Одиночный впай металла в стекло [1] позволяет изготавливать электровакуумные приборы (ЭВП) только самой простой конструкции. Более сложные лампы, с компактным и более или менее точным расположением электродов друг относительно друга куда как удобнее выполнять в виде отдельной открытой сборки, спаиваемой после, с оболочкой прибора. Существует несколько конструкций таких узлов, из которых исторически первая, т. н. гребешковая ножка, проще и удобнее для ручного изготовления. Попробуем такую ножку изготовить и применить.

Примеры заводского исполнения


Полезно будет взглянуть на фабричные аналоги.

Фото 2. Телевизорная 6П36С. Плоская штампованная ножка

Фото 3. 6Н5С — двойной стабилизаторный триод, спаренный аналог пальчиковой 6С19С. Большая фигурная колба, октальный цоколь, гребешковая ножка

Фото 4. 6Н8С — двойной триод с небольшим усилением. С октальным цоколем и гребешковой ножкой. Имеет более современный аналог в компактном пальчиковом исполнении — 6Н1П

Фото 5. Хрестоматийная лампочка накаливания небольшой мощности. Здесь гребешковая ножка со встроенным штенгелем видна лучше всего из-за отсутствия бариевого зеркала геттера

Ещё несколько слов о гребешковой ножке


Естественно, имеющей несколько трудно устранимых недостатков — сложно сделать миниатюрный вариант: проволочные выводы на значительной длине расположены близко и параллельно друг другу, что снижает максимально допустимые напряжения и рабочую частоту. Тем не менее, вынеся всего один электрод на колбу лампы, обычно на её макушку, можно существенно увеличить анодное напряжение (вывод анода) или рабочую частоту (управляющая сетка).

Фото 6. Плоская штампованная ножка. Вид изнутри. Хорошо различимы специальные наплывы стекла вокруг каждого вывода для повышения электрической прочности. Лампа — ГУ-50 в конструктивном смысле примечательна специальным стаканом для установки и выдутой в форму, как вульгарная стеклотара, колбой с выступом — направляющей

Рис. 7. Ещё один резерв для улучшения параметров ЭВП с гребешковой ножкой — изготовление её несколько более сложной формы [2]. Верхние два ряда на рисунке — ручное изготовление, ряд нижний — штампованные на автомате

Заметим вживлённый в ножки штенгель — такой его вариант обещает быть простым и при самостоятельном ручном изготовлении.

Изготовление гребешковой ножки


Изготовим простой вариант гребешковой ножки из имеющегося легкоплавкого стекла платиновой группы [3], впаяем её в прототип баллона. Возьмём тонкостенные заготовки Ø26 мм для колбы и Ø12 мм для ножки — баллоны от трубчатых ламп дневного света (ЛДС).

Фото 8. Меньшие из трубок. Исходные лампы отмыты от внешних загрязнений с применением жёсткой губки и моющего средства и вскрыты накалённой нихромовой проволокой [4]. Загрязнённый распылением вольфрама приэлектродный люминофор удалил ватной палочкой, чистый же стёр комком ветоши, продёргиваемой на верёвочке. Люминофор собрал и герметично упаковал для дальнейшего применения. Стекло изнутри отмыл в тёплой воде с тряпочкой, протравил 2% плавиковой кислотой, промыл водой холодной, остатки кислоты, нейтрализовал слабым раствором щёлочи. Все опасные работы (ртуть, ядовитая кислота) выполнял на открытом воздухе, в плотной одежде, защитных очках и перчатках

Заготовки стекла от ламп FT8 обработал аналогично.

Рис. 9. Общая последовательность операций при изготовлении гребешковой ножки [2]: разворачиваем ровный торец трубки кокетливой юбочкой, слегка сплющиваем второй конец заготовки с образованием неширокой щели, вставляем скреплённую группу из потребного количества подготовленных проволочных выводов, впаиваем их

▍ Изготовление стеклянной части ножки


Фото 10. Оплавим один из торцов трубки, чтобы не порезать руки или губы

Фото 11. Разогреем второй конец заготовки в сильном пламени

Фото 12. Стеклодувные работы рекомендуется выполнять при некотором затемнении, чтобы лучше видеть и контролировать степень нагрева заготовки

Фото 13. Запечатываем трубку — размягчённый её конец захватываем и оттягиваем пинцетом, переплавляем сужение. На фото — застывший стеклянный ус

Фото 14. Запечатанный конец заготовки. При чистовых работах образовавшуюся капельку стекла положено разогреть и снять пинцетом или стеклянной палочкой

Фото 15. Разогреваем донышко трубки в сильном жёстком пламени

Фото 16. И, оправдывая название ремесла, раздуваем размягчённое стекло в тончайшие очаровательные пузыри

Фото 17. Прижав которые к плоской поверхности, разрушаем, оставив правильную тонкостенную вороночку-основание

Фото 18. А её тонкие зазубренные края оплавляем в широком мягком пламени

Фото 19. В отличие от станочного, при изготовлении ручном, короткими деталями оперировать неудобно — последовательность изготовления чуть изменим. Отрежем вороночку от трубки-заготовки после её формовки. Отмерим, чиркнем поперечную риску алмазным надфилем, приложим её к накалённой нихромовой проволоке электрорезки

Фото 20. Промежуточная деталь с вороночкой

Фото 21. Вид на две однотипных детали, выполненных разным способом: справа, из основания пузыря, слева инструментом-развёрткой [5]. Хорошо видна нарушенная геометрия горла у последней — на оправку для дальнейшей работы она не оденется. Дефект вызван моей низкой квалификацией, и, между прочим, показывает простоту и эффективность способа первого, воздушно-пузырчатого

Фото 22. И к слову о пузырях и дефектах… Почти все операции с горячим стеклом мы выполняем, непрерывно вращая заготовку. При этом она равномерно нагревается в пламени, равномерно остывает вне его, горячее размягчённое стекло не падает на стол. Даже раздувая фигуры или отщипывая лишнее заготовку приходится вращать, чтобы получить симметрию. Да вот, не угодно ли: тончайший, легчайший пузырь, выдутый без плавного вращения, непременно скособочится, и воронка от него, конечно, никуда не годится

▍ Специальные инструменты


Фото 23. Коротенькую деталь нельзя правильно обработать на горелке, удерживая только руками: стекло плохо проводит тепло, и пальцы оператора могут без всяких для него неудобств находится около самого пламени, однако стекляшку нужно ещё и вращать. В таких случаях используют державки. Здесь изготовил её из кусочка трубки и клочка стеклоткани

Не полностью сплющить конец детали пинцетом или щипцами удаётся плохо — в середине образуется складка стекла, перекрывающая щель. Получается лучше, если размягчённое стекло растянуть в стороны изнутри.

Фото 24. Инструменты с рабочей частью из нержавейки, при коротком контакте с горячим стеклом неплохо себя показали: они дёшевы, холодными, не липнут к стеклу. Свою развёртку выкроил из старой трофейной кухонной лопатки

Фото 25. Работа инструмента

Фото 26. Перегрев стекла. Слишком размягчённые края норовят смяться

Фото 27. Недостаточный нагрев стекла. Оно хуже растягивается, щель получается неровная и крупнее, возможны мелкие трещины на краях

Фото 28. Нормальный нагрев. Широкая, узкая и более или менее ровная щель

▍ Промежуточный отжиг


Фото 29. Любопытно, что после остывания ножки с полностью сплющенным концом тот почти наверняка отделяется трещиной и отламывается, полярископ же при этом экстремальных внутренних напряжений не обнаруживает

Здесь в работе используется дешёвое стекло платиновой группы, которое не рекомендуют применять для ручной выделки из-за его высокого коэффициента теплового расширения (КТР) и чрезвычайной склонности к растрескиванию. Обычная, хорошо работающая противомера — замедленное остывание горячей детали в базальтовом одеяле — дала сбой.

Фото 30. Детали-заготовки, остывшие в базальтовом одеяле, подверг промежуточному печному отжигу. Для платинового стекла это нагрев 0,02 гр/сек, до 515 ̊ С, выдержка 1 час, охлаждение 0,01 гр/сек

Фото 31. Отожжённые в печи детали далее ведут себя культурно и к суициду не склонны

▍ Впаивание проволочных выводов


Стекло платиновой группы среди множества недостатков имеет и несколько весомых достоинств, одно из которых — простое впаивание дешёвого спецбиметалла — платинита. В наших опытах с применением тонкостенных заготовок-трубок каждый вывод надёжнее заранее остекловать. Иначе в месте впая не хватает стекла и случаются неплотности.

Фото 32. Как и в одиночном случае — вывод многозвенный, сваренный контактной сваркой [6]. В каждом месте ЭВП работает нужный металл. Здесь звеньев три: снаружи медь, которую легко отыскать и удобно паять, в середине платинит, образующий со стеклом вакуумплотный спай, внутри прибора никель. Чтобы сварить в линию и внахлёст проволоки, их концы слегка расплющиваю лёгким молотком на наковальне

Фото 33. Несколько готовых трёхзвенных выводов

Фото 34. В размягчённом стекле растворяется оксид меди — перед запаиванием в стекло внешний медный слой платинита следует слегка окислить — нагреть его до начала свечения и охладить на воздухе

Фото 35. Для остеклования применил отработанный и безотказный приём: поверх платинитовой части вывода одел кусочек трубочки-штенгеля Ø5 мм. Такой длиной, чтобы с учётом усадки перекрыть и закрепить места сварки. При последовательном и сильном прогреве трубочки, стекло силами поверхностного натяжения плотно облегает подготовленную проволоку, спаиваясь с ней

Фото 36. Скрепил два остеклованных вывода скрутками и поместил в заготовку ножки

Фото 37. Напялил ножку с остеклованными выводами на стеклянную трубочку-державку (Фото 23) и разогрел деталь на мягком светящем пламени

Фото 38. Конец прогретой ножки размягчил в сильном горячем факеле и сплющил щипцами. Горячие детали с горелки уложил в нагретую до 500 ̊ С печь [7]. Закончив серию, переключил термоконтроллер на стандартную программу отжига

Фото 39. Пара остывших ножек. Их верхние внутрибалонные никелевые проволочки укорачиваются, к ним контактной сваркой подключается электродная система ЭВП

Фото 40. Поместив собранные на ножке электроды в колбу-трубку Ø26 мм, укоротил её по месту — чиркнул поперёк риску алмазным надфилем, отколол накалённой нихромовой проволокой

Электродную систему удобно снабдить специальными распорками, центрирующими её в колбе. Кроме улучшения вибростойкости ЭВП, это ещё и сильно упрощает сборку лампы.

Фото 41. Оболоченый ЭВП запаиваем — прогреваем в большом, мягком, светящем пламени. Особенно вдумчиво в нашем случае с капризным платиновым стеклом

Фото 42. Подогретые детали прибора спаиваем — прибавляем горелке воздушного дутья и формируем жёсткий горячий факел, плавно вращаем заготовку, разогревая её край. Тонкое стекло при размягчении стягивают силы поверхностного натяжения, край колбы осаживается на торец юбочки ножки и спаивается с ним

Спаянную лампу минутку покрутил в коптящем пламени для снижения и выравнивания температуры, поместил в печь, нагретую до 400 ̊ С. Выдержав 20…30 минут для выравнивания температуры, переключил контроллер на стандартную программу отжига.

Фото 43. Готовые приборы с двухвыводной гребешковой ножкой

Выводы


В результате проделанной работы освоена новая операция на капризном, но дешёвом и доступном стекле. Операция, открывающая дорогу к значительно более сложным конструкциям ЭВП.

Дополнительные материалы


  1. На пути к самодельным радиолампам. Стеклодувные операции. Авторский конспект.
  2. Библиотечка электровакуумщика-кустаря. Раздел 3, №4.
  3. На пути к самодельным радиолампам. Стекло: классификация, опознание, подготовка. Авторский конспект.
  4. Ручная работа со стеклом. Резка трубчатых заготовок, бутылок. Авторский конспект.
  5. Домашняя стеклодувная мастерская. Первые инструменты, приёмы работы с ними. Авторский конспект.
  6. Простая контактная сварка для мелких точных работ. Авторский конспект.
  7. Простая, недорогая, точная высокотемпературная электропечь своими руками. Авторский конспект.

На благо всех разумных существ. Babay Mazay, июнь, 2024 г.

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?

Комментарии (21)


  1. oldmen
    14.06.2024 09:27
    +1

    Спасибо, очень интересно. Можно использовать готовые электроды от ламп накаливания или ДРЛ? Вы упоминаете недостатки стекла от ЛДС, а хим. стекло колбы, пробирки - подойдут?


    1. BabayMazay Автор
      14.06.2024 09:27

      На здоровье! Химическое стекло и посуда конечно годятся, нужно только правильно идентифицировать их стекло и не смешивать с другими сортами. Помнить следует и о вероятных опасных загрязнениях в б/у химическом стекле, которые на горелке легко "поднять" и испарить -- ртуть, мышьяк, селен и прочая пакость. Лучше бы использовать только новую посуду.

      Что касается электродов -- на здоровье! Платинит из ламп неплохо работает. Спай можно разобрать так -- несколько раз нагреть стекло и опустить в воду. Конец платинитового вывода зажимают в тисках и тянут плоскогубцами так, чтобы он слегка подался. Опытные люди пишут, что такая операция ему не вредит. Платинит в стекле ярко розовый. Стекло платиновой группы имеет зеленый или голубоватый торец, не темнеет в газовоздушном (восстановительном) пламени и легкоплавко. Огневые работы требуют вытяжки, большой мокрой тряпки под рукой и очень желательно, огнетушителя.


      1. GidraVydra
        14.06.2024 09:27
        +2

        Берите стекло из органических лаб, органики с такой дрянью не работают)


  1. norguhtar
    14.06.2024 09:27

    А как потом обеспечивается откачка воздуха?


    1. Moog_Prodigy
      14.06.2024 09:27
      +1

      Я думаю ножки со штенгелем внутри сильно сложнее в изготовлении, поэтому автор привел лиш самый простейший способ. Штенгель при этом можно прицепить сверху как у классической радиолампы, да хоть сбоку. Явно попроще, ну и работать будет не хуже. Разве что габариты, но это не критично.


      1. BabayMazay Автор
        14.06.2024 09:27
        +4

        Так и есть, штенгель в любом удобном месте колбы прибора. На первый взгляд штенгель в ножке не слишком сложен, нужно только подобрать размеры заготовок и державки, в которой будет удерживаться ножка, при впаивании выводов. Потом узким пламенем ручной горелки разогреваем место напротив трубочки (чуть ниже сплющенной области) и продуваем, скалываем пузырик. Оплавляем края и готово. Признаться, штенгели на макушке ламп мне нравятся больше из-за их ретро-вида, но в ножке он удобен как дополнительная ручка для следующих операций.


  1. BiosUefi
    14.06.2024 09:27
    +1

    Не думали о ютуб канале?

    Контент то достаточно залипательный


    1. BabayMazay Автор
      14.06.2024 09:27
      +1

      Я больше люблю писать и фотографировать, но может и сподоблюсь! К слову, а что за камера нужна для таких съемок?


      1. LampTester
        14.06.2024 09:27
        +2

        На самом деле, практически любая, начиная от камеры телефона. Единственно только, чем проще камера, тем меньше возможностей в пост-обработке, потому больше внимания придется уделять освещению и компоновке кадра.

        Сразу скажу, что для камер телефона, экшен-камер и прочих аппаратов с физически малой матрицей наиболее актуальна проблема динамического диапазона, потому, чтобы получить хорошее видео на такой прибор, нужно прежде всего озаботиться равномерным освещением, без серьезных теней и слишком ярко освещенных участков. С зеркальными фотоаппаратами в режиме съемки видео все проще, с профессиональными кинокамерами - еще проще. :)

        Если будете что-то говорить в кадре, обязательно озаботьтесь петличным микрофоном (можно беспроводным). Без него звук будет очень так себе.

        Из бесплатных видеоредакторов могу порекомендовать Shotcut.


        1. BabayMazay Автор
          14.06.2024 09:27
          +1

          Понял, спасибо!


    1. ZekaVasch
      14.06.2024 09:27
      +4

      Хорошо же написано. Доходчиво и грамотно.

      Зачем превращать интересную статью на 5 минут чтения в мычание на камеру на 40 минут ?


  1. NickDoom
    14.06.2024 09:27
    +2

    А реально ли из кварцевых колб от горелых мощных галогенок (полкиловатта, киловатт) сварить прозрачный абсорбционно-диффузионный холодильник? Тот, классический, вода-аммиак-водород (и горелочка в качестве источника питания).

    Допустим, что килограммов пять дохлых галогенок удалось купить на вес у какого-нибудь чела, обслуживающего прожектора (гипотетическое предположение, я таких не знаю). ТКЛР околонулевой. К аммиаку тоже явно устойчивы. В экономике, так сказать, необходим.

    Это ж, наверное, совершенно завораживающее зрелище было бы… кипит, булькает, перетекает, испаряется… И получается телефункен


    1. BabayMazay Автор
      14.06.2024 09:27
      +2

      Отчего же нереально, "все возможно для человека с интеллектом", как говорили классики... Сам я с кварцевым стеклом не работал, но литература и старшие товарищи говорят, что кварц весьма тугоплавкое и "короткое" стекло. Обрабатывается на кислород-водородной горелке (вариант -- мощный электролизер) или газокислородной, глаза обязательно защищать темными газосварочными очками. Работать с кварцем неудобно, применяют его только в обоснованных случаях. В принципе, большая часть обычных стеклодувных операций выполняется и на кварце. Спаивать колбы галогенок? Поройтесь на Авито, там продают кварцевые трубки для нагревателей и не слишком дорого, только начинать работать со стеклом с кварца, это примерно как совершить свой первый парашютный прыжок из стратосферы, но если очень хочется и в хозяйстве есть кислород, то попробовать можно.


      1. NickDoom
        14.06.2024 09:27

        …но я правильно понимаю, что из-за околонулевого ТКЛР там можно забить на проблемы локального нагрева, медленного охлаждения и прочие источники растрескивания? Я могу на пробу просто взять длинную галогенку дохлую, водорода и кислорода медленно напустить в два раздельных резервуара (типа автокамеры, велокамеры, большого шара воздушного) и выдавить в горелку его оттуда весь быстро, на один эксперимент-то должно по идее хватить. Увижу, треснет или нет, если тупо жарить один конец (ну, как если бы я стальную трубку варил).


        1. BabayMazay Автор
          14.06.2024 09:27
          +2

          Все правильно, кварц в этом смысле хорош и не растрескивается, однако, то-же боросиликатное стекло кажется подешевле, легко добыть (Али Экспресс, ВБ), легче плавится и удобнее обрабатывается, и при этом тоже очень мало склонно к трещинам из-за низкого ТКР. "Жарить один конец" можно у любой некрупной и нетолстой стеклянной трубки и вполне безопасно, нужно только его плавно нагревать и охлаждать. Причем оказывается довольно не слишком драконовских мер даже для платинового стекла. Риск возрастает на более или менее сложных работах, крупных размерах и толщинах.

          Автокамеры с водородом и кислородом категорически не нравятся, что-то мне за Вас тревожно.


          1. NickDoom
            14.06.2024 09:27

            Ну, водородную я продую пропаном или бутаном, разумеется :) Чтобы остатков воздуха не было. Вместе с патрубками и всем присным :)

            И это всё на улице, конечно. В помещение я такое не потащу :)

            UPD: я думаю о кварце из-за режима, в котором потом этой штуке работать, там же с одной стороны огонь, с другой — раствор аммиака, давление тоже не самое приятное, а в морозилке там вообще -20… там треснет всё, что может треснуть :)


            1. GidraVydra
              14.06.2024 09:27
              +1

              Боросиликатное стекло более стойкое к механике, чем кварц. Кварц твердый, но хрупковат. И дуть боронгласс не в пример проще. Начните с него лучше.


  1. Olegun
    14.06.2024 09:27

    Фотки изделий и процессов весьма познавательны. Но ..

    Узкоспециальные термины в начале статьи сбивают с толку. Фотки примеров в начале то же непонятны. Как минимум предлагаю рис.9 переставить в начало для соотнесения термина "гребешковая ножка" с фотками примеров.


    1. BabayMazay Автор
      14.06.2024 09:27
      +1

      Экий Вы, гм-м..., формалист. Подбор картинки и заглавия в начале интернет-статьи, это целое искусство. Нужно потенциального читателя заинтриговать, а лучше поразить в самое сердце! Но без хамства конечно. Фото выбирается относящееся к делу и более из эстетических соображений, а красивее всего тут огневая работа.

      Что касается терминов -- помилуйте, тут технически образованная публика, а не сбор домохозяек. Да и статьи написаны и пишутся как цикл. От начал к более сложному. Очень уж громоздко будет постоянно разжевывать одни и те-же неширпотребные словеса. На самые ответственные и сложные моменты стараюсь давать ссылки, об остальных мелочах и говорить смешно. Да и то сказать, до какой глубины прикажете пояснять? Все-таки, исхожу из предпосылки -- читатель имеет техническое образование. Это Вас "Дъюаровский спай" так смутил?


  1. Hajiyev_Tamerlan
    14.06.2024 09:27

    Не перевелись ещё Папалекси и Бонч-Бруевичи на земле русской.


    1. BabayMazay Автор
      14.06.2024 09:27
      +2

      Ну это Вы хватили! Положа руку на сердце и нисколько не скромничая, не интересничая -- они были пионерами и авангардистами в своем времени, у меня же только скромное повторение давным давно устаревшего. Современный эквивалент Михаила Александровича, должен был бы в сарае с одним напильником и плоскогубцами, управляемый термоядерный синтез освоить... Очень энтузиастический человек был по слухам. Но все равно спасибо! : )