Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1
Шрифт:
Перед заваркой в стекло проволоку слегка окисляют, нагревая до слабого свечения в пламени, вводят на нужную глубину в капилляр при работающем вакуумном насосе и быстро нагревают конец капилляра до его сплавления с металлом. Выждав секунд десять для откачки воздуха из трубки, не спеша проплавляют стекло при вращении в пламени на нужной длине ввода. Вакуум обеспечивает отличное прилипание стекла к проволоке.
От наплывов, если они возникают, избавляются обычными стеклодувными приёмами — регулированием вращения, перемещением стекла при помощи молибденовой иглы или обкаткой. Спай повторно прогревают до свечения и, не выключая насос, отрезают стеклодувным ножом. Спай нужно внимательно осмотреть. Он не должен иметь чёрных пятен и пузырей, особенно в виде цепочек. Последнее указывает на наличие в проволоке сквозных продольных дефектов. Это
Всякую вновь приобретённую вольфрамовую и молибденовую проволоку следует вначале обязательно проверить на вакуумную плотность, сделав из нёё несколько пробных спаев. При отсутствии натеканий в пробный прибор, весь отрезок вольфрамовой проволоки можно считать качественным.
С молибденом следует работать так же, как и с вольфрамом, но он мягче, не такой хрупкий и менее стойкий химически. Травить его можно в смеси равных частей серной кислоты, азотной кислоты и воды. Тонкую проволоку можно резать ножницами, а толстые прутки — на наждачном круге. Молибденовые прутки можно обрабатывать на токарном станке острым инструментом из быстрорежущей стали. Прутки склонны к расслаиванию, поэтому сверлить их надо обязательно хорошо заточенным новым сверлом. Если и это не помогает, то на пруток перед сверлением следует напрессовать стальную втулку.
Цвет качественных спаев вольфрама со стеклом — соломенный с различными оттенками или металлический. У молибдена — светло-коричневый или металлический.
Бусинки на вводах из этих металлов удобно делать и паять в колбы приборов с помощью горелки, работающей на гремучем газе. Её мощность не должна быть слишком велика. Компактное пламя такой горелки позволяет хорошо пропаять спай, не повредив ввод. Из-за яркого свечения разогретого стекла и окрашенного натрием факела горелки при этой работе следует пользоваться светозащитным щитком, похожим на тот, которым пользуются сталевары, или тёмными светозащитными очками. Место работы следует хорошо освещать, чтобы глаз был адаптирован к яркому свету.
Яркое освещение снижает излишний контраст между расплавленным стеклом и окружающими предметами.
Титан, железо и стали хорошо свариваются с вольфрамом и молибденом с помощью контактной сварки. Если же с другими металлами сварка идёт плохо, то можно порекомендовать делать прокладки из подходящего металла, например, оборачивая проволоку из вольфрама никелевой фольгой либо тонкой нихромовой проволокой в месте сварки. В месте контактной сварки вольфрам сильно крошится, поэтому следует, по возможности, «утапливать» место сварки в стекло, чтобы оно не работало на излом.
Трёхзвенный ввод: медь-вольфрам (молибден) — нихром
Нихром плохо проводит тепло и слабо окисляется, он является подходящим материалом для внутриламповой арматуры, а иногда и для внешнего вывода. Медная проволока хорошо паяется мягкими припоями и тоже хороша для внешних выводов.
Чтобы получить трёхзвенный ввод, нихромовый стерженёк диаметром 1,5–2 мм нужной длинны травим несколько часов в горячем растворе серной кислоты для удаления окислов. Конец его следует надсверлить для фиксации вольфрамового ввода, установить в простейшую оправку и пропаять стык латунью с флюсом Ф-209. На одну пайку, при правильной организации труда, уходит около минуты. На второй конец вольфрамовой поволоки одеваем короткий отрезок никелевой трубочки, свёрнутой из тонкого листа и, вставив в него с другой стороны голый медный провод, паяем на слабо восстановительном пламени горелки тонкой латунной стружкой или припоем ПСр-45 с добавкой буры. Отличные результаты при пайке вольфрама даёт флюс Ф-100. Сваренный ввод следует протравить в слабом подогретом растворе серной кислоты для удаления буры и окислов. После этого можно также слегка зачистить мелкой наждачной бумагой его вольфрамовую часть или протравить её в приведённом выше растворе с красной кровяной солью.
Пайка торцов вольфрамовых и молибденовых стержней медью служит дополнительной гарантией от натеканий по внутренним капиллярам в их толще, которые при этой операции запаиваются.
Однозвенные вводы надо стараться делать из достаточно толстой проволоки диаметром
Другие металлы
Прочие интересующие нас металлы можно разделить на четыре группы: материалы для изделий разного назначения не связанных с вакуумом, материалы для внутриламповой арматуры, материалы для геттеров и материалы для химических реакций (условно).
В лаборатории следует иметь возможность делать детали и оборудования специального назначения («инструмент для себя»). То есть следует владеть технологией пайки, отливки, гибки, штамповки, сварки и применять их для того, что называется «рацпредложениями». Такая возможность крайне ценна. Она резко расширяет возможности для работы.
Отливка заготовок из алюминия
Обязательно следует иметь возможность отливать различные детали из сплавов алюминия. Особенно ценна эта возможность при обработке стекла шлифовкой при изготовлении оптики. Инструмент из алюминия удобен, он легко изготовляется, лёгок, на нём отлично видна грязь и остатки абразивов, его легко подгонять по радиусу шабрением и алмазной шлифовкой. Для всяких служебных деталей алюминий также является прекрасным материалом.
Плавить алюминий можно в тигле из простого железа в любой подходящей печи. Тигли из нержавеющей стали применять нельзя. Алюминий припаивается к стенкам тигля, а затем начинает их растворять. Это приводит к авариям. Тем, кто не желает делать железные тигли, можно порекомендовать титановые, которые рекомендуются в книге Н.Н.Белоусова «Плавка и разливка сплавов цветных металлов» из серии «Библиотечка литейщика» для плавки сплавов, чувствительных к загрязнению железом.
Отливки можно разделить на несколько категорий: «блины» — отливки в виде диска относительно малой толщины. Они делаются следующим способом: на толстую металлическую плиту укладывается пропитанная стеклоткань из теплоизоляции теплотрасс или насыпается тонким слоем песок. На него укладывается «обечайка» нужного размера. Если она из жести, то её следует обсыпать снаружи влажным песком. Металл любого состава (из металлолома) плавится в тигле и после расплавления нужного количества и очистки от шлака и других примесей заливается в форму с возможно меньшей высоты. Полностью затвердевшая отливка закаливается в воде от температуры около 450 °C. Закалённые сплавы алюминия самоупрочняются в течении нескольких часов за счёт выделения фаз типа AlnMgm, AlnMgm Sik. Простые сплавы алюминия с кремнием закалке не поддаются. «Блины» больших размеров при закалке могут треснуть, поэтому следует стремится к тому, чтобы охлаждение было равномерным. Погружать отливку следует в горизонтальном положении, либо равномерно обливать водой из шланга.
Отливки, как правило, получаются пористыми. Для её устранения может применятся пропитка нагретой до ста градусов детали эпоксидной смолой.
Стержни из алюминия отливаются аналогично, но в металлические втулки с ровной внутренней поверхностью. Форму полезно смазать тонким слоем минерального масла.
Радиаторы для электронных приборов отливаются в металлические кокили. Отладка форм и технологии сложна и сам процесс отливки опасен из-за возможных взрывов внутри формы, поэтому мы его описывать здесь не будем. Изготовление радиаторов различного назначения может быть выполнено из алюминиевых сплавов токарными методами и фрезеровкой. Отливки прочих видов следует делать, изучив специальную литературу.
Следует особо отметить отливки по выплавляемым моделям и отливки по выжигаемым моделям из пенопласта в формы из песка с добавкой десяти-пятнадцати процентов цемента. Последние особенно хороши для единичных отливок сложной формы. Модель делается из пенопласта кое-как, её отдельные детали можно склеивать сплавом воск-канифоль, просто складывать, закрывая стыки полиэтиленовой плёнкой и т. д. Надо позаботится о том, чтобы кристаллизация металла происходила в нужном направлении. Втыкая в пенопласт «холодильники» из алюминиевой проволоки, можно управлять кристаллизацией металла, предотвращая «ужимины», усадочные раковины и другие дефекты кристаллизации. К готовой модели из пенопласта приделываются литники и «прибыли» — резервуары для пополнения металла, который при твердении уменьшает свой объём. Их также делают из пенопласта.