Рисунок 1. Исторический прообраз горелки.
Исторические корни и принцип работы
Февка представляет собой одну из древнейших горелок, используемых в стеклодувном деле. По своей сути, это видоизмененная стационарная паяльная трубка, которую изначально применяли ювелиры и часовщики. Принцип её действия основан на направлении тонкой струи воздуха (часто вдуваемой ртом) в основание спокойного пламени от фитильной горелки. Это простое, но эффективное устройство использовалось не только для пайки, но и, например, для проведения экспресс-анализа руд в полевых условиях. В стеклодувии февка заняла особое место, будучи подробно описанной классиками ремесла. Многие энтузиасты, особенно на заре эры радио и создания первых радиоламп, работали с самодельными фитильными горелками на бензине. Данный материал — это своего рода реконструкция и дань уважения тем первым мастерам.
Изготовление современной версии февки
В основе описанной конструкции лежит обычная комнатная керосиновая лампа мощностью семь линий. В качестве топлива было выбрано вазелиновое масло для лампад — оно лишено резкого запаха керосина и зачастую экономичнее, хотя может потребовать добавки керосина для улучшения горения некоторых типов фитилей.
Ключевой элемент — воздушная трубка. Автор, следуя опыту Минье, использовал медную трубку с внутренним диаметром около 1.2 мм, найденную в старом термостате холодильника.
Фото 2. Медная трубка от реле холодильника и переходник для шланга.
Фото 3. Подготовка деталей: резка, зачистка и подготовка к пайке с использованием кислотного флюса.
Фото 4. Процесс пайки узла с помощью инжекторной горелки и припоя ПОС-61 с последующей очисткой.
Фото 5. Готовая воздушная трубка, соединенная с шлангом.
Сборка и настройка горелки
Трубка была закреплена на деревянном основании с помощью хомута, а для регулировки подачи воздуха использован импровизированный кран, собранный из подручных деталей. Подача воздуха осуществлялась от стационарного компрессора через силиконовый шланг.
Фото 6. Конструкция держателя и регулятора подачи воздуха.
Фото 7. Работающая лампа с отрегулированным пламенем.
Путем экспериментов с давлением воздуха, положением трубки в пламени и высотой фитиля удалось добиться формирования узкого, игольчатого факела, пригодного для тонкой работы.
Фото 8. Оптимизированное пламя горелки.
Практическое применение: впайка металла в стекло
В качестве практической задачи была выбрана классическая операция для производства электровакуумных приборов — создание вакуумно-плотного соединения металла со стеклом (спайки). Для эксперимента использовалась стеклянная трубка из платиновой группы и проволока из платинита — биметаллического материала с медным покрытием, чей коэффициент термического расширения близок к платине и некоторым сортам стекла.
Рисунок 10. Подготовка проволоки: прокалка для образования оксидного слоя, который и обеспечивает сцепление со стеклом.
Важнейшее правило работы со стеклом — избегание термического шока. Нагрев заготовки должен быть плавным и равномерным.
Рисунок 11. Начальный этап нагрева: заготовка вращается в дальней, менее горячей зоне пламени.
Фото 12. Основной процесс спайки. Стекло, размягченное в горячей части пламени, под действием сил поверхностного натяжения обволакивает металлическую проволоку. Характерное «содовое свечение» пламени свидетельствует о испарении ионов натрия из стекла.
Обработка после спайки
После формирования соединения стекло необходимо медленно охладить (отжечь) для снятия внутренних напряжений. Это можно делать в пламени горелки, с помощью теплоизоляционных материалов или, что предпочтительнее, в муфельной печи по специальному режиму.
Рисунок 13. Качество спайки можно предварительно оценить по равномерному розовому цвету медного слоя под стеклом.
Для визуализации внутренних напряжений в стекле после отжига можно использовать простейший полярископ, собранный из поляризационной пленки и экрана.
Фото 14. Контроль напряжений с помощью полярископа: фиолетовые области указывают на зоны напряжения.
Фото 15. Вид готового спая в проходящем свете.
Заключение и меры безопасности
Несмотря на то, что февка исторически уступила место более совершенным и безопасным газовым горелкам, она остается интересным инструментом. Её главные преимущества — портативность, неприхотливость к топливу (можно использовать даже дутьё ртом) и простота изготовления из подручных средств. Однако важно помнить о повышенной пожароопасности и необходимости работать под вытяжным колпаком, используя защитные очки (желательно дидимовые, блокирующие вредное излучение). При соблюдении осторожности февка может стать отличным инструментом для первых опытов или работы в условиях, где использование газовых горелок затруднено.
Рис. 16. Пример компактной переносной февки по Минье.
Как отмечал Минье, такая горелка идеально подходила для кратковременных операций, например, для отпайки ламп от вакуумной системы.
Литература
- Веселовский С. Ф. Стеклодувное дело. Изд. Академии наук СССР, Москва, 1952 г.
- Минье. Производство вакуумного триода.
P.S. Автор обращается к сообществу с просьбой поделиться литературой (книгами, статьями) 1920-30-х годов по производству первых радиоламп.
Бабай Мазай, ноябрь 2022 г.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Февка – паяльная трубка. Применение в стеклодувном деле. Впай металла в стекло.