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 , она все чаще используется для создания украшений и других ценных изделий.

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.

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.

Положение стало меняться с развитием электронной промышленности, при которой, совершенствуя сборку полупроводниковых приборов, пришлось решать задачи, свойственные ювелирному искусству. 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.

Микроэлектроника, где перечень используемых материалов обширнее, чем в любой другой области, потребовала применения самых разных видов сварки - , термокомпрессионной, . Диапазон их возможностей очень широк, и это позволяет выполнить самые разные сборочные операции в ювелирных технологиях.

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.

Особенно привилась в ювелирном деле электрическая контактная сварка, точнее, ее разновидность - сварка конденсаторная. 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. При контактной сварке камни укладывают на предназначенное для них место в самом начале работы, смотрят, как сочетается рисунок камня с общим узором изделия, поправили его части или добавляя новые элементы.

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.

Еще одна проблема дуговой сварки состоит в том, что дугу приходится «зажигать» по сути вслепую, касаясь наугад электродом поверхности изделия. Лишь когда дуга зажигается, начинают следить за процессом сварки через защитное стекло. 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.

Ремонт ювелирных изделий и бижутерии с помощью новейших технологий. Применение лазерной сварки в ювелирной мастерской «САПФИР» для точечного ремонта маленьких, но значимых деталей женских и мужских украшений.

Как много модниц страдает, когда на их ювелирных изделиях ломается застежка или выпадает камушек. Ведь украшение еще можно носить, но как его отремонтировать? Оказывается, с помощью бесконтактного процесса лазерной ювелирной сварки можно отремонтировать любую поломку!

Как работает лазерная пайка – сварка лазером

Высокотехнологичные лазеры прочно заняли свое место среди оборудования ювелирных мастерских. Сварка металлов, производимая с помощью точного лазерного луча, стала отличным решением для ремонта деталей очков, ювелирных изделий и бижутерии.

Благодаря способности лазера мгновенно расплавлять и припаивать друг к другу самые, казалось бы, несовместимые материалы, получается очень крепкий и практически незаметный даже для искушенного глаза шов.

Лазерная пайка необходима там, где не может справиться ни один другой вид сварки:

• При изготовлении и ремонте ювелирных изделий белого и красного цвета из платины, золота. Использование лазера позволяет соединять детали без припоя, который ранее был заметен при обычной сварке.
• Для установки камней на их прежнее место – при помощи лазерной ювелирной пайки стало возможным изготовление новых лапок для камня.
• При соединении разнородных металлов.

Преимущества использования лазерной сварки

Несмотря на довольно высокую стоимость такого оборудования, его использование давно оправдало себя. Лазерная сварка в Москве дала возможность производить ремонт изделий из любого материала с невероятной точностью и прочностью готовой детали. Кроме того, специалисты умело скрывают даже малейшие швы, оставшиеся после ремонта. Например, ювелиры мастерской «САПФИР» могут нанести гальваническое покрытие, полностью маскирующее минимальные следы производимого ремонта.

При лазерной сварке, требующей небольшого вмешательства (ремонте оправы очков, сломавшейся застежки бижутерии и других незначительных поломках) наша мастерская выполнит работу за короткое время. Более сложные сварочные работы, требующие кропотливого труда ювелира, обычно выполняются в течение суток.

Если вашему дорогому ювелирному изделию нужна лазерная сварка, узнать цену ремонта можно:

• обратившись непосредственно в нашу мастерскую;
• посмотрев прайс-лист

Решим любую проблему!

В том случае, когда другие ювелиры в Москве отказались ремонтировать украшение, не отчаивайтесь. Наши ювелиры при помощи лазерной пайки:

• исправят любую поломку, даже самую ужасную;
• дадут гарантию в 6 месяцев.

Москва – это огромный город, в котором работает много салонов по ремонту и продаже ювелирных украшений, но не все обладают достаточной квалификацией для ремонта очень дорогих украшений . Поэтому так важно обратиться к профессионалам, которые знают, что сварка лазерным лучом или любая другая ювелирная сварка должна быть выполнена так, чтобы изделие по завершению работ выглядело, как только что снятое с витрины!

При изготовлении металлических художественных изделий широко применяются дуговые способы сварки. Например, для изготовления несущих конструкций в скульптуре или в металлических скульптурных композициях, а также в металлопластике, в реставрационных работах и т.п. одним из наиболее распространенных методов является ручная дуговая сварка.

В ювелирном производстве нашли применение следующие способы сварки: дуговая точечная сварка неплавящимся электродом, контактная точечная сварка и лазерная сварка. В последнее время свое применение в ювелирной отрасли находит и диффузионная сварка. Эти способы можно использовать для соединения деталей из золота, серебра, платины, меди и ее сплавов и др.

2.2.1. Дуговая точечная сварка неплавящимся электродом

Дуговая сварка – сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой. Дуга – мощный стабильный электрический разряд в ионизированной атмосфере газов и паров металла. По способу защиты дуги и расплавленного металла различают сварку открытой дугой, под флюсом и в защитном газе; по виду электродов – сварку плавящимся и неплавящимся электродами; по степени механизации процесса – ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку.

В ювелирном производстве широко применяются аппараты, осуществляющие сварку с помощью неплавящихся электродов в атмосфере защитного газа. Отлично зарекомендовала себя в ювелирной промышленности серия аппаратов точечной сварки PUK компании «Lampert» (Германия) (рис. 2.1а ), а также компактный сварочный аппарат «Orion pulse150i» (США) (рис. 2.1б ).

При касании электродом места сварки происходит замыкание цепи, втягивание электрода в держатель (рис. 2.2) и образование электрической дуги, которая расплавляет металл в точке сварки. При этом очень важно аккуратно касаться изделия кончиком электрода. Изделие должно иметь хороший электрический контакт с аппаратом. Сварку можно осуществлять путем местного расплавления металлов под действием электрической дуги и с применением присадочной проволоки. Сварка выполняется с помощью вольфрамовых электродов. В качестве защитного газа применяется высокочистый аргон.

Рис. 2.1. Аппараты точечной сварки:

а – аппараты точечной сварки PUK компании «Lampert»;

б – сварочный аппарат «Orion pulse150i»

Рис. 2.2. Электрододержатель

Аппараты серии PUK оснащены оптическим устройством, который позволяет точно размещать изделия и подводить кончик электрода к месту сварки. Возможно применение микроскопа «Mezzo 10×» с «рукой» для закрепления держателя. Микроскоп совместим со всеми модификациями аппаратов точечной сварки PUK. Автоматика обеспечивает 100% защиту глаз и комфортное ведение процесса сварки без усталости и нагрузки на сетчатку глаза. Для защиты глаз от излучения микроскоп оснащен закрывающейся шторкой, срабатывающей во время импульса. Под микроскопом видны мельчайшие детали сварки, что позволяет выполнить ее более четко и качественно. Подставка для держателя электрода с фиксаторами очень удобна – при сварке она освобождает руки .

Достоинством аппарата «Orion pulse150i» является то, что интерфейс управления отображается на 9-дюймовый цветной сенсорный экран, который удобно крепится к 3D-микроскопу «Flex» .