МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОСТРОМСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

И ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Ознакомление с

технологиями соединения деталей из платины (Pt)

(сварка/пайка)

Кострома

2007

К.т.н., доцент, Макшанчиков И.А. – Ознакомление с технологиями соединения деталей из платины. Кострома. КГТУ, 2007 г.

Лабораторная работа «Ознакомление с технологиями соединения деталей из платины» соответствует учебному плану по дисциплине «Технология изготовления ювелирных изделий», «Художественное литье» для специальностей 261001 «Технология художественной обработки материалов» и 071504 «Художественное проектирование ювелирных изделий».

В работе приводятся краткие сведения по видам соединения деталей из платинового ювелирного сплава, применяемым в ювелирной промышленности, а также рассматривается процесс сварки и пайки.

 ГОУ ВПО Костромской Государственный Технологический Университет

Кафедра технологии художественной обработки материалов и технического сервиса

1.Цель работы:

Ознакомить студентов с разновидностью технологий соединения деталей из платинового ювелирного сплава.

2.Теоретическая часть

2.1. Платина. Сварка/пайка.

Платина – блестящий, ковкий металл. Ее плотность 21,37; температура плавления 1769,5 С; температура кипения 3910 С; На воздухе платина не изменяется даже при самом высоком нагреве.

Детали из платинового ювелирного сплава можно надежно соединить:

1. сваркой плавлением;

2. сваркой давлением или сваркой трением (всухую);

3. точечной сваркой;

4. лазерной сваркой;

5. пайкой;

6. механическими способами, такими, как клепка;

7. сильными клеями.

Поскольку платиновые сплавы не окисляются, то сварка плавлением и пайка являются естественными видами традиционных методов соединения элементов из драгоценных металлов. По этой причине они и преобладают в работе с платиновыми сплавами.

Достаточная прочность в горячем состоянии и стойкость к окислению позволяет деталям из платины выдерживать интенсивное локальное нагревание при сварке или пайке без применения зажимных приспособлений, которые, в противном случае, ограничивали бы доступ к месту работы и рассеивали бы тепло. Однако, можно использовать и другие способы соединения, и единственными противопоказаниями может быть отсутствие достаточного опыта или несоответствие применяемого способа количеству производимых элементов. Детали из платины легко привариваются друг к другу ковкой, трением или высадкой, точечной сваркой и лазерной сваркой, но для полного использования преимуществ таких способов может оказаться необходимой тщательная подборка или дизайнерская разработка соединяемых компонентов. Например, сварка трением потенциально более экономична при выпуске средних по размеру партий изделий, а сварка ковкой является удовлетворительным методом индивидуального изготовления работ свободного дизайна, но не филигранных изделий.

2.2.Источники тепла.

Большинство сварочных или паяльных операций на платиновых ювелирных сплавах выполняются при температурах свыше 1500°С, а часто и при температуре около 2000°С, поэтому необходимо использовать кислородно-газовое пламя или электрическую дугу. В то время, как электрическая дуга используется для выработки средними по размеру партиями деталей из платины, применяемых в химической и других аналогичных отраслях промышленности, она является неподходящей для завода-производителя ювелирных изделий или для ювелира-мастера. С другой стороны, неокисляемость платины позволяет сконструировать горелку так, чтобы получить очень точное яркое жаркое пламя с небольшим дополнительным количеством кислорода. По мере приобретения опыта, работу по свариванию или пайке платиновых деталей можно выполнять с очень высокой точностью.

Небольшое пламя требует низкого давления при подаче кислорода и жесткого контроля расхода, иначе пламя "снимется" с мундштука горелки и погаснет. Может потребоваться дополнительный регулятор низкого давления, работающий при давлении от 1 до 2 фунтов, в основном для регулирования объемного расхода.

Как и всегда, для обеспечения точного контроля параметров кислородно-газового пламени необходимо подбирать соответствующий размер наконечника форсунки сообразно применяемому горючему газу и его объемному соотношению с кислородом в рабочей смеси. Платиновые ювелирные изделия особенно хорошо поддаются сварке или пайке в кислородно-водородном пламени. Газы могут подаваться из баллонов, но их можно получать и прямо на месте путем электролиза.

Существуют портативные устройства, в которых используется раствор гидроокиси калия в качестве электролита, разлагающийся (разлагается только вода) на водород и кислород, которые подаются под низким давлением порознь через хорошо сконструированные сопла горелки. Они могут дать первоначально нейтральное пламя такое небольшое (калибр жиклера 22), что в нем можно провести прецизионную сварку узкой платиновой полоски для точной размерной обработки, или крайне большое (калибр 13) - для плавки более 50 г. платинового лома. Скорость горения на сопле определяет давление в резервуаре, которое, в свою очередь, контролирует скорость реакции электролиза. Температура пламени может быть понижена, а свечение увеличено за счет захвата газом небольших количеств летучих органических веществ, таких, как метиловый спирт, метилоэтиловый кетон (МЕК) или ацетон.

В сварочном аппарате "Williams Oxy-flame Soldering" применяется пероксидводорода и катализатор для получения кислорода и воды. Теплотворный газ сгорает в кислороде, который поступает из небольшого баллона, тем самым обеспечивается полная автономность аппарата (не требуется электричество).