Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
В табл. 4 представлены безопасные значения нагрузок для вольфрамовой проволоки, впаянной в стекло и используемой в качестве электрических вводов, в зависимости от диаметра последних.
Таблица 4
Безопасная нагрузка на вольфрамовую проволоку, впаянную в стекло, гарантирующая отсутствие ее чрезмерного перегрева
Диаметр проволоки, мм Ток, а Диаметр проволоки, мм Ток, а Диаметр проволоки, мм Ток, а
0,254 1 0,89 8 2,03 25
0,38 2 1,02 10 2,54 40
0,508 3 1,27 15 3, 18 50
0,635 4 1,52 20 3,30 70
0,760 6 1
Нагрев проволоки не будет чрезмерным, если значения, приведенные в таблице, не будут превышены. Эти значения справедливы, когда имеется один ввод. В случае большего числа вводов, расположенных близко, размер каждого из них нужно увеличить до следующего за ним в таблице, например, вольфрамовый ввод, запаянный
з стекло, диаметром 1,27 мм может пропустить 15 а без перегрева, но если 15 а должны /пропустить каждый из двух вводов, впаянных рядом, то их диаметр должен быть уже 1,52 мм.
46
Спаи типа Хаускипера (медь — стекло) [Л. 2, 3]. Хотя температурный коэффициент линейного расширения меди гораздо больше, чем температурный коэффициент линейного расширения стекол, обычно используемых в электровакуумном производстве, тем не менее удовлетворительные вакуумноплотные спаи могут быть получены за счет использования эффекта хорошего смачивания стекла окислом меди, часть которого диффундирует в стекло и образует переходную фазу. Для получения хорошего апая необходимо, чтобы слой окисла имел толщину не более нескольких десятых микрона (об этом свидетельствует его окраска — см. далее). При этом слой может состоять из нескольких окислов. Медная деталь обрабатывается на конус так, чтобы у нее образовался очень тонкий, напоминающий профиль стального пера край (рис <12), который является гибким элементом, не препятствующим растяжению и 'сжатию стекла. Поверхность этого перьевидного конца должна быть гладкой и полированной. После обезжиривания и отжига при 800 °С в атмосфере баллонного водорода, медь часто борируют, нагревая на воздухе до красного цвета и закаливая ее в концентрированном растворе бората натрия (буры). Окраска поверхности меди ib месте спая должна иметь оттенки от глубокого красного до ярко-оурпурного.
Если поверхность покрывается крапинками или пятнами, значит, произошло загрязнение; в этом случае детати должны быть отбракованы или подвергнуты дополнительной очистке и отжигу.
Для этих типов спаев используются обычно мягкие стекла, но теоретически возможно использование любого типа стекла Медь и стекло нагреваются до температуры 1 ООО °С (тускло-оранжевый цвет) на воздухе и соединяются.
Обычно металл предварительно покрывают тонким слоем стекла перед спаиванием его с основной стеклянной деталью. Этот процесс называется остек-ловыванием и облегчает соединение стекла с металлом.
Спаи стекла с медью должны быть тщательно отожжены в печи немедленно после спаивания (см. табл 86). П^ле охлаждения спаи очищают химическим способом, чтобы удалить лишнее количество окисла. Следует остерегаться нарушения шва (под-травливания) химическими реагентами.
Следует (помнить, что наилучшее качество спая может быть получено только при использовании бескислородной высокочистой меди (OFHC). Толщина на перьевидном конце должна быть 0,038±0,012 мм,
-а конусность около 5°, причем эта конусность должна выдерживаться от края до точки, где толщина стенки достигает примерно 1 мм. Конусность должна выбираться так, чтобы удовлетворять требованиям как прочности, так и гибкости.
Все спаи, представленные на рис. 12, могут быть выполнены с помощью индукционного нагрева; наружные, внутренние, внутренне-наружные и встречные спаи могут быть изготовлены с использованием горелки при вращении деталей на станке.
Спаи Хаускипера (нержавеющая сталь — стекло) [Л. 4—7]. Спай при соединении, подобный тому, который используется при изготовлении спаев медь— стекло, может быть осуществлен также в спаях нержавеющей стали 304 со стеклом. Нержавеющая сталь используется в тех случаях, когда требуется повышенная прочность металла и отсутствие магниг-ности. Хотя в этом случае может быть использовано стекло пайрекс (корнинг 7740) тем не менее предпочтительнее стекло корнинг 7052 FN, так как его коэффициент расширения (4,6 • 10~6/°С) больше, чем у других твердых стекол, и поэтому несколько лучше согласуется с металлом. Оно хорошо смачивает окисленную нержавеющую сталь, хорошо опаивается с другими твердыми стеклами и, с другой стороны, оно может быть непосредственно спаяно с молиб-
Рис. 12. Различные спаи медь—стекло типа Хаускипера.
/ — наружный; 2— внутренний 3 — внутренне наружный; 4 — встречный, 5 —трубчато-дисковый.
0,025-0,038
Рис. 13. Форма и размеры детали из нержавеющей стали для изготовления спая со стеклом (по Бенбенеку и Хенигу).
Размеры, мм I II
А 31,8 44,5
В 29,8 41,3
С 10,3 76,2
D 19,1 25,4
Е 0,32 0,32
47
деном. Как и корнинг 7740, оно обладает высокими оптическими свойствами. Спай изготавливают следующим образом.
Отрезок трубы из нержавеющей стали обрезается до нужной длины и затем отжигается (перед окончательной обработкой) в сухом водороде (точка росы —40 °С или ниже) при 1 065 °С в течение 15 мин. Свободный от напряжений отрезок трубы обрабатывается до размеров, указанных на рис. 13. Для получения торца с одинаковой по окружности толщиной вначале обрабатывают внутреннюю поверхность трубы. Затем трубу сажают на оправку и обрабатывают снаружи. Наиболее важной операцией является второй заход, при котором выбирается выемка глубиной 0,025 мм, что придает гибкость конусному концу (на чертеже показано пунктиром). Чтобы торец был гладким, его толщина не должна быть меньше 0,025 мм, но и не должна превышать
