книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие
.pdfте 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 3—4 |
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 48—50 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