Milyen anyaggal forrasztják a karikagyűrűket?
A forrasztás és a hegesztés közötti különbségek
Ezt a két fogalmat nagyon sokan keveri. Többször előfordult már velem is hogy azt kérték hegeszem meg az elszakadt ékszerüket!
Alapvetően két nagyon fontos dologban különbözik a forrasztás és a hegesztés. Vas hegesztésnél a két összehegesztendő felületet elektromos ív vagy oxigén-dissou gázkeverék lánggal olvadás pontig hevítik és a két felület és közéjük beolvasztják az elektródát amely ugyancsak megolvadva eggyé válik az anyaggal. Az elektróda ugyanaz az anyag mint az alap felület.
A forrasztásnál nem hevítik olvadáspontig az anyagot csak egy meghatározott hőmérsékletig. Ez a hőmérséklet a forraszanyag olvadáspontja. Az alap összeforrasztandó anyagok közé beépül egy harmadik réteg a forrasztó amely nem is fontos hogy ugyanolyan anyagból készüljön. Tipikus példa erre a vörösréz elektromos vezetékek forrasztása, amelyet ónnal forrasztanak össze.
Az arany forrasztó összetétele
Most hogy tudjuk miben más forrasztás nézzük meg az arany forrasztó alapanyagát amellyel az ékszereket és azon belül a karikagyűrűket is forrasztjuk.
Azt tudjuk hogy nagyon kritikus a karikagyűrűk esetében is a pontos anyagfinomság a karátszám betartása. Egy 14K 585%-os karikagyűrű ugyebár 58,5% színaranyat és 41,5% ötvözőfémet tartalmaz. Ha ez az arány akárcsak 1 ezrelékkel is kevesebb 584% már nem lehet 14k ékszerként kereskedelmi forgalomba hozni. Ez azért fontos mert így a forrasztó anyag sem lehet más csak 585%-os arany ötvözet! Ez ismét egy újabb problémát vet fel. Nem lehet hegeszteni az aranyat mert ha olvadáspontig hevítenénk akkor oké hogy eggyé válna a felület de el is deformálódna vetemedne. Csak forrasztani lehet hogy ne olvadjon szét de más anyaggal ónnal szigorúan tilos a közelébe menni.
A trükk az hogy ugyebár nem színaranyról van szó hanem arany ötvözetről így az alap arany felület és az arany forrasztó ugyanannyi színaranyat tartalmaz de az egyéb ötvöző pótfémek összetétele változik. Egy 14K arany ékszer összetétele: színarany, színezüst, színréz, czink, nikkel. A 14k arany forrasztó összetétele: színarany, színezüst, színréz, indium, gallium…
Az úgynevezett pótfémek összetétele határozza meg az arany ötvözetünk olvadáspontját. Jelen esetben az indium és a gallium az az anyag amely jelentősen csökkenti az olvadáspontot és forrasztáskor a hagyományos karikagyűrű arany ötvözet még csak vörösen izzik amikor az arany forrasztó már folyékony. A hibátlan és porózus mentes (tömör, lyukacsos mentes) felület eléréséhez azonban szükséges hogy a forrasztó eutektikum ötvözet legyen.
Mi az a eutektikum ötvözet?
Általában három halmazállapotot ismerünk. Szilárd, folyékony, légnemű. Ezek közötti váltásokhoz ismernünk kell az olvadáspontot és a forráspontot. A légnemű halmazállapot az arany esetében nem kell ismerni hiszen nem szeretnénk az aranyunkat "elfüstölni". Az aranynál csak a szilárd és a folyékony állapot elérése a cél. Az arany forrasztó lényeges pillanata az a hőmérséklet amikor is folyékonnyá válik és megszilárdulva oldhatatlan kötést hoz létre az össze forrasztandó felületek között. Ahhoz viszont hogy ne legyen porózus, lyukacsos karikagyűrűnk az kell hogy a forrasztó anyagunk eutektikum legyen. Biztosan mindenki látott már olvadó jeget. A jég a víz szilárd halmazállapota és ahogy melegszik elérve az olvadáspontját vízzé válik vagyis folyékony halmazállapotúvá. A szilárd és folyékony állapot között viszont van egy pépes állapot ami egy köztes jelenség. Már nem szilárd de még nem is folyékony. Ez a jelenség minden olvadásra képes elem esetében megfigyelhető úgy a vasnál úgymint az aranynál is. Az arany forrasztó esetében nem megengedett ez a pépes állapot mert akkor porózus lenne a felület ezért olyan anyagok vannak benne amik ezt a pépes állapotot meggátolják és abban a pillanatban amikor a szilárd állapotában eléri az olvadáspontját rögtön folyékonnyá válik és vissza hűléskor rögtön megszilárdul. Ezt nevezzük eutektikum ötvözetnek. Nincs köztes pépes állapot!
Konklúzió
Az arany ékszereket és közöttük az arany karikagyűrűket ugyanolyan aranytartalmú forrasztó arannyal forrasztják. Eltérés csak is az arany tartalom melletti pótfémek összetételében vannak. Az ékszerek hegesztésére is van azért példa. Kezdenek elterjedni a lézer sugarakkal dolgozó precíziós berendezések amelyek tűhegynyi pontban képesek az ékszerek javítására hiszen csak egy ponton hevítik fel az ékszert nem a teljes felület melegszik át így ezek valóban hegesztenek. Hegesztésnek lehet venni még a szinterező eljárásokat is .