Фото 0.1. Сам (многозначительно). Старина Клод с горелкой наперевес, около одного из своих рукотворных приспособлений — для изготовления впаев в ножку и заварки лампы. Изображения мы будем черпать в основном из известного фильма [7,8], увы, неблестящего качества
1. Чем важны оснастка и приспособления?
Разного рода формочки, державки и шаблоны, используемые при изготовлении деталей электродной системы и её сборке: кроме удобства возни с однотипными мелочами, — это точность и повторяемость, а размер электродов и их взаимное положение прямо влияют на характеристики электронной лампы. Приспособления же (станки), даже весьма простые, здесь, кроме прочего, резко снижают требования к стеклодувной квалификации мастера.
Рассмотрим это специфическое оборудование и инструменты в порядке их задействования.
2. Изготовление анода
Фото 2.1. Заготовка-пластинка из нетолстого никеля вырезана ножницами, концы отогнуты плоскогубцами. Цилиндр предварительно сформован на металлической (нержавейка?) оправке-катушечке руками
Фото 2.2. Выступающие концы анода сильно сжаты в специальном зажиме, вместо которого наверняка можно использовать и некрупные настольные или ручные ювелирные тиски. При подобранных размерах заготовки, цилиндр анода сильно натягивается на оправке, формуясь и выравнивая возможные вмятины
Фото 2.3. Края цилиндра за выступы свариваются контактной сваркой, сюда же приваривается траверса
Фото 2.4. Партия готовых анодов
3. Изготовление управляющей сетки
Фото 3.1. Простая спиральная сетка из никелевой или молибденовой проволоки наматывается на оправке-стержне, снабжённом удобной ручкой и зажимом для начального вывода. Сетка наматывается виток к витку, после этого, на том же вынутом стержне растягивается до нужной длины (шага намотки), а её выводы формуются пинцетом
4. Подготовка нити накаливания
Смонтировать тончайшую (~ Ø 0,05 мм) вольфрамовую проволочку руками — дело не шуточное. Для начала, её взятую с катушки, выравнивают — подвешивают длинный кусок проволоки с грузом на конце (здесь — около 1 кг), а иногда одновременно и прогревают, пропустив электрический ток до начала заметного свечения в полумраке (убирать ноги из-под груза).
Фото 4.1. Нити для своих триодов Клод монтирует так: на технологическую траверсу (1) в зажиме типа «третья рука» (2) приваривает две никелевых полоски (3), загнутых на концах крючками. Пропускает в них выпрямленную W нить и зажимает некрупными плоскогубцами
Фото 4.2. Подготовленная нить. Никелевые полоски обрезаются при монтаже — верхняя коротко, нижняя с хвостиком, образующим V-образный радиатор (отмечено). Отогнутая технологическая траверса служит удобной ручкой при монтаже на ножку
5. Изготовление гребешковой ножки
Даже весьма сложная стеклодувная работа, как правило, состоит из цепочки-последовательности простых операций, и даже самые пустяковые из них для приличного результата требуют правильного выполнения всех предыдущих и вообще изрядного навыка, тем более, если требуется получать партии деталей более или менее одинаковых. В этом смысле горизонтально-заварочные (ГЗС) или вертикально заварочные станки, или их (иногда очень), упрощённые подобия, кроме прочего, позволяют и сильно снизить требования к квалификации мастера, беря на себя очень важную часть работы — непрерывное, равномерное и синхронное вращение и перемещение в пламени горелки обеих заготовок.
Фото 5.1. Для примера: горизонтально-заварочный станок (ГЗС) А-320 — единственный, выпускавшийся серийно в СССР. Существуют и современные импортные более или менее настольные варианты, однако, оборудование это условно промышленное — специфическое, большое, тяжёлое и дорогостоящее. Станок имеет низкие обороты, синхронное вращение обоих патронов особой конструкции, причём задний может перемещаться вперёд-назад на ходу. Проходное отверстие в передней бабке необычно крупного диаметра — для работы с полутораметровыми заготовками-трубами крупного диаметра
Фото 5.2. Мини ГЗС Клода упрощённой конструкции — судя по гранёному валу, оба шпинделя умеют вращаться синхронно, задняя бабка двигается ручкой с маховичком — с помощью зубчатой рейки, цепи или даже верёвочной тяги. Передний патрон — обычный сверлильный, работа с длинными заготовками здесь невозможна, короткие куски стеклотрубки фиксируются только благодаря оснастке. На фото — всё готово к разворачиванию края гребешковой ножки
Фото 5.3. Операционное поле ближе. Видно, что стеклянная заготовка насажена на металлическую трубу. Конец вращающейся заготовки прогревается горячим широким пламенем, в размягчённую трубку плавно втыкается латунный инструмент
Фото 5.4. Заготовка с развёрнутым краем отрезается — наносится риска ребром алмазного надфиля, Клод делает её кольцевой, во время вращения вала станка. Надрезанное место захлёстывается петлёй из нихромовой проволоки, и она накаляется током — стекло аккуратно раскалывается термоударом [1]
Фото 5.5. Одинаковость и правильность расширений-юбочек позволит использовать для дальнейших операций стандартную и несложную оснастку, легче и с меньшим браком выполнить сложную операцию заварки лампы, иметь ровный, аккуратный баллон с цоколем
Фото 5.6. Упрощённое подобие вертикально заварочного станка для операции сплющивания горлышка ножки (отмечено). Заготовка 1 помещается в углубление огнеупорной оснастки 2, вращающейся на шпинделе 3. На фото — экспресс-отжиг сформованной детали в мягком «коптящем» пламени
Фото 5.7. Инструмент для сжатия раскалённого стекла. Похож на кузнечные клещи или лабораторный захват для небольших тиглей, но отличается специфической графитовой рабочей частью 1 и регулируемым ограничителем 2
Фото 5.8. Шаблон для приваривания выводов на технологическую траверсу (1). Для каждого вывода прорезана канавка, 2 — контактная сварка с использованием шаблона
Фото 5.9. Тот же (Фото 5.2.) дооснащённый или аналогичный вертикально заварочный станок в операции впаивания в ножку группы выводов. Вращающаяся стеклянная деталь со вставленными проволочками разогревается сильным пламенем в уплощённой части, и размягчённое стекло с четырёх сторон сжимается специальным мини-прессом. На фото — станок в положении разогрева детали, рукоятки пресса разведены
Фото 5.10. Демонстрация работы пресса — разогрев стекло верхней части детали, сводят рукоятки и, удерживая их одной рукой, опускают сбоку рычаг, сжимающий кулачки с короткой стороны впая. Все рабочие части графитовые
Фото 5.11. Готовая ножка лампы. Выводы — трёхзвенные никель-платинит-никель, части сварены газокислородным пламенем. Технологическая поперечина перед монтажом электродов удаляется
Электрические вводы в стеклянный баллон — ответственное место, из-за неоднородности материалов наиболее подверженное дефектам, часто малозаметным (натекания). Громоздкие и дорогие приборы-течеискатели, отчасти заменил экспресс-тест со сжатым воздухом.
Фото 5.12. Готовая ножка вставляется в оправку-переходник (отмечено) с резиновым уплотнением, в неё подаётся сжатый воздух под давлением 1.5…2 бар, а сборка опускается в воду. Пузырьки воздуха показывают даже весьма малые неплотности
6. Изготовление колбы
Фото 6.1. Заготовка простой цилиндрической колбы делается из отрезка стеклотрубки подходящего диаметра. Первая операция — перетяжка выполняется на станке, аналогичном ГЗС (Фото 5.2.) или даже на нём же, поставленном вертикально и дооснащённом (1). Середина вращающейся трубки сильно разогревается ручной горелкой и растягивается (2), в конце концов, разделяясь полностью
Тонкостенный конический носик перетяжки вскрывается, края реза выравниваются абразивом или бархатным напильником, усечённый конус на ГЗС (Фото 5.2.) оплавляется на сильном пламени — размягчённое стекло силами поверхностного натяжения утолщается, контур купола (донышка) трубки скругляется, края отверстия на макушке также утолщаются.
Фото 6.2. Впаивание в макушку колбы штенгеля на ГЗС (Фото 5.2.), где: 1 — колба лампы; 2 — оправка; 3 — ось; 4 — диск, закреплённый на оси; 5 — оправка для штенгеля 7, может перемещаться по оси и вращается синхронно с валом и колбой, поводком 6. Большой стрелкой отмечено игольчатое пламя горелки. Сильно размягчив края отверстия на колбе и подогрев конец штенгеля (на фото), сдвинув последний по оси, прилепляют его к колбе
Фото 6.3. Партия готовых колб
Преследуя цели скорее практические — применение самодельных триодов в ретро радиоконструкциях, Клод принял для своих ламп простую цилиндрическую форму — при их невеликой мощности, фигурные колбы здесь имели бы только эстетическую функцию. Исторические прототипы — ранние триоды ТМ мы во внимание не берём — их шарообразная форма диктовалась только оборудованием для изготовления ламп накаливания, на базе которого разворачивалось производство в военные годы.
7. Сборка электродной системы
Фото 7.1. Сборка сравнительно простой электродной системы выполняется контактной сваркой на коротких жёстких внутренних выводах гребешковой ножки. На фото — приваривание нижнего вывода нити накала (катода)
Фото 7.2. Здесь зажим стеклянной ножки можно разглядеть чуть лучше — пластиковая (капролон?) деталь с углублением для стеклянной юбочки, где она фиксируется тремя пластиковыми гайками
Фото 7.3. Вид на монтажный стол, где: 1 — гребешковая ножка; 2 — зажим; 3 — приспособление «третья рука»; 4 — рабочая часть контактной сварки; 5 — сварочный трансформатор; 6 — блок управления
Фото 7.4. Ножка лампы в сборе [6]
8. Заварка лампы
Фото 8.1. Заварка — впаивание ножки в сборе 1, в баллон лампы 2, выполняется Клодом на том же станке с вертикальным валом (вероятно, перевёрнутом ГЗС Фото 5.2.). Шпиндель оснащён штативом 3, обратим внимание на инструмент 4 — опускаемая латунная пластина для разглаживания шва
Фото 8.2. Формовочный инструмент в работе — операция выполняется не канонически, расширение юбочки лежитна срезе колбы сверху, а стекло при размягчении начинает стягиваться силами поверхностного натяжения
Фото 8.3. Слева — собранные триоды в ожидании откачки, чёрный их низ — копоть от быстрого отжига в светящем пламени. Справа — готовый триод Клода после вакуумной обработки
9. Изготовление пластикового цоколя
Лампы с гибкими проволочными выводами выпускаются в том числе и промышленно, самодельщику же это простительно тем более. Тем не менее Клод позаботился о культурных стандартных цоколях, изготовляемых по месту, в мастерской, в том числе и для прямой замены тогдашних исторических ламп в старинной аппаратуре.
Фото 9.1. Пресс-форма (наверняка самодельная!) для изготовления четырёхштырьковых цоколей 20-х годов
Фото 9.2. В качестве материала цоколя применён армированный стекловолокном диаллилфталат (DAP), цвет цоколя может быть и другим, например, классический чёрный
Штырьки в цоколь вкручиваются на резьбе, для собственных лабораторных экспериментов паять к ним проволочные выводы Клод себя не затрудняет — достаточно надёжный контакт образуется, если никелевую проволочку вывода просто положить в резьбу, баллон лампы к цоколю в таких случаях не приклеивается.
Фото 9.3. Готовая лампа с цоколем
10. Итого
Наш обзор коснулся только специфических приспособлений для механической части изготовления простого триода, оставляя за скобками большой кусок работы — промежуточные отжиги стеклянных деталей, химическую очистку, вакуумную обработку, электрические процедуры и испытания, в том числе и связанные с этими мероприятиями приборы.
Здесь:
К изготовлению нити накаливания. Узел это из сложных и ответственных — прямонакальный катод из чистого вольфрама работает недолго. Собственно, его долговечностью и определяется ресурс лампы такого типа, поэтому во времена исторического триода ТМ существовали лампы с несколькими нитями накала (одна резервная), или лампы даже ремонтировали — заменяли перегоревший катод. Один из важных моментов, о котором здесь стоит помнить конструктору и мастеру — раскалённый вольфрам с некоторыми металлами имеет сравнительно легкоплавкую эвтектику, в том числе и с очень удобным во всех других электровакуумных отношениях, никелем. Поэтому тончайшую вольфрамовую нить — прямонакальный эмиттер не следует монтировать никелированным инструментом (например, медицинским пинцетом), а для монтажа концов нити сваркой, в качестве траверс брать другие металлы или приваривать вольфрам к никелю через фольгу из тантала или циркония. Клод же понижает температуру сварных соединений на концах нити небольшими радиаторами [6].
Ко впаиванию в ножку выводов — сложная конструкция пресса (Фото 5.9., 5.10) собрана Клодом наверняка из любви к искусству — в строгой прямоугольной форме впая нет необходимости ни в смысле габаритов, ни в смысле эстетики или конструкции впая. Например, разнообразные исторические варианты триода ТМ [2] крайне редко могут похвастаться правильной формой этого места. Позволив себе такое упрощение, конструкцию пресса можно значительно упростить или вовсе обойтись щипцами (Фото 5.7.).
Фото 10.1. Два варианта триода ТМ 1920-х: 1 — британский Marconi Osram Valve, с фосфорным геттером; 2 — голландский триод Philips
Ко впаиванию штенгеля — его вариант на макушке лампы намного практичнее для лабораторного или ручного изготовления, чем заводское заделывание в гребешковую ножку или в штампованное пуговичное дно. Припаивание тонкой трубочки к крупной колбе руками — операция сравнительно сложная, в варианте же её механизированного исполнения от Клода, существенно упрощается, тем более что предложенная оснастка может быть применена не только со специальным станком, а и с любым не быстро вращающимся трёхкулачковым патроном: настольный, положенный набок, сверлильный, шуруповёрт и т. п. Тем не менее операция у Клода делается упрощённо (нет поддува, разогревается только одна деталь), что даёт спай, склонный к браку, на и без того капризном платиновом стекле. Вероятно, отсюда и некрасивые удлинённые остатки отпаянного штенгеля, вместо обычных аккуратных пупочек.
Фото 10.2. Лампа со штенгелем, заделанным в гребешковую ножку (1), 2 — пуговичное дно лампы ИН-18
К заварке лампы — обычно юбочку ножки делают меньше горла колбы, помещают ножку полностью внутрь и осаживают край колбы на выступ. Кроме прочего, в колбу при этом не проникают продукты неполного сгорания газа, содержащие вредные для прибора пары воды и серу.
Рис. 10.3. Рекомендуемый способ заварки лампы с гребешковой ножкой [9], где: а — подогрев; б — осаживание баллона; в — проварка шва; г — заваренная лампа
![Фото 0.1. Сам (многозначительно). Старина Клод с горелкой наперевес, около одного из своих рукотворных приспособлений — для изготовления впаев в ножку и заварки лампы. Изображения мы будем черпать в основном из известного фильма [7,8], увы, неблестящего качества](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/eb2/cb8/4ed/eb2cb84ed7d8d36ebd4790566e6a5106.jpg "Фото 0.1. Сам (многозначительно). Старина Клод с горелкой наперевес, около одного из своих рукотворных приспособлений — для изготовления впаев в ножку и заварки лампы. Изображения мы будем черпать в основном из известного фильма [7,8], увы, неблестящего качества")
![Фото 5.4. Заготовка с развёрнутым краем отрезается — наносится риска ребром алмазного надфиля, Клод делает её кольцевой, во время вращения вала станка. Надрезанное место захлёстывается петлёй из нихромовой проволоки, и она накаляется током — стекло аккуратно раскалывается термоударом [1]](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/ed3/d81/181/ed3d811816a4aed31a50d3572673b36f.jpg "Фото 5.4. Заготовка с развёрнутым краем отрезается — наносится риска ребром алмазного надфиля, Клод делает её кольцевой, во время вращения вала станка. Надрезанное место захлёстывается петлёй из нихромовой проволоки, и она накаляется током — стекло аккуратно раскалывается термоударом [1]")
![Фото 7.4. Ножка лампы в сборе [6]](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/136/d18/917/136d1891779733a7b0360063d1ef6752.jpg "Фото 7.4. Ножка лампы в сборе [6]")
![Рис. 10.3. Рекомендуемый способ заварки лампы с гребешковой ножкой [9], где: а — подогрев; б — осаживание баллона; в — проварка шва; г — заваренная лампа](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/64d/8dc/1e8/64d8dc1e8a2f3241ed2ce29f9a8d2515.png "Рис. 10.3. Рекомендуемый способ заварки лампы с гребешковой ножкой [9], где: а — подогрев; б — осаживание баллона; в — проварка шва; г — заваренная лампа")