Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
9.98 Mб
Скачать

те с капиллярно-барометрическими трубками необходимо следить за полным прогревом нужного участка трубки, а соседние участки по возможности предохранять от ра­ зогревания. Для этого их часто покрывают листовым ас­ бестом.

 

Спаивают капиллярно-барометрические

 

трубки

так

же,

как обычные

стеклянные,

но

при этом

необходимо

следить, чтобы

внутренние

сечения

отрезков

совпадали

возможно точнее. Стекло

в месте

спая

размягчают,

п

легким

поддуванием внутренний

диаметр

в

месте

спая

увеличивают в 2—3 раза. После

повторного размягче­

ния

производят

вытягивание

разогретого

 

участка

 

до

прежнего внутреннего диаметра.

 

 

 

 

 

 

 

 

Стеклянные

гребенки

изготовляют

из

капиллярно-

барометрических

трубок приемами

тройннкового спая.

Спай

получается

лучше,

если

 

отверстие,

продутое

в

основной трубке (диаметр губки тройника),

будет

не­

сколько больше,

чем диаметр

отверстия

 

припаиваемой

трубки. При изготовлении тройннкового спая для избе­ жания посечек целесообразно применять асбестовые за­ щитные колпачки.

Работа по изготовлению стеклянных гребенок услож­ няется с увеличением числа припаиваемых отростков. Нужно следить, чтобы основная трубка не прогибалась под своей тяжестью в месте последующего спая в момент размягчения стекла. Каждый тройннковый спай необ­ ходимо подвергать тщательному отжигу во избежание посечки. Все отростки гребенки должны располагаться в одной плоскости.

Воронки с пористой пластинкой. Воронки с пористой пластинкой используют в лабораторной практике для фильтрования жидкостей, отфильтровывания и высуши­ вания осадков.

 

Для изготовления фильтров используют бой химиче­

ски

устойчивых

стекол. Его размалывают

в мельницах

со

стеклянными

шарами, изготовленными

из того же

типа стекла, что и бой. Полученный порошок просеивают на ситах для получения фракций определенного разме­ ра. От диаметра зерен стекла зависит величина пор фильтра. Для получения фильтров с диаметром пор око­ ло 100 мкм диаметр зерен должен быть 0,15—0,2 мм, с диаметром пор 25 мкм — около 0,05 мм.

Требуемую фракцию порошка насыпают в слегка ко­ нические формы, соответствующие размеру изготовляе­ мо

мых фильтров, и спекают в небольших, непрерывно дей­ ствующих конвейерных электрических печах. Температу­ ра спекания близка к температуре начала размягчения стекла и устанавливается опытным путем. Фильтры из химико-лабораторного стекла № 23, например, спекают­ ся при 680—700° С, .из кварцевого стекла — при темпе­ ратуре приблизительно 1500° С. После охлаждения по­ ристые фильтры вынимают из форм и подшлифовывают.

Впаивание пористого фильтра в воронку — разновид­ ность операции по изготовлению внутреннего спая. Весь­ ма существенную роль при впаивании фильтра играет однородность стекла спаиваемых деталей.

Воронки с пористыми фильтрами изготовляют не­ скольких разновидностей: простые, на шлифах, обратные. Ниже описана операция по впаиванию пористой пластин­ ки в трубку, являющаяся основной при изготовлении во­ ронки с пористой пластинкой любой разновидности.

Диаметр трубки или цилиндра должен несколько пре­ вышать диаметр пластинки. На одном конце трубки от­ тягивают державу и после остывания в отрезок трубки вводят пористую пластинку. После этого оттягивают вторую державу. Затем разогревают место припайки до достаточной степени и через одну из держав вводят стеклянную палочку, при помощи которой пластинку ста-

вят ё нужное положение — перпендикулярно оси ци­ линдра. Теперь осторожно припаивают пластинку в одном месте и после выправления положения пластинки стекло в месте впая сильно размягчают и спаи тщатель­ но пропаивают на узком остром пламени до появления темного кольца с блестящими нитями вокруг. Необходи­ мо следить, чтобы сама впаиваемая пластинка не разо­ гревалась до размягчения.

При пропаивании нужно все время поддувать воздух попеременно, то через одну державу, то через другую. После выравнивания места спая производят тщатель­ ный отжиг в пламени горелки и в печи. Отделку изде­ лия ведут обычными методами в соответствии с зада­ нием.

Рис. 62. Устройство водоструйного ваку­ ум-насоса:

Водоструйный стеклянный ваку­ ум-насос. Для создания разрежения до 10 мм рт. ст. в лабораторной практике применяют водоструйные насосы, разные типы которых пред­ ставлены на рис. 61.

Наиболее распространенный ва­ куум-насос приведен на рис. 62. Из­ готовляют его следующим образом. В трубку / в месте А впаивают при­ емом внутреннего спая на шарике трубку диаметром 15 мм с оливой •в верхней части и сходящую на ко­ нус в нижней части. Этот конус об­ разует сопло 3 с выходным отвер­ стием диаметром не более 3 мм. Затем делают отвод 2 диаметром '5—6 мм.

/ — трубка

0

20—22

мм,

В

месте Б

приемом

внутреннего

2 — отвод

BS 5—6

мм,

3 —

верхнее

сопло,

4 — ниж­

спая

на шарике впаивают сходящую

нее

сопло,

5 — водосбор­

'на конус к центру

деталь 4 из труб­

ник,

в — сливной

отро­

сток;

Л — м е с т о

впаива­

ки диаметром

15 мм. Окончание

ко­

ния

сопла,

Б — место

впаивания

нижнего сопла

нуса

несколько

развертывают

на­

 

н

водосборника

 

встречу соплу 3, которое должно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•центрирование

входить

в эту

раз­

вертку с кольцевым зазором 1,0—1,5 мм. Несколько ниже места Б делают пережим. Затем раздувают шар водо­ сборника 5 и припаивают отросток 6 для выхода воды.

Изготовление такого водоструйного насоса не очень сложная операция. При выпуске больших партий прибо-

172

ров целесообразно организовать разделение труда по операциям, отдельно изготовляя сопло, нижнюю деталь и отдельно производя выполнение двойного спая.

Ловушки разных типов. В различных установках и приборах используются разнообразные по конструкции ловушки. На рис. 63 представлены наиболее распростра­ ненные из них.

а

5

8

г

д

с

ж

з

а

 

Рис. 63. Ловушки разных типов

Ловушки

а и е не представляют особой сложности

для изготовления. Остальные же делают стеклодувы бо­ лее высокой квалификации. Ловушку б изготовляют при­ емом внутреннего спая на шарике, ловушки в и г — ме­ тодом дьюаровского спая. Ловушку д получают после впаивания внутреннего цилиндра с круглым дном с обеих сторон через стенку наружного.

Ловушку ж изготовляют следующим образом. В ши­

рокую трубку / вставляют стакан без дна

2, который

в месте А развернут тарелочкой, и впаивают

в трубку /

внутренним спаем. В месте Б дьюаровским спаем впаи­ вают пробирку 3. Припаивают отростки 4 и 5 и отделы­ вают дно ловушки 6.

Ловушку з обычно заполняют активированным углем. Заготовки вводов впаивают в круглое дно, сбоку делают

173

отросток для засыпки ловушки активированным углем. Ловушку и делают как обычный шариковый холодиль­ ник, несколько увеличивая диаметр шариков.

Ловушку к делают так. В широкую трубку 1 впаи­ вают в месте А внутренним спаем тарелочкой стакан без

дна 2. Затем в месте Б впаивают внутренним

спаем ло­

вушку б, в которой вместо

отростка делают

четыре от­

верстия 3 диаметром 34

мм. Припаивают

отросток 4

п отделывают дно 5.

 

 

 

 

 

 

Бюретки. Первая

задача,

с которой

сталкивается

стеклодув

при

изготовлении

бюретки, — определение

диаметра

трубки

для

бюретки

заданного

объема

и вы­

соты. Эту задачу

можно решить, воспользовавшись

фор­

мулой

 

 

 

 

 

 

 

 

где V — объем бюретки в см3; d — внутренний диаметр бюретки в см; h — высота бюретки в см..

Зная объем и высоту, можно определить диаметр бю­ ретки:

Для

изготовления

б ю р е т к и

Г ем п е л я

берут

трубку

с внутренним диаметром

15,5—16 мм, оттягива­

ют с одной стороны державу, делают перешеек,

отре­

зают

его и оставшийся конец слегка

развертывают. За­

тем

изготовляют муфту

крана

и к

вскрытому

на ее

поверхности отверстию припаивают заранее приготовлен­ ную барометрическую трубочку с внутренним диаметром 1,5—3 мм и длиной 9—10 мм. После этого вскрывают отверстие на противоположной стороне муфты, слегка развертывают его и обогревают на (мягком пламени всю муфту и развернутую часть бюретки. Затем на остром пламени припаивают муфту крана к бюретке. При спаи­ вании бюретку нужно класть на подставку. После гра­ дуирования бюретки конец ее оттягивают и загибают.

Б ю р е т к у

К о р о т к о в а

объемом 50 см3 изготовля­

ют следующим

образом. У трубки с внутренним диамет­

ром 11,5—12 мм и длиной 60

см с одного конца оття­

гивают перешеек, отрезают его и развертывают получив­ шееся отверстие. Затем изготовляют муфту крана длиной 4850 мм, вскрывают на поверхности муфты отверстие,

174

слегка развертывают его и спаивают муфту с бюреткой.

После этого к

муфте

припаивают два

отростка из

ба­

рометрических

трубок

с внутренним

диаметром

1,5—

2 мм и длиной 9—10

см. Расстояние между

отростками

должно быть не менее 20 см, так как бюретка

снабжает­

ся краном с двумя косо расположенными ходами.

 

При изготовлении

бюреток Гемпеля

и Короткова и

других с припаянными отводами нужно иметь обогрева­ тельную гребенку для подогревания ранее подготовлен-

•ных отводов. Бюретки после

изготовления отжигают.

§ 48. С П А И СТЕКЛА

С М Е Т А Л Л О М

В технике лабораторного эксперимента чрезвычайно широкое применение находят различные спаи стекла с металлом. Еще более широкое и все более и более воз­ растающее применение находят такие изделия в самых различных отраслях техники, и в первую очередь в ра­ диотехнике, электротехнике и т. д.

Все используемые спаи стекла с металлом можно классифицировать следующим образом.

1.Спаи согласованные, в которых металл спаивается со стеклом непосредственно, причем опасные напряже­ ния устраняются .путем подбора стекла и металла с близ­ кими друг к другу коэффициентами термического рас­ ширения и сжатия.

2.Спаи несогласованные, в которых коэффициенты расширения металла и стекла значительно разнятся, а опасные напряжения предотвращаются путем приме­ нения:

а) металлов небольшого диаметра, б) мягких металлов, которые благодаря их текуче­

сти обеспечивают ослабление напряжений в стекле в мес­ те спая,

в) промежуточных стекол и переходных спаев.

3.Спаи с металлическим припоем, в которых метал­ лическая часть спая припаивается к слою металла, пред­ варительно нанесенному на поверхность стекла.

4.Спаи зажимные, в которых между соединяющими­ ся стеклом и металлом заливается расплавленный при­ пой, плотно прижимающийся к стеклу.

Кметаллам, используемым для спаивания со стек­ лом, предъявляются высокие требования.

1. Температура плавления

металла должна быть

выше температуры обработки

стекла.

175

 

2. Металл должен

быть мягким,

 

без трещин,

швов,

морщин и других-механических

пороков.

Т а б л и ц а 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Металлы и сплавы, рекомендуемые для спаивания со стеклом

 

 

 

 

различных

 

марок

 

 

 

 

 

Марка стекла

Металл

или сплап

Толщина

про­

Цвет

спая

 

 

волоки

и

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

ББ. № 2 и № 23

Платина

 

 

До 1

 

Стальной

 

 

 

 

Платинит

 

»

1

 

Красный

 

 

 

 

Медь

 

 

0,1

 

 

Желтый

 

 

 

 

Феррохром

 

0,1

 

 

Серый

 

ЗС-4

 

Нихром

 

 

0,05

 

Темно-коричневый

 

Платина

 

 

0,8

 

 

Стальной

 

 

 

 

Платинит

 

0,5

 

 

Красный

 

БД-1, №

112

Платина

 

 

До

1

 

Стальной

 

 

 

 

Платинит

 

0,8

 

 

Красный

 

 

 

 

Медь

 

 

0,1

 

 

Желтый

 

 

 

 

Палладий

 

Трубки

 

Стальной

 

Нейтральное

Платина

 

 

0,5

 

 

Стальной

 

846, №

59

Платинит

 

0,8

 

 

Красный

 

 

 

 

Медь

 

 

0,1

 

 

Желтый

 

 

 

 

Феррохром

 

0,1

 

 

Серый

 

46,

ЗС-5,

Платина

 

 

0,15

 

Стальной

 

ЗС-8

 

.Молибден

 

До

10

 

Золотистый

 

 

 

Ковар

 

 

>

15

 

Серый

 

 

 

 

Тантал

 

 

»

1

 

Темно-серый

 

 

 

Вольфрам

 

>

3

 

Темно-коричневый

Пирекс

 

Платина

 

 

0,01

 

 

Стальной

 

 

 

 

Молибден

 

3

 

 

Золотистый

 

 

 

Ковар

 

 

3

 

 

Серый

 

 

 

 

Вольфрам

 

1

 

 

Темно-коричневый

Сверхпнрекс,

Тантал

 

 

0,5

 

 

Темно-серый

Вольфрам

 

0,1

 

 

Темно-серый

мазда

3.Для согласованных спаев кривые коэффициенты термического расширения металла и стекла должны хо­ рошо совпадать друг с другом в пределах требуемого температурного интервала.

4.В пределах температур обработки в металле не должно происходить никаких аллотропических превра­ щений с заметными изменениями коэффициента терми­ ческого расширения.

5.Если во время спаивания на металле образуется слой окиси, то этот слой должен шлотно приставать к стеклу и к металлу.

6.Если металл должен проводить электрический ток, он должен иметь высокую электропроводность и тепло­ проводность.

176

7. Желательно, а иногда необходимо, чтобы металл легко спаивался или сваривался с другими «металлами.

Подбор металлов к разным сортам стекла осуществ­ ляют на основе всесторонних сведений о их свойствах. Выше приведена таблица подбора металлов к разным стеклам при сквозном впае (табл. 13).

§49. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ

СВПАЯННЫМ МЕТАЛЛОМ

Очистка поверхности металлов. Прежде чем металл может считаться готовым к спаиванию со стеклом, с его поверхности необходимо удалить пленку окиси и смазоч­ ные материалы способами, зависящими от химических свойств самого материала.

В о л ь ф р а м не подвергают отжигу, так как после нагревания он склонен к хрупкому разрушению. Его очи­ щают погружением на 15 мин в кипящий 20%-ный рас­ твор едкого натра, затем тщательно промывают в про­ точной воде. После этого для выявления продольных трещин вольфрам обрабатывают кипячением в растворе 10%-ного едкого натра и 20%-ного железосинеродистого калия. Наконец, металл окончательно очищают для спаи­ вания со стеклом путем погружения на несколько минут в раствор из 5 ч. азотной и 3 ч. серной кислоты в 2 ч. дистиллированной воды, после чего его промывают в во­ де, погружают в хромовую кислоту и промывают в дис­ тиллированной воде.

М о л и б д е н обрабатывают так же, как вольфрам. Однако предварительно для удаления спедов графито­ вой смазки и других загрязнений и для предотвращения образования карбидов молибден отжигают при 1100° С во влажном водороде.

Кроме этих наиболее распространенных методов об­ работки вольфрама и молибдена, используют иногда и другие. Например, обработку их в ваннах из расплав­ ленного едкого кали или электрическим методом.

Ж е л е з о х р о м о в ы й

с п л а в

с 26% хрома

для

получения чистой мягкой

проволоки

необходимо

отжи­

гать при 950°С во влажном водороде для удаления угле­

рода смазки. Для

получения лучшего основания для

нанесения пленки окиси рекомендуется также

травление

в 20%-ной соляной

кислоте с последующей

промывкой.

177

Таким же образом рекомендуется

обрабатывать ж е -

л е з о и и к е л е в ы е с п л а в ы .

 

 

Ж е л е з о н и к е л е в о к о б а л ь т о в ы е

с п л а в ы

(ковар, фернико) обрабатывают с

целью

обезжирива­

ния в течение 2—5 мин в растворе 10%-ной соляной и азотной кислот, нагретом до 70° С.

П л а т и н у

п ее

с п л а в ы обрабатывают

горячей

царской водкой

(1 ч. азотной и 3 ч. соляной

кислоты) с

последующей тщательной-промывкоп.

 

 

М е д ь погружают

на несколько секунд

в

50%-иую

азотную кислоту, а затем промывают в проточной воде. После промывки медь нагревают для окисления поверх­ ности, погружают в насыщенный раствор буры, а затем нагревают докрасна для расплавления покровного слоя буры. Обработанная таким образом медь имеет яркокрасный цвет, так как на ее поверхности образуется слой закиси меди.

Впаивание металла в стекло. Платина

может быть

впаяна во все виды стекол, за исключением

кварцевого.

П л а т и н о в у ю п р о в о л о к у диаметром

менее 0,3 мм

впаивают следующим образом. На конце трубки делают круглое дно, в центре которого оттягивают иголку. Иголку отламывают для образования отверстия диамет­ ром несколько большим, чем диаметр платиновой про­ волоки. Вставив в отверстие при помощи пинцета отрезок платиновой проволоки, нагревают место спая. Стекло осаживают и раздувают до образования плотного спая После этого выдувают круглое дно. Работу заканчивают отжигом в синем пламени. Коптящее пламя может вы­ звать образование углеродистой платины. Впаивание платины в боковую стенку производят таким же спо­ собом.

Платиновую проволоку большого диаметра впаивают так. Отрезок платиновой проволоки нагревают в пламе­ ни горелки. Одновременно размягчают" стеклянную па­ лочку и наматывают стекло на платиновую проволоку, Образуется шарик стекла. Затем в трубке продувают от­ верстие с несколько меньшим, чем у шарика, диаметром. После сильного разогревания шарик соединяют с губ­ ками отверстия трубки. Место впая разогревают, впай раздувают и стенку выравнивают.

Впаивание платиновой проволоки в капиллярную трубку осуществляют либо оттягиванием иголки обыч­ ным способом, либо по частям: капиллярную трубку

178

разрезают, размягчают место разреза, прикладывают к нему согнутую под углом платиновую проволоку, затем разогревают вторую трубку и соединяют обе трубки при­ емом простого спая и пропаивают.

Работу по впаиванию платины заканчивают тщатель­

ным отжигом места спая.

 

В последнее время платину в большинстве

случаев,

особенно при производстве массовых изделий,

заменяют

п л а т и н и т о в о й п р о в о л о к о й, имеющей

тот же

коэффициент термического расширения, что и платина. Платинит впаивают лишь в легкоплавкие стекла. Осо­ бенности впаивания платинитовой проволоки связаны с ее способностью при перегреве загораться. Поэтому при впаивании платинит защищают стеклом от непосредст­ венного соприкосновения с пламенем.

Операция намотки для платинита заменяется впаи­ ванием его в капиллярную трубку. На трубке оттягивают капилляр, в него вводят проволоку платинита, и не за­ девая проволоки, запаивают капилляр. Одновременно со

стороны открытого конца поддувают воздух

для обра­

зования в месте спая круглого дна.

 

Н и к е л е в у ю п р о в о л о к у впаивают

предвари­

тельно в толстостенную стеклянную трубку, надетую на проволоку путем постепенного оплавления стекла труб­ ки. После того как вся трубка плотно «сядет» на про­ волоку, стекло наматывают и изготовляют тарелочку, которую далее впаивают в соответствующие части того

или иного прибора.

 

 

М о л и б д е н о в у ю

п р о в о л о к у

при впаивании

также обматывают стеклом, избегая при этом образова­ ния в стекле воздушных пузырей. После создания стек­ лянной обмотки при помощи стеклянной палочки добав­ ляют кольцо и изготовляют тарелочку, которая в даль­ нейшем своими краями впаивается в основную трубку. Надо помнить, что молибденовая проволока внутри спая должна иметь серый или темно-золотистый цвет. Окон­

чательная операция

изготовления

спая

с молибденом —

тщательный

отжиг.

Очень затрудняет

работу с молиб­

деном его

большая

летучесть

при

нагревании. Что­

бы устранить этот недостаток, молибден хромируют или

покрывают эмульсией

из молибденового стекла.

В о л ь ф р а м о в у ю

п р о в о л о к у впаивают в мо­

либденовое стекло или в пирекс при диаметре проволоки не более 1 мм. Приемы впайки те же, что и для молиб-

179

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ