Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
14?
Конструкции рантовых спаев представлены на рис. 64; самой распространенной является конструкция, показанная на рис. 64, ж. Для изготовления согласованных рантовых спаев чаще всего применяется ковар. Из отечественных стекол, согласующихся с коваром, применяют молибденовые (в основном С49-2).
Кромку коваровой трубки получают точением или давлением на токарном станке. Наиболее подходящий угол заточки кромки колеблется от 5 до 10°. Края кромки (в торцовой части) должны быть обязательно закруглены (радиус закругления — не менее 0,2 мм); всевозможные резкие переходы (углы, заусенцы, вмятины и т. д.) могут стать причиной недоброкачественности спая.
Стенки кромки по всей окружности трубки делают одинаковыми по толщине. Толщина стенок в торцовой части определяется диаметром коваровой трубки, но не должна быть менее 0,1 мм для согласующихся стекол и 0,04 мм для несогласующихся стекол типа «пирекс» (лезвенный несогласованный спай). В табл. 7 прп-
144
ведены рекомендуемые размеры остеклованной части кромки, толщины стекла и металла для различных диаметров трубок из ковара.
Кромку остекловывают в восстановительной зоне пламени. Есть два способа остекловывания: размягченной стеклянной па-
Рис. 65. Второй способ остекло-вання рантовых спаев.
лочкой и надеванием на кромку заранее приготовленной стеклянной заготовки.
Первый способ. Подготовленную для спаивания в закрепленную в насадке коваровую трубку вместе со стеклянной палочкой вводят в восстановительную зону пламени и разогревают часть торца кромки до красного каления. При этом можно визуально наблюдать, как образовавшиеся сначала окислы постепенно исчезают с поверхности металла. Размягченную в пламени палочку накладывают на раскаленный торцовой край кромки, стараясь, чтобы стекло захватывало и наружную, и внутреннюю часть кромки, образуя двойной рант. Стеклянную палочку следует слегка прижимать к металлу; это увеличивает спаиваемую поверхность. Далее, не вынимая кромку из восстановительной зоны пламени, по мере размягчения стекла и разогрева металла коваровую трубку медленно вращают вокруг горизонтальной оси (от себя), накладывая стекло палочки до полного остекловывания торца кромки. Если рант получился недостаточным по размерам, то его увеличивают, вторично накладывая размягченное стекло палочки на наружную или внутреннюю часть металлической кромки с захватом полученного ранта. Нагревание ведут в той же зоне пламени.
Если остекловывать кромку коваровой трубки не по торцу, а отдельно — сначала наружную часть, потом внутреннюю, то в момент остекловывания первой поверхность второй переокисляется. Стекло плохо смачивает переокисленный металл, и если удается остекловать переокисленную поверхность, то спай в этом месте получается черного цвета — недоброкачественный.
Полученный рант пропаивают в любой зоне пламени и выравнивают развертками, снимая лишнее стекло стеклянной палочкой. Затем к торцу ранта припаивают стеклянную трубку. Спай ранта с трубкой должен составлять одно целое, т. е. наружный диаметр
145
ранта должен быть равен наружному диаметру припаянной стеклянной трубки. Переход от металла к стеклу всегда следует делать плавным, без резких углов и хорошо проваривать.
Таблица 7. Рекомендуемые размеры рантовых согласованных спаев
Диаметр трубки, мм Толщина стенки металл и ческой трубки, мм Толщина стенки стеклянной трубки. мм Шнрнна шва. мм
5-8 0,40,6 0,6+ 1,0 1,Он-1,5
8-15 0,6 + 1,0 1,0-5-1,5 1,5+2,5
15-30 1,0-1,5 1,5-2,2 2,5+3,0
30—70 1,5+2,0 2,2 ч-3,0 3,0+4,0
70 и выше 2,0-н2,5 3,0-5-4,0 4,0+6,0
Второй способ остекловывания заключается в надевании специальной стеклянной заготовки на подготовленную коваровую кромку (рис. 65) с последующим спаиванием в восстановительной зоне пламени горелки. Остальные операции те же, что и в первом способе. Узкие коваровые трубки диаметром менее 3 мм спаивают со стеклом так же, как и коваровые стержни.
Трубки из платины, молибдена и других металлов также могут быть спаяны рантовыми спаями с соответствующими согласующимися стеклами.
§ 48. Несогласованные рантовые спаи
При резком различии значений коэффициентов теплового расширения металла и стекла их спаивают так называемыми лезвен-ными, или ножевидными спаями, которые являются разновидностью рантовых спаев. Если при изготовлении согласованных рантовых спаев толщина стенок кромки должна быть не менее 0,1 мм, то в несогласованных наименьшая толщина лезвия кромки должна лежать в пределах 0,04—0,06 мм, а угол заострения может колебаться от 2 до 3,5°. Ширина кромки определяется диаметром трубок и обычно колеблется от 3 до 20 мм.
Сцепление между стеклом и металлом в лезвенных спаях обеспечивается благодаря образованию прочного переходного слоя в результате растворения в стекле окисной пленки металла, а также благодаря деформации тонкостенного лезвия, происходящей при остывании стекла.
Медь. Чаще всего лезвенным спаем спаивают со стеклом медные детали. В спаях медь — стекло окисным слоем является закись меди (СигО). Образование окиси меди (СиО) нежелательно, так как она плохо смачивается стеклом. Узнать о ее образовании можно по цвету окисной пленки, а следовательно, и спая — они черные. Доброкачественный спай медь — стекло имеет красный цвет или цвет натуральной меди. Такой спай вакуумноплотный.
