Конфигурация стыка и способы его оптимизации

Стыки ювелирных поверхностей относительно невелики, и их невозможно выполнять с соблюдением жестких промышленных допусков (применяемых, например, в машиностроении). Однако разработка конструкции стыков играет очень важную роль при проектировании ювелирных украшений. Это связано с тем, что потребительские требования к ювелирным изделиям включают в себя не только эстетическую привлекательность, но и такие аспекты, как прочность, надежность, долговечность.

Паяные соединения подразделяют (рис. 1.6): а) на стыковые (ПВ-1, ПВ-2,…); б) нахлесточные (ПН-1, ПН-2,…); в) угловые (ПУ-1, ПУ-2,…); г) тавровые (ПТ-1, ПТ-2,…); д) соприкасающиеся (ПС-1, ПС-2,…).

Рис. 1.6. Основные типы паяных соединений

При пайке ювелирных изделий применяются два основных типа соединения: нахлесточные и стыковые; при необходимости можно сочетать оба этих типа. С точки зрения конструкции и конфигурации паяных швов наименьшей прочностью отличаются простые стыковые швы (рис. 1.6 а), т.е. когда две детали спаиваются между собой торцами. Стыковые соединения используют при пайке изделий, не требующих особой жесткости, герметичности и прочности.

Существуют способы увеличения прочности шва, которые можно учитывать при конструировании стыков. В большинстве случаев они сводятся к увеличению площади контакта и уменьшению концентрации напряжений путем перераспределения нагрузок, испытываемых изделием при эксплуатации.

Типичными конфигурациями стыков, увеличивающих прочность шва, являются: стык вскос, ступенькой, внахлест, со стыковой накладкой, с двумя накладками (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Типичные конфигурации стыков, увеличивающие прочность шва:

а – вскос; б – ступенькой; в – внахлест; г – со стыковой накладкой;

д – с двумя накладками

Скошенные и ступенчатые соединения хороши тем, что они прочнее пайки торец в торец, кроме того, сохраняется толщина детали и ее общая форма. Однако они значительно затрудняют качественную подгонку деталей. Соединения внахлест и со стыковыми накладками обеспечивают наиболее прочный и надежный шов. Однако их недостаток заключается в том, что подобное соединение увеличивает толщину, вес и форму изделия.

В Т-образных стыках шов можно усилить следующими способами:

- вставляя одну деталь в отверстие или паз, проделанный в другой детали (рис. 1.8 а);

- с помощью галтелей, образованных припоем. У идеальной формы галтели краевой угол стремится к нулю, а сама галтель имеет выгнутую форму (рис. 1.8 б).

а б

Рис. 1.8. Усиление шва в Т-образных стыках:

а – с помощью паза; б – с помощью галтелей, образованных припоем

Вывод

Наряду с эстетической привлекательностью, немаловажную роль играет прочность соединений ювелирного украшения. Однако наличие включений флюса и газов, трещин и пор очень существенно ослабляют соединение. Получение качественного и прочного шва зависит не только от практических аспектов процесса пайки. Многие факторы можно учесть еще на стадии проектирования ювелирного украшения. А именно, важно учитывать следующие вопросы:

- Как припой затекает в зазор?

- Можно ли заставить течь припой в одном направлении и снизить возможность появления карманов, захватывающих флюс или воздух?

- Можно ли изменить конструкцию стыка для усиления шва без вреда для эстетической привлекательности украшения?

- Можно ли использовать усиление шва с помощью галтелей из припоя?

- Можно ли переместить шов в менее заметное место, для того чтобы иметь возможность для его дополнительного усиления?

Таким образом, при проектировании ювелирных изделий необходимо уметь находить компромисс между необходимостью получения шва достаточной прочности и желанием сохранить эстетическую привлекательность украшения [2].

Припои

Процесс пайки невозможен без связующего материала – припоя. Припои в большинстве случаев являются сплавами. В отличие от чистых металлов они характеризуются не точкой, а областью плавления, называемой также интервалом плавления.