Кустарные вакуумные триоды Клода Пайяра. Часть 6. Приспос...

Продолжим знакомство с работой современного (~2005 г.) французского энтузиаста-электровакуумщика Клода Паяра [1], воссоздавшего в своей мастерской кустарное микропроизводство ранних высоковакуумных триодов — варианта легендарного ТМ [2]. Ранее мы уже рассмотрели его огневое оснащение [1], технологическую печь, контактную сварку [3] и ламповый аппарат ТВЧ [4], полюбопытствовали, чем Клод откачивает свои лампы [5]. Взглянем же на изготовление лампы [6] коллегой, обращая внимание на оставшиеся в тени специальные инструменты, оснастку и приспособления, собранные, как и остальное его оборудование, своими руками, со знанием дела, с любовью и тщанием.

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 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*

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 5.5. 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

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

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 лежит на срезе колбы сверху, а стекло при размягчении начинает стягиваться силами поверхностного натяжения — *Фото 8.2. Формовочный инструмент в работе — операция выполняется не канонически, расширение юбочки* ***лежит*** ***на 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.

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

11. Дополнительные материалы

На благо всех разумных существ, Babay Mazay, апрель, 2026 г.

推荐订阅源

Все публикации подряд на Хабре