварочный аппарат для ювелирных украшений, основанный на методе контактной сварки, работает следующим образом. Свариваемые детали закрепляются в специальном приспособлении, служащем пуансоном и обеспечивающем контакт с электрическими полюсами аппарата, после чего (чаще всего посредством нажатия на педаль) подается сварочный ток.

Данный способ соединения часто используется в качестве средства временной фиксации деталей для дальнейшей пайки соединения.

Лазерная

Принцип лазерной технологии заключается в расплавлении кромок соединяемых деталей не электрической дугой, а лазерным лучом, то есть, когерентным пучком света. Источником излучения является твердотельный лазер, использующий кристалл алюмоиттриевого граната.

Этот выбор не случаен. Излучение, создаваемое именно этим минералом, наиболее полно поглощается драгоценными металлами, то есть, их разогрев этим лазером осуществляется наиболее эффективно.

Лазерная сварка ювелирных изделий характеризуется уникальными свойствами:

возможностью чрезвычайно точной фокусировки луча;
возможностью локального разогрева очень малой зоны поверхности изделия;
отсутствием необходимости защиты глаз затемненным стеклом, что позволяет в мельчайших деталях наблюдать сварочный процесс.

Аппараты лазерной сварки отличаются габаритами и ценой. Регулируя мощность, можно сваривать ювелирные изделия из различных сплавов.

Диффузионная сварка

Суть диффузионного процесса сводится к следующему. Поверхности контакта ювелирных изделий шлифуют и тщательно очищают, после чего с большим усилием зажимают между стальными пластинами и нагреваются «докрасна» (если быть точным, до 70 – 80% температуры плавления) в муфельной печи или кузнечном горне.

При выдержке заготовок в таком состоянии определенное время, в месте контакта деталей происходит взаимная диффузия их атомов, что приводит к созданию прочного неразъемного соединения.

Тонкости ювелирной пайки

Изготовление и ремонт различных ювелирных украшений из металла требует применения технологии создания неразъёмных соединений достаточно мелких деталей. Одним из наиболее распространённых способов достижения этой цели является ювелирная пайка.

По сути, этот процесс не отличается от других видов пайки. В его основе лежит принцип соединения металлических изделий путём их смачивания расплавом вспомогательного материала, называемого припоем.

При этом не происходит расплавления основных деталей, так как температура плавления вспомогательного сплава всегда ниже температуры, при которой плавится соединяемый металл.

Особенности работы с украшениями

Существует несколько особенностей, отличающих пайку ювелирных изделий от пайки, применяемой в бытовых и технических целях:

выполнение операций с очень мелкими деталями, требующими применения специфического инструмента и приспособлений;
работа с дорогим материалом, содержащим драгоценные металлы – серебро, золото, платину.

По понятным причинам, качественно проводить ювелирную пайку могут только профессионалы. Но попробовать свои силы и обучиться тонкостям процесса не запрещено никому.

Оборудование

К металлам, с которыми наиболее часто приходится сталкиваться в ювелирном деле, относятся в первую очередь, золото и серебро. Технология пайки этих металлов требует высокой температуры.

Нагревание соединяемых деталей и расплавление припоя осуществляется посредством газопламенного оборудования. Это могут быть установки, работающие на газе или бензине. Гораздо чаще для ювелирных работ используются газовые аппараты. Это обусловлено тем, что газовое оборудование более удобно в применении, не создаёт дискомфорта из-за резкого запаха (как в случае с бензином).

Сжатый газ, находящийся в баллоне, готов к употреблению, его подача осуществляется за счёт собственного давления. При применении бензина, готовят бензино-воздушную смесь, для чего необходим сжатый воздух. То есть, в этом случае требуется применение насосного или компрессорного оборудования.

Аппарат, применяемый при ювелирной пайке, должен быть укомплектован газовой горелкой, имеющей регулятор интенсивности пламени. Для выполнения ювелирных работ желательно иметь две горелки.

Одна из них, более мощная, применяется для расплавления металлов в тиглях. Другая должна иметь тонкий факел для разогрева и пайки миниатюрных компонентов.

Для ювелирной пайки могут применяться лазерные аппараты. Однако стоимость их высока, поэтому их устанавливают далеко не в каждой мастерской.

Приготовление флюса

Чтобы подготовить поверхность изделий, подлежащих пайке, применяются различные вещества. Химические соединения, применяемые для удаления окисных плёнок с поверхности металла, а также уменьшающие силы поверхностного натяжения расплавленного припоя, с целью лучшего смачивания паяемой поверхности, называются флюсами.

Флюс чаще всего используют в жидком виде, нанося его на подготавливаемую к пайке поверхность. Ювелиры для этой цели очень часто применяют порошок буры, делая из него насыщенный водный раствор.

Приготовление такого флюса осуществляют в два этапа. Сначала порошок буры заливают водой и нагревают до полного его растворения.

После этого раствору дают высохнуть. Когда влага полностью испариться, разрыхлённый порошок буры растирают ступкой, после чего, добавляя воду, доводят смесь до состояния жидкой кашицы. Данным составом покрывается поверхность изделия перед пайкой.

Своеобразным методом осуществляется подготовка к ювелирной пайке золотых изделий, в составе которых имеется примесь никеля. Такое ювелирное изделие вначале кипятят в воде с борной кислотой.

После этой процедуры на поверхности золота образуется тонкая плёнка, препятствующая образованию окислов. Затем, непосредственно перед пайкой, поверхность покрывается флюсом из раствора буры.

Припои для драгоценных металлов

Основным материалом при пайке является припой, специальный расплавляемый сплав. Ювелирные припои имеют в своём составе драгоценные металлы.

Классификация этих сплавов осуществляется по температурной шкале их плавления. Сплавы для пайки, применяемые в ювелирном деле, обычно плавятся при температуре от 650 до 1000 ℃.

Эти относительно высокие значения температур и определяют газопламенное оборудование в качестве основного в ювелирной пайке.

Электрический паяльник не в состоянии обеспечить нагрев до такой степени. Условно припои делятся на мягкие и твёрдые. Чем ниже температура плавления такого сплава, тем он мягче, и наоборот.

Выбор сплава для ювелирной пайки представляет особую важность и должен осуществляется индивидуально к каждому изделию. Важнейшим критерием в этом вопросе является цвет изделия.

Дело в том, что в зависимости от пробы металла, из которого изготовлено украшение, а также состава добавок, применённых в сплаве, цвет материала может иметь различные оттенки.

Очевидно, что при пайке ювелирных изделий, цвет применяемого сплава должен совпадать с цветом основного материала, в противном случае, работа может быть признана браком.

С этой целью, сплав, использующийся для ювелирной пайки золотых и серебряных изделий должен иметь ту же пробу, что и материал изделия, а также по возможности близкий состав.

Готовить самому или купить

Припои могут приобретаться в готовом виде, либо готовятся самостоятельно. При самостоятельном изготовлении сплавов для ювелирной пайки, необходимые компоненты в нужных пропорциях помещаются в тигель и расплавляются пламенем газовой горелки.

Весовые доли компонентов должны быть выверены очень точно, для чего обычно используются тонкие аптекарские весы. После расплавления и перемешивания всех составляющих, из жидкого расплава отливаются прутки, для чего используются специальные формы.

Многие мастера, для удобства последующей ювелирной пайки, раскатывают прутки в тонкие пластины и нарезают их на кусочки.

Состав

Для пайки изделий из золота используют золотой сплав, для пайки серебра – серебряный. В соответствии с различными стандартами, принятыми в разных странах, при изготовлении ювелирных украшений используются драгоценные металлы разных проб.

В продаже можно найти по несколько видов припоя каждой имеющей распространение пробы, которые отличаются друг от друга по составу и соответственно, по цвету.

Кроме пробы и цвета, сплавы, применяемые для ювелирной пайки должны обладать специфическими качествами, которые обеспечиваются введением в них особых добавок, иногда не содержащихся в соединяемых металлах. Например, в золотые припои могут включаться серебро, медь, цинк и кадмий.

При добавлении в припой серебра, понижается температура плавления полученного сплава, повышается его текучесть, обеспечивающая надёжное заполнение в процессе пайки микронеровностей спаиваемого стыка.

Кроме этого, серебро ослабляет желтизну оттенка золотого сплава. Введение меди напротив, повышает тугоплавкость и твёрдость припоя и добавляет красноватые тона в его окраску.

Добавление в припой кадмия и цинка снижают твёрдость, но при этом, первый придает изделию зеленоватый оттенок, второй же, ослабляет интенсивность окраски сплава.

Кроме названных компонентов, золотой ювелирный припой может содержать никель и палладий, которые придают сплаву белый цвет. Припои, содержащие эти элементы, используются для пайки ювелирных изделий из белого золота и платины.

К припоям для пайки серебряных изделий не предъявляются столь жёсткие требования в части пробы, как к золотым. Серебряные припои изготавливаются с содержанием меньшего количества компонентов, чем сплавы для пайки золота. Кроме самого серебра, в серебряном припое обычно присутствует либо только медь, либо медь с цинком.

Бижутерия

Благодаря развитию технологий в металлургии и производстве ювелирных изделий, прослеживается мировая тенденция увеличения доли сравнительно недорогой бижутерии в общем объёме ювелирного производства.

И это совершенно оправдано. Продолжающийся рост цен на драгоценные металлы делает непрактичным ношение дорогих изделий из золота и платины, в то время как появляется альтернатива в виде дешёвой и красивой бижутерии.

Способы пайки недорогих ювелирных украшений зависят от материала, из которого они изготовлены. К сожалению, некоторые сплавы, применяемые при изготовлении этих изделий, могут не поддаваться пайке.

В том случае, когда пайка возможна, лучше подобрать для этого сплав, состоящий из недорогих компонентов, так как припой может оказаться на порядок дороже самого изделия.

Правила пайки золота

Изготовление и ремонт ювелирных украшений, особенно, если это изделия из драгоценных металлов, были и остаются прерогативой мастеров-ювелиров. Ремонт золотых изделий является весьма ответственной процедурой, а если украшение представляет ещё и художественную ценность, то за дело должен браться только настоящий мастер.

Тем не менее, отдельные виды ремонта можно попытаться выполнить самостоятельно. Для выполнения таких операций, как пайка золота, необходимо наличие специального инструмента, материалов, и, разумеется, определённого навыка.

Необходимые приспособления

Для тех, кто хочет попробовать себя в этом интересном, но нелёгком деле, вначале необходимо укомплектовать свою домашнюю мастерскую минимальным набором инструментов, приспособлений и материалов. Для этого потребуются:

специальный золотой припой;
флюс покупной или самодельный;
миниатюрные плоскогубцы и пинцет;
набор надфилей разной формы;
бормашина;
маленькие тиски.

Сам процесс пайки золотых изделий не отличается от пайки других металлов. Нюанс заключается в том, что детали золотых изделий, которые необходимо припаять друг к другу, имеют довольно малые размеры.

Ещё одно отличие состоит в применяемых инструментах. Для паяния золота не применяют паяльник, так как припой для золота имеет высокую температуру плавления. По этой причине работа ведётся газовой горелкой.

Изготовление припоя

При отсутствии специального припоя для золота, его можно изготовить в домашних условиях. Потребуются дополнительные приспособления и материалы:

тигель для плавки металлов;
компоненты припоя – золото, серебро, медь;
аптечные весы;
форма для отливки припоя.

Для пайки золота наиболее распространённой 585 пробы, рецепт приготовления припоя выглядит следующим образом. На 585 частей золота берётся 115 частей серебра и 185 частей меди.

К этому составу следует добавить либо 135 частей латуни, либо 112 частей кадмия. Первые три основных металла расплавляются вместе при помощи газовой горелки. После их полного растворения и перемешивания в расплав вводится латунь или кадмий.

Затем готовый расплав выливают в форму. Форму сразу лучше выбрать в виде прутка. Готовую отливку на наковальне или путём вытягивания прутка приближают к форме проволоки.

Подготовка изделия

Перед ювелирной пайкой изделие следует закрепить в тисках или другим подходящим способом. Повреждённой детали украшения должна быть придана первоначальная форма.

Возможно, с этим придётся повозиться, но это обязательная процедура. Для этого могут потребоваться дополнительные приспособления. Вернуть исходную форму кольца или звена цепочки помогут подобранные по размеру цилиндрические детали.

Такая деталь вставляется внутрь деформированного кольца или звена цепочки, после чего изделие мягко обжимается снаружи плоскогубцами до достижения нужного результата. Разумеется, цепочка должна быть собрана, повреждённое звено или застёжка соединена с другими звеньями.

После того, как форма изделия восстановлена, и оно надёжно зафиксировано, место будущей пайки зачищается, обезжиривается и покрывается слоем флюса. Флюс создаёт на поверхности золота защитную плёнку, препятствующую окислению металла в процессе пайки.

Теперь можно приступать собственно к пайке. Флюс для пайки золота покупают готовый или делают своими руками, беря по 10 г буры и борной кислоты на 100 г дистиллированной воды.

Раствор кипят, и затем в него опускают золотое изделие и тоже несколько минут кипятят. Золото в результате покрывается защитным слоем.

Паяние и обработка шва

Прежде чем начинать пайку, нужно отрегулировать пламя горелки, установив требуемую толщину факела. Затем начинается равномерный нагрев золота в зоне соединения.

Нужно точно определить момент, когда в зону соединения можно вводить припой. Обычно эта фаза пайки отмечается некоторым изменением цвета нагретого участка. «Чувство металла» приходит с опытом, первые попытки, скорее всего, будут неудачными.

После нагрева изделия, к месту соединения прикладывается пруток припоя. Ориентировать припой относительно пламени горелки нужно таким образом, чтобы расплавилось необходимое его количество.

Излишки расплавленного припоя либо стекут с изделия, либо после пайки их придётся снимать надфилем или бормашиной. Не забываем, что в составе припоя преобладает золото!

Расплавленный припой должен смочить место соединения и заполнить зазор в месте будущего шва. Консистенцию расплава следует поддерживать в таком состоянии, чтобы он не стекал с детали, удерживаясь силами поверхностного натяжения.

Нагрев не прекращается до тех пор, пока припой не сравняется по цвету с материалом изделия. Это является сигналом того, содержащийся в нём кадмий выгорел, и процесс пайки может быть завершён.

После остывания золота можно приступить к его окончательной обработке. Более крупные неровности выравниваются надфилем, окончательную чистовую шлифовку лучше производить бормашиной с самой мелкозернистой насадкой.

Если присадочный материал был выбран правильно, а шлифовка выполнена качественно, место пайки на глаз не должно определяться.

Ремонт цепочки

Описанным способом может быть осуществлена пайка колец из золота и цепочек с достаточно крупными звеньями. Чтобы спаять золотую цепочку с мелкими звеньями, существует другая технология.

Опилки из золота замешиваются в касторовом масле с добавлением фосфора. В повреждённой цепочке аккуратно выравниваются все погнутые и разорванные участки.

Работа должна выполняться очень тонким инструментом с использованием увеличительной лупы. После этого повреждённый участок цепочки смачивают полученным раствором.

В результате этого, мельчайшие опилки из золота заполняют места разрывов звеньев. Если теперь поместить этот участок цепочки в пламя горелки, частицы золота расплавятся и заполнят разрывы.

И последнее. Перед началом пайки, особенно если она выполняется впервые, следует оценить риски, связанные с возможной порчей украшения из золота. Может быть, в этом случае предпочтительней воспользоваться услугами мастерской.

Лазерная сварка ювелирных изделий

Что такое лазерная сварка золотых и серебряных 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.

Читайте также: