123997 (Работа c трубками на пламени газовых горелок), страница 2

При обработке тяжелых заготовок пользуются подставками. В этом случае для удобства вращения к заготовке припаивают трубку диаметром от 15 до 40 мм, так называемую державу.

Четвертый прием. Трубку диаметром от 1 до 10 мм держат на ладони между большим пальцем и всеми остальными. В этом случае вращение осуществляют в основном большим пальцем, который как бы катает трубку по ладони то в одну сторону, то в другую.

Описанные приемы применимы к вращению как правой, так п левой рукой.

Обычно во время работы используют все описанные приемы или даже комбинируют их. Так, когда левая рука вращает третьим приемом, правая – первым.

Обучаясь стеклодувному делу, надо прежде всего овладеть всеми приемами вращения обрабатываемых деталей. Вращать деталь надо и в пламени и вне его. Умение синхронно, равномерно и беспрерывно вращать обеими руками размягченную массу стекла как в пламени горелки, так и вне его, приходит только мосле многих месяцев упорной тренировки за горелкой.

Растягивание трубок

Обучение стеклодувному делу всегда начинают с растягивания и оттягивания концов трубок диаметром до 30 мм. Во время этих операций ученик одновременно приобретает навык в том, как вращать, осаживать и сохранять какое-то время массу стекла в размягченном состоянии и в пламени горелки, и вне его.

Изготовление державы. Для удлинения детали и удобства ее обработки часто приходится пользоваться державами – трубками, которые припаивают к обрабатываемой заготовке. Державу можно сделать непосредственно из заготовки, оттягивая ее конец. Держава служит не только ручкой для удерживания и вращения заготовки, но и трубочкой, через которую раздувают размягченное стекло, поэтому для ее изготовления используют трубки.

Иногда державы приходится оттягивать или припаивать к заготовке с обоих концов, такая заготовка называется пулькой.

Трубки и цилиндры диаметром более 80 мм практически невозможно растянуть с образованием прочной державы. В этом случае державу готовят путем припаивания к заготовке трубки – державы диаметром 20–25 мм.

При изготовлении державы путем оттягивания конца самой заготовки сначала к размягченному в пламени концу трубки – заготовки припаивают стеклянную палочку или более узкую трубку. После этого, продолжая нагревать место спая на пламени горелки, припаянную палочку выводят по центру торца трубки, подлежащей оттягиванию. Затем, отступя 20–30 мм от места спая, трубку разогревают до размягчения и вращают в пламени до образования в месте нагрева небольшого толстостенного шарика или цилиндра. Разогретую трубку выносят из пламени, не забывая вращать ее, и, охладив немного на воздухе, не прекращая вращать, медленно растягивают трубку в {противоположные стороны до нужной длины, увеличивая силу растягивания по мере затвердевания стекла. После охлаждения заготовки припаянную палочку и деформированный участок оттянутой трубки отрезают или отпаивают. Стеклодувы называют оттянутую державу усиком.

Трубки диаметром от 20 до 80 мм оттягивают после накопления достаточной массы стекла в месте растягивания, т.е. толщина стенок размягченной массы должна стать больше толщины стенок исходной трубки на 2–3 мм. Оттянутая держава должна быть прочной и располагаться точно по центру торца трубки.

Растягивают трубки посередине так же, как и оттягивают конец ее, только припаянную палочку заменяет сама трубка.

Изготовление дна. Готовят пульку, затем место перехода трубки в державу разогревают в пламени горелки до размягчения. После этого державой выбирают лишние наплывы стекла, не касаясь плечиков трубки. Отпаяв державу с лишним стеклом, дно прогревают в пламени и выдувают стекло до образования полушара. Эту операцию проделывают несколько раз и, когда стекло равномерно растечется, легким поддувом окончательно округляют дно. Толщина стенок дна должна быть не меньше толщины стенок трубки.

Плоское дно делают из округленного. Для этого округленное дно сплавляют в пламени, не доходя 2–3 мм до плечиков трубки. Сняв трубку с пламени и остудив немного на воздухе, размягченное дно прижимают к ровной обугленной деревянной доске и, прижав, вращают, постоянно поддувая, до затвердевания стекла. Плечики трубки после изготовления дна обязательно должны быть закругленными и немного утолщенными по отношению к стенкам трубки. Если переход плечиков от трубки к дну будет резким, оно окажется непрочным; такое дно часто растрескивается, особенно под вакуумом.

Изготовление дна у трубок диаметром более 80 мм представляет некоторую сложность. Оттянуть державу от таких трубок трудно, да и не всегда выгодно, так как такие трубки или цилиндры – материал дорогостоящий и его следует экономить.

Один из концов трубки закрепляют в специальном держателе г ручкой для вращения. Если это не трубка, а цилиндр с утолщенным формованным дном, то дно предварительно отрезают. Конец трубки или цилиндра длиною 40–50 мм разогревают пламенем горелки до размягчения, затем трубку выносят из пламени и обрабатывают на обкатке, осаживая стекло до образования небольшого конуса. Повторив несколько раз эту операцию, получают конус с углом в вершине 40–45°. Получить округленное дно из конуса не представляет особых трудностей. Для этого или выбирают лишнее стекло при постоянном поддувании, или укатывают па обкатке острый конус до образования округленного дна.

Спаивание трубок

Все стеклянные трубки перед спаиванием должны быть тщательно вымыты и просушены. Загрязненные торцы трубок следует отрезать. Если отрезанные трубки заготавливаются заранее за один – два часа до их спаивания, то их торцы следует оплавить. Это необходимо делать потому, что перед спаиванием оплавленные торцы придется тщательно протирать, а неоправленные трубки прожигать небезопасно, так как можно порезать руки об острые края. Протирают трубки для удаления с них пыли. Пыль, оседающая на трубке, может быть разного происхождения: органического и неорганического. Если первая при плавлении стекла сгорает, не мешает работе и не влияет на качество изделия, то вторая сплавляется со стеклом, стекло получается неоднородным, образуются трещины, пузыри, микроотверстия и т.п.

Спаивать целесообразнее ровно отрезанные трубки, имеющие одинаковую толщину стенок без воздушных пузырей и включений. Спай считают хорошим, прочным, если он не заметен на готовом изделии и в месте спая по обеим его сторонам трубка сохранила свой первоначальный вид. Границу хорошего спая можно увидеть только при тщательном осмотре изделия. На этом месте по окружности трубки различается узкая, прозрачная полоска.

После изготовления любой спай обязательно отжигают в пламени горелки. Отжигать следует не только место спая, но и трубку с обеих сторон от него на расстоянии 10–80 мм в зависимости от диаметра трубки: чем шире трубка, тем больше обогреваемый участок.

Микроотверстия в спаях. Микроотверстия в спаях – очень опасный брак, особенно если прибор предназначен для работы под высоким вакуумом. Эти отверстия почти невозможно обнаружить не только невооруженным глазом, но иногда с помощью современных течеискателей. Поэтому необходимо знать природу микроотверстий и уметь ликвидировать их.

Микроотверстия чаще всего обнаруживаются в плохо пропаянных спаях при спаивании загрязненных трубок, в месте образования воздушных пузырей. Осмотрев готовые трубки и обнаружив подобные недочеты, можно просто отбраковать трубки, в которых вероятны микроотверстия. Но микроотверстия появляются и в хорошо пропаянных спаях, в месте спая чисто вымытых трубок без посторонних включений. Особенно часто это наблюдается при спаивании молибденового и сиенского стекол. Лучше всего это явление проиллюстрировать на примере спаивания двух трубок одинакового сечения из молибденового стекла. Возьмем чистую трубку и разрежем ее на две равные части. Сильно размягчив торцы трубок в пламени, соединим их и тщательно пропаяем. После остывания на месте спая будет четко видна коричневая полоска, проходящая по окружности трубки. Изменение цвета стекла произошло в результате окисления некоторых окислов металлов, входящих в состав стекла. При правильном спаивании двух трубок эта полоса располагается во внутренних слоях стекла, так как после соединения торцов спай пропаивают и полосу закрывает поверхностный слой стекла.

Если разогреть какую-нибудь часть спая и вытянуть коричневую полосу во внешний слой стекла, то в том месте, где с двух сторон стянуты продукты окисления, образуется микроканал, т.е. микроотверстие. Сравнительно хорошо выход микроканала виден при свечении трубки, разогретой в пламени. Заметив выход окисленной части спая на поверхность трубки, не следует пытаться его закрыть вытягиванием стекла. Чтобы запаять отверстие, надо разогреть узкую стеклянную палочку и нанести тонкий слой стекла, закрыв отверстие, а затем тщательно пропаять.

Чаще всего окисленная часть спая протягивается во внешний слой стенок трубки при изготовлении тройниковых и внутренних спаев, при впаивании остеклованных металлов в прибор, при запаивании широких отверстий и удалении наплывов из спаев. Прежде всего необходимо избегать окисления спая. Этого можно достичь, если свежеотрезанные торцы трубок соединить вне пламени и, слегка сжимая, спаивать так, чтобы пламя не проникало внутрь спая. Тогда он получится без окисленной полосы. Однако в процессе изготовления приборов это не во всех случаях возможно.

Способностью молибденового стекла образовывать микроотверстия в результате окисления при разогревании его в пламени горелки воспользовались при изготовлении особого прибора – натекателя. Натекатель применяют в тех случаях, когда по условиям эксперимента требуется впускать в прибор газ или жидкость с очень малой скоростью. Этот прибор имеет вид обычной пробирки с микроотверстием, расположенным в центре дна. Прибор получают следующим образом. Сначала открытый конец трубки помещают в окислительную зону пламени стеклодувной горелки и сильно размягчают вплоть до заплавления торца трубки, т.е. до образования толстостенного донышка. Дно натекателя в зависимости от предъявляемых требований можно оставить толстостенным или сделать тонкостенным. При нагревании в пламени в центре светящегося дна будет ясно видна красноватая полоска. Однако это еще не отверстие, а лишь место на стекле, где «собрались» окислы, образовавшиеся при сплавлении молибденового стекла в окислительной зоне пламени. Для того чтобы получить отверстие, из заготовки откачивают форвакуумным насосом воздух и искрой щупа искрового течеискателя пробивают отверстие в сплавленном дне. Отверстие пробивается точно по образовавшейся полосе. Размер отверстия зависит от диаметра трубки, степени окисления стекла в пламени, мощности разряда течеискателя. Минимальный диаметр отверстия, получаемого таким путем, может составлять несколько микрометров. Чтобы получить отверстие заданной величины, обеспечивающее натекание газа в прибор с определенной скоростью, делают серию нитекателей, из которых опытным путем, проверяя скорость натекания с помощью специальных приборов, выбирают нужный.

Запаивание отверстий. Запаивают отверстия только палочкой из стекла того же сорта, что и изделие. Палочка может быть круглой, плоской, узкой, широкой, и выбирают ее для работы в соответствии с характером отверстий. Нельзя затягивать отверстия вольфрамовой или молибденовой иглой, так как в спай может попасть окалина этих металлов, при этом в стекле могут образоваться микроотверстия. Небольшие отверстия затягивают размягченной палочкой, припаивая ее чуть выше разогретого края отверстия. Иногда, особенно при ремонте приборов, приходится запаивать довольно широкие отверстия, тогда прибор разогревают, если возможно, в пламени горелки, если нет – в муфельной печи. Полоску накладывают поверх слегка разогретых краев отверстия. Накладываемая полоска стекла должна быть разогрета сильнее, чем края отверстий. Далее закрытое полоской отверстие тщательно пропаивают в пламени, удаляя наплывы стекла.

Простой спай на узких трубках одинакового сечения. Спаять такие трубки можно двумя способами.

Первый способ. Концы спаиваемых трубок помещают в пламя горелки, слегка разогревают и соединяют. Вращая обе трубки в пламени, пропаивают спай до исчезновения шва, время от времени поддувая и выравнивая место спая. Толщина стенок и диаметр в месте спая должны быть близки к толщине стенок и диаметру исходных трубок.

Второй способ. Торцы трубок разогревают до размягчения, затем, вынув из пламени, их соединяют и, вращая, раздувают так, чтобы диаметр раздутого места был на 3–6 мм больше диаметра исходных трубок. Проделав последнюю операцию дважды, раздутие в Месте спая вытягивают до тех пор, пока диаметр не будет равен диаметру исходных трубок.

Спаивание трубок диаметром 50 мм и более. Торцы трубок осторожно обогревают в пламени, затем размягчают часть края, торцов. Размягченные части соединяют в пламени так, чтобы остальные части торцов также сошлись по окружности трубок. Не снимая с пламени и слегка i сжимая трубки с обеих сторон, стараются временно «спаять» торцы по всей окружности, не оставляя отверстий. Убедившись, что торцы «спаяны», на узком рабочем пламени без поддува пропаивают весь спай по частям. Если при этом возникнут небольшие отверстия, на них не обращают внимания, заканчивают пропайку соединенных частей и уже потом затягивают отверстия стеклянной палочкой с последующим пропаиванием и поддуванием. Пламя горелки при этом должно быть узкое и захватывать 10–15 мм длины трубки с обеих сторон от спая.

Начинают пропаивание с Vs. '/4 части окружности спая, вращая трубку на себя и от себя; сняв с пламени, поддувают, держа трубку размягченной частью вверх. Далее все повторяют с соседним участком спая и т.д. до тех пор, пока весь спай не будет пропаян.

При спаивании трубок диаметром 80–100 мм используют текучесть стекла, а именно, не поддувая, вращают трубку в пламени так, чтобы размягченная часть стекла, перемещаясь, постепенно заглаживала спай и выравнивала его по диаметру трубки. Вращение часто ненадолго приостанавливают, чтобы размягченная часть находилась то внизу, то наверху, то сбоку трубки, давая тем самым равномерно растечься стеклу по окружности спая. Поддувают здесь только для того, чтобы ликвидировать небольшие неровности спая.

Спаивание трубок неодинакового сечения. Эту работу можно проводить двумя способами.