Горячая работа со стеклом, декоративным или техническим, в наше время обычно выполняется при помощи ручных или стационарных горелок — в их пламени стеклянные заготовки размягчаются и формуются, а края деталей спаиваются. Тип, количество и форма горелок, конечно, сильно зависит от марки обрабатываемого стекла, другого оснащения мастерской, потребных операций и манеры работы мастера, однако, более или менее универсальным вариантом, как и десятилетия назад, остаются горелки настольные, по возможности с большим (для формовки) и тонким (для спаивания) факелом или же горелка большая настольная и малая ручная. Горелка стеклодува — предмет его гордости, основной инструмент, от удобства и безопасности работы с ней зависит многое. Жалеть времени на совершенствование и настройку своих горелок ни в коем случае не стоит, оно сторицей окупится комфортной работой. Ниже представлен отчёт о радикальной модернизации настольной ретро горелки-«пушки» в любительской мастерской, своими руками, без применения станочных работ.
2. Исходный вид, диагноз, постановка задачи
Фото 2.1. Доставшаяся по случаю горелка. Не считая сдвоенности — обычная крупная «карповская» пушка [1]. На одной опоре размещена ещё и маленькая трёхкрановая пушечка для небольшого паяльного пламени, уже без дополнительного кислорода. Исполнение несколько упрощённое — с пробковыми кранами и наружным заведением дополнительного кислорода в колпачок
Фото 2.2. Вид с другой стороны и на сопла. Перед первыми включениями горелку пришлось чуть подрихтовать — осторожно выгнуть в тисках несколько искривлённую воздушную трубку и восстановить сломанную при пересылке пайку мягким припоем одной из трубок наружных [2]
Уже небольшая работа с горелкой показала ряд её неочевидных недостатков: краны пробкового типа, естественно, имеют грубоватую регулировку и слегка подтекают даже при невысоких давлениях питающих газов. Краны требуют обязательной консистентной смазки, в том числе и кислородные — специальной и дорогой. Большой газовый кран вращается туго, более или менее плавная регулировка им особенно затруднительна. Для упрощения изготовления и сборки горелки ряд патрубков сильно вынесен наружу (тонкие трубки, большой рычаг, жёсткие шланги), а присоединительные штуцеры имеют целых три типоразмера. Патрубок добавочного кислорода держится только с одного конца и лишь на одной некрупной нежной резьбе. Воздушная трубка внутри большой горелки фиксируется слабо. Шаровая опора не позволяет значительно наклонить горелку и удерживает тяжёлую железку не вполне надёжно.
Для устранения большей части замечаний принято волевое решение — заменить все пробковые краники горелки на условно игольчатые (многооборотные, с конусным штоком) фабричные, с фторопластовым уплотнением штока, уменьшив при этом длину выступающих патрубков и надёжно зафиксировав однотипные присоединительные штуцеры на основных элементах конструкции.
3. Доработка
Фото 3.1. Костяк горелки без всех съёмных деталей. Виден ещё один недостаток — малая горелка закреплена только за газовый патрубок с краном (отмечено)
Фото 3.2. В основном точёные детали горелки собраны пайкой, как неожиданно оказалось — во многих местах твёрдым припоем. Массивные и крупные детали из медного сплава — латунь, бронза (?) нагреть до температуры красного каления инжекционной горелкой на баллончике невозможно. Пришлось собирать временный газокислородный «пост». Рабочее место под вытяжным зонтом
Фото 3.3. Костяк горелки распаян на крупные составляющие, плюс — новые краники и штуцеры. Всё это предстояло закомпоновать в единую конструкцию. Предварительный план, в конце концов, выродился в этакие бирюльки — прикладывая детали друг к другу, по наитию искал наилучшее решение
Компоновка обновлённой горелки, в общем, осталась без изменений, но деталей и соединений добавилось. Соединения латунь-латунь, латунь-нержавейка, нержавейка-нержавейка. После очистки старых элементов, изготовления новых деталей и их подгонки, сборка выполнялась также — ступенчатой пайкой — в местах механически и температурно напряжённых — «твёрдый» ПСр 45 с табельным флюсом-обмазкой, в остальных — «мягкий» олово-медь с флюсом-пастой для сборки медных водопроводов или ортофосфорной кислотой. Несколько крупных нержавеющих деталей сварил аргоно-дуговой сваркой. Припой выбирал и исходя из последовательности сборки — так, чтобы не распаялось что-то рядом.
Фото 3.4. Первое пробное применение твёрдого припоя, а это импортный аналог ПСр 45 с обмазкой из флюса. Латунь-нержавейка. Место пайки нагрел до малинового свечения, внёс офлюсованный прутик, добился растекания припоя по шву. Флюс оказался заметно текучей обычной буры, но с сильным неприятным запахом — борфторид (?)
Фото 3.5. Вид у остывших деталей сразу после пайки, скажем прямо, неприглядный, кроме того, стекловидные остатки флюса гигроскопичны — спустя день на воздухе превращаются в липкую пакость — непременно и сразу же после остывания, отмывать
Фото 3.6. Для надёжности стравливал остатки флюса ~5% раствором серной кислоты в УЗ мойке. Затем отмывка в слабом растворе кальцинированной соды и чистой воде. Все остальные твёрдые пайки обрабатывал аналогично, мягкие — только в соде и воде
Фото 3.7. Вид собранного узла после отмывки и сушки. Оставшийся лёгкий сероватый налёт легко удалился металлической посудной мочалочкой
Фото 3.8. Воздушная трубка большой пушки в сборе, где кроме самой трубки: 1 — одуванчик; 2 — втулка-упор; 3 — шайба; 4 — резиновая прокладка; 5 — гайка; 6 — кислоро��ный кран; 7 — воздушный кран. При установке сборки в корпус горелки втулка 2 упирается во внутреннюю ступенечку и прокладка 4 из толстой и мягкой вакуумной резины расплющиваясь, зажимает трубку. Шайба 3 препятствует смятию резины при закручивании гайки 5, и стоит не на месте — нужно между деталью 4 и 5
Фото 3.9. Основная часть малой горелки (без одуванчика, колпачка и трубок с кранами). Отверстие — подача горючего газа
Фото 3.10. Корпус малой горелки, вид на переднюю часть. На воздушную трубку навинчивается сопло-одуванчик, через сетку (для предохранения от обратного удара и для успокоения потока газа) подаётся горючий газ, закрывает это всё сужающийся колпачок
Фото 3.11. Обратная заглушённая часть корпуса малой горелки — выход воздушной трубки
Фото 3.12. Казённая часть малой горелки — для смешивания воздуха с кислородом, а скорее — конструкционная необходимость. Единственная крупная фрезерованная деталь в горелке
Фото 3.13. Вырезанный пробковый кран (3) из ноги большой горелки (1). Приложен игольчатый кран из нержавеющей стали, с резьбой ½ дюйма (2), и кусочек полудюймовой нержавеющей трубы (4). Деталь 5 — окончание (заглушка) штатной горелочной ноги с резьбой для шарнира подставки, после подгонки диаметра вставляется в 4 и впаивается. Резы сделал небольшой УШМ в маятниковой опоре
Фото 3.14. Большой газовый кран (нержавейка) с нижней деталью-проставкой удобнее всего оказалось сварить TIG-ом
Фото 3.15. Заодно и приварил толстостенную трубку к газовому крану горелки маленькой
Фото 3.16. Крупная пайка твёрдым припоем — верхняя латунная часть к нержавеющей ноге
Фото 3.17. После охлаждения и очистки, в это же место впаял ПСр 45 и основание-смеситель малой горелки — теперь она будет надёжно закреплена на общей ноге
Фото 3.18. Кусок нижней части старой ноги горелки подогнал к новому месту — внутреннему диаметру трубы ½ дюйма. Обтачивал некрупной УШМ с абразивным и лепестковым диском, деталь при этом вращал в патроне сверлильного станка, насадив на обрезок подходящей шпильки
Фото 3.19. Сборка нижней части ноги. За один подход сразу три детали впаиваются твёрдым припоем — здесь они подогнаны и зафиксированы. На фото: 1 — резьба для присоединения к шаровой опоре подошвы; 2 — общий патрубок подачи горючего газа; 3 — кран подачи горючего газа в малую горелку. Верхний отросток последнего заглушён с торца, а присоединение будет сбоку (указано красненьким)
Фото 3.20. Вид остывшего после пайки узла. Нагревать железки приходится до температуры близкой к плавлению латуни — тонкостенный штуцер чуть перегрелся и деформировался
Фото 3.21. Вид отмытой от окислов и остатков флюса ноги в сборе
Фото 3.22. Перед общей пайкой осталось собрать ещё несколько мелких деталей. Теперь уже стреляный воробей, местами стал гусарить — на фото пайка сразу двух некрупных узлов в четырёх местах. Чтобы не вставать два раза
Фото 3.23. Основные дорабатываемые части горелки. За кадром остались только колпачки обеих пушек и чугунная подошва с шарниром. На фото: 1 — основная, незавершённая ещё сборка; 2 — воздушная трубка большой пушки в сборе, чтобы полюбоваться и не растерять детали; 3 — краны с патрубками для воздуха и кислорода малой горелки; 4 — корпус малой горелки, снизу его, ПСр 45 припаян патрубок для пропана; 5 — стационарная часть подачи дополнительного кислорода — кран с патрубком, будет жёстко закреплён на ноге и мягким шлангом соединён с мобильным коленцем (6) на колпачке. Деталь 6 — штатный патрубок с отпаянным краном, укороченный и с припаянной «ёлочкой». Кроме того, увеличен его изгиб — по внутреннему радиусу сделан ряд надрезов ювелирным лобзиком, коленце подогнуто, а щели пропаяны твёрдым припоем
Фото 3.24. Уже смонтирована маленькая пушечка (короткие стрелки), а места пайки отмыты и высушены. На фото финальная сборка мягким припоем (длинные стрелки) торчащих кислородных кранов с патрубками. Всё готово к нагреву. После остывания и отмывки, аналогичным образом с другой стороны горелки приделан воздушный кран и кран для дежурного пламени
Фото 3.25. Отмытая сборка — неразъёмная часть горелки, скелет
4. Первые пробы
Фото 4.1. Для проверки работоспособности горелка собрана и подключена. Патрубки с резьбой вкручены и накручены с применением анаэробного герметика, уплотнение штоков кранов — табельной фторопластовой прокладкой или намоткой (свитой в нить лентой ФУМ). Некрупная подогревная Теклю — для примерки. Маховички новых кранов не мешают друг другу, пользоваться ими вполне удобно
Фото 4.2. Проверочная сборка, вид с другой стороны. У горелки три, теперь одинаковых, отдельных патрубка кислорода, два воздуха, два (когда будет смонтирован дежурный огонь) пропана. Их оказалось удобно разветвить в небольшой гребёнке и тройнике по месту
Питание горелки: сжатый воздух из поршневого компрессора, через дополнительный фильтр водомаслоотделитель, давление ~1…1.5 Атм. Горючий газ — пропан из баллона, через бытовой редуктор с регулированием (выходное давление меньше чем у сварочных), давление ~30 миллибар. Кислород — из медицинского концентратора, производительностью 5 л/мин, выходное давление ~0.4 Атм.
Фото 4.3. Работа малой горелки крупным пламенем — без труда настраивается характерный длинный горячий шипящий факел. Сразу же чувствуются и приятные улучшения в регулировке за счёт новых многооборотных кранов
Фото 4.4. Первые пробы на большой пушке. При необходимости, подобрав давление пропана и воздуха, а кислородную магистраль запитав от баллона, факел, наверняка удастся сделать в несколько раз крупнее. Возле самого сопла виден яркий мягкий язычок слепящего пламени — характерная разрегулированность у пушек — воздушное сопло нужно втянуть в корпус чуть глубже
5. Покраска
Фото 5.1. Волевое решение о покраске, принятое не без внутренних усилий. Окрашивание в два цвета, термостойкой краской из аэрозольных баллончиков. Горелку снова разобрал, подлежащие покраске детали обезжирил и разместил на импровизированных подставочках, заглушил и заклеил отверстия и резьбы
Фото 5.2. На улице мороз за 20, а в мастерской пачкать и слишком сильно благоухать не хотелось — каждую подставку выносил за порог, держа в руке, пару раз пшикал, и мухой назад в тепло. Пенопласт, к слову сказать, от ядрёного баллончикового нитрорастворителя начал оплывать
Фото 5.3. Не поленился сделать и рекомендованную термозакалку краски: плавный нагрев до 150 °C, выдержка 30 минут, нагрев со скоростью 3.5 град/мин (!) до рабочей температуры, выдержка 1 час. Решено слишком не злобствовать и принять Tрабочую = 200 °C
Фото 5.4. Моя печь оснащена ПИД контроллером, исключающем заметные выбеги температуры, однако, час при 200 °C припой олово-медь всё-таки расплавил — вытекла небольшая капля из дна малой пушки, и миллиметров на пять съехал тяжёлый узел добавочного кислорода, впрочем, кроме внешнего вида, урона герметичности и работоспособности это не нанесло — повезло
6. Фотосессия
Фото 6.1
Фото 6.2
Фото 6.3
Фото 6.4
Фото 6.5. Незадействованный кран — на вырост, для запального пламени. Для повышения устойчивости большого факела в форсированных режимах или организации работы с педалью-экономайзером
7. Итого
Модернизация существенно повысила удобство эксплуатации и позволяет работать в сравнительно широком интервале давлений питающих газов, несмотря на применение не вполне игольчатых, хотя и не худших, кранов-регуляторов (конический шток, плоское посадочное место «иглы»).
Пружинные хомутики имеют рабочий диапазон скромней червячных, зато они эстетичней, компактней и есть варианты для тонких шлангов. Анаэробный герметик для уплотнения резьбовых соединений — вещь!
Лучшие из условно игольчатых краников — те, что имеют стальной шток и латунный (бронзовый?) корпус или посадочное место.