2. Сварка

Наиболее распространенным технологическим процессом соединения деталей в ювелирной промышленности и декоративно-прикладном искусстве является пайка открытым пламенем. Однако этот процесс не лишен ряда недостатков, основными из которых являются:

1) необходимость разогрева спаиваемого изделия до высокой температуры, превышающей по величине температуру плавления припоя, что вызывает нежелательное окисление поверхности и, как следствие, – утончение изделия;

2) неравномерность разогрева изделия, что вызывает в нем термические напряжения, приводящие к растрескиванию или деформации нетермостойких элементов;

3) существенно меньшая прочность паяного соединения в сравнении с цельным металлом.

Поэтому достаточно часто при изготовлении ювелирных и художественных изделий применяются различные способы сварки (дуговая, контактная, лазерная, диффузионная и др.) [20].

2.1. Принципы, лежащие в основе процесса сварки

Сварка – технологический процесс соединения металла(ов) при таком нагреве и/или давлении, в результате которого получается непрерывность структуры соединяемого(ых) металла(ов) [21].

Сварка существенно отличается от пайки. При сварке соединяемые металлы расплавляются в месте соединения, при пайке они остаются в твердом состоянии, а плавится только припой. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий:

1) освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов;

2) энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом;

3) сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

Под действием приложенной энергии металл по кромкам свариваемых частей оплавляется, образуя жидкую фазу, называемую «сварочной ванной». Источником нагрева может быть электрическая дуга, пламя газовой горелки, лазерные лучи и т.д. В результате остывания сварочной ванны металл кристаллизуется, образуя сварной шов. Форма энергии, используемой для образования сварного соединения, определяет класс сварки: термический, механический и термомеханический [20]. Вид источника энергии, непосредственно используемого для образования сварного соединения, определяет вид сварки (подробнее см. ГОСТ 19521–74 «Сварка металлов. Классификация»).

Термический класс – виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, газовая, лучевая, термитная и электрошлаковая сварка).

Термомеханический класс – виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (кузнечная, контактная, диффузионная и прессовая сварка).

Механический класс – виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (сварка трением, сварка взрывом, холодная сварка и ультразвуковая сварка) [22].

Процессы сварки металлов и относящиеся к ним термины определяют следующие стандарты:

– ГОСТ 2601–84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий». Некоторые термины стандарта утратили силу на территории РФ с введением нижеприведенных стандартов.

– ГОСТ Р ИСО 857-1–2009 «Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения».

– ГОСТ Р ИСО 17659–2009 «Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений».