Главная 

Статьи 

Книги 

Юмор 

Разное 

О себе 

Обратная связь

Бондаренко Ю.Н.

ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

*

Изготовление газоразрядных источников света

для лабораторных целей и многое другое

Предисловие  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Содержание

Глава 16. Стеклодувные операции.

Обработка стекла на горелке подробно описана в литературе, например — в книге В.С.Зимина «Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента» и частично — в других разделах этой книги. Мы остановимся на общих моментах для ознакомления читателя с самыми главными общими приёмами и на специфических приёмах, без которых изготовлять лампы невозможно либо неудобно.

Подготовленные для работы полуфабрикаты — стекло и металл, а также инструмент - не должны быть грязными. Грязь обычно содержит не сгорающие при нагреве минеральные частицы. Попадание их в спай резко снижает качество изделий. Особенно это касается кварцевого стекла. Оно должно быть безусловно чистым. Инструмент и стекло следует очищать промывкой в воде или протиркой спиртом. Молибденовые иглы можно для очистки заточить напильником. Руки при работе должны быть чистыми и сухими.

Попавшая в полости детали в большом количестве органика (например, капля масла, таракан или паук) при недостатке кислорода покрывает внутреннюю поверхность плёнкой углерода. Такая плёнка мешает осаживать стекло. Она не опасна. Её можно выжечь, продув горячую деталь воздухом. При попадании в полость стеклянных деталей объёмом больше нескольких кубиков спирта или других горючих жидкостей (или газов) может привести к весьма неприятным взрывам. Поэтому промытую спиртом деталь следует продуть воздухом и только затем вносить в пламя.

Разогрев стекла на пламени горелки следует производить, согласуясь со свойствами стекла и размерами изделия. Стёкла с большим К.Т.Р. требуют медленного нагрева на широком и холодном мягком пламени. Изделия из «коротких» стёкол с толстыми стенками, внутренними спаями, спаями металл-стекло и т. д. требуют особенно осторожного нагрева. Иногда их приходится разогревать в печи до температуры начала размягчения и только тогда быстро переносить на огонь.

Наоборот, пирексовые и кварцевые изделия простой формы — тонкостенные трубки, шарики - можно сразу вносить в горячее острое пламя при быстром вращении.

Разогрев изделия завершён тогда, когда пламя вокруг него окрасится в жёлтый цвет парами натрия. Это очень удобный и универсальный «термометр». Разогретое до такой температуры стекло уже не способно трескаться при дальнейшем нагреве. Однако, особо тугоплавкие стёкла с большим К.Т.Р. (например, стекло, из которого делают толстостенные трубы для промышленных предприятий,) требуют более осторожного нагрева инесколько выше этой температуры. Особенно требовательно в этом отношении стекло «ХУ» и «ХС». Наоборот, трещины в пирексовых деталях часто можно уничтожить при дальнейшем осторожном прогреве. Трещина заплывает сама при осаживании стекла. Очень хорошо после её уничтожения проварить место выхода на край детали микрогорелкой. Муфты и керны шлифов после такой операции следует обязательно притереть.

Как правило, полость изделия соединяют с гибкой трубкой, через которую поддувают воздух. Поддувая в пламени, продуваем отверстие, а вне пламени – раздуваем изделие. Для получения равномерной толщины стенки, раздувать изделие следует как можно медленнее, при непрерывном вращении либо другим способом обеспечив симметричное охлаждение детали. Например, при раздувании припаянного к торцу трубки окна её следует держать вертикально. «Длинные» стёкла раздувают медленнее, а «короткие» – быстро. Крупные и толстостенные изделия остывают медленно, а мелкие и тонкостенные — почти мгновенно. Кварц иногда приходится аккуратно раздувать, не вынимая его из пламени.

«Короткие» стёкла работать позволяют быстрее и, в свою очередь, требуют более быстрых приёмов работы. «Длинные» позволяют делать более красивые детали. Как правило, стёкла выбирают исходя из назначения изделия, а не из соображений удобства работы, поэтому надо любить работать с разными стёклами.

Простейшие операции, вроде изготовления державок, следует отработать до автоматизма. Для этого достаточно извести несколько килограммов трубок.

При раздувании шарика они иногда «теряют ось». Набор стекла приобретает  разную толщину стенок  и  при  раздувании  шарик  получается  кособоким. В этом случае его следует повторно осадить и переместить стекло в нужном направлении с помощью силы тяжести.

Иногда державки или окна ламп при раздувании получаются неровными. Здесь помогает следующий приём: на хуже растянутую сторону державки (или на хуже раздутую сторону окна) направляют не слишком горячее и жёсткое пламя. Прогрев его до начала еле заметного свечения, деталь начинают обогревать при вращении, как обычно. Через время примерно втрое большее, чем время разогрева слабо раздутой стороны, деталь растягивают (державку) или поддувают (окно) вторично. Очень важно создать не очень сильную неравномерность нагрева, так как вместо исправления дефекта можно его «усугубить наоборот». Неравносторонность державок может быть вызвана дефектами трубок или неправильным вращением. В этом случае её лучше предотвратить соответствующей тренировкой стеклодува.

Проваривать спаи, особенно вблизи проволочных вводов, удобно с помощью ручной микрогорелки на гремучем газе. Пламя такой горелки можно очень точно направить на нужное место, не перегревая проволоку (рис. 31).

Рис.31

Настольная горелка с мягким пламенем используется при этом для обогрева деталей и предварительного изготовления спая, который с её помощью поддерживается в размягчённом состоянии. Проварка спая гремучим газом проводится по частям, с поддувом. Горячее пламя плавит стекло «до воды», позволяя уничтожить возможные микроотверстия, поэтому такой технологии следует отдавать предпочтение перед обычной. Особенно это касается «ненадёжных» в этом отношении стёкол, например, «молибденового».

Автор применял такую технологию для изготовления мелких УФ ламп из тонкого «бактерицидного» стекла. Микрогорелка позволяет не расплавлять большой участок детали, а ограничиться локальным нагревом. При определённом навыке спай получает- ся красивым.

Вообще говоря, надо стараться работать на пламени максимальной температуры. Это существенно ускоряет работу. Отдельные операции с пирексом можно производить на пламени настольной горелки с гремучим газом.

Обработка на горячем пламени удаляет из поверхностного слоя стекла щёлочные окислы. Этот эффект заметен при раздувании изделий из «выгоревшего» стекла. В спае возникают свили. При охлаждении изделий со слоем на поверхности, имеющим меньший К.Т.Р., в нём возникают напряжения сжатия. Это должно приводить к некоторому упрочнению изделий из «выгоревшего» стекла. А затяжка этого слоя в спай может привести к непроварам, микроотверстиям и течи. Проварка спая гремучим газом позволит поправить дело.

«Микро горелочная технология» позволяет быстро изготавливать внутренние спаи диаметром около двадцати миллиметров из тонкостенного стекла люминесцентных ламп. Для дальнейшего ускорения таких операций следует применять автоматическое вращение детали и строгую фиксацию отдельных частей изделия относительно друг друга специальными приспособлениями.

В работе со стеклом возможно шире следует применять различные «роботы», оправки, хватки и т. д. Они намного облегчают работу (см. раздел «Оснастка»).

Охлаждая отдельные детали и готовые, предназначенные для откачки лампы, следует помнить, что из пламени горелки в них попадает некоторое количество продуктов сгорания (в основном — воды и углекислого газа). При конденсации вода способна вызывать коррозию стекла и металлической арматуры, давать пятна на стекле, особенно на окнах для выхода излучения, поэтому её необходимо удалить, откачивая воздух из ещё горячей лампы вакуумным насосом с газобалластом. При этом нужно слегка охладить изделие, чтобы баллон лампы не деформировался.