1.3.3. 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. 1.6а), 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. 1.8а);

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

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].