一种热电偶制作方法

　　热电偶制作的主要工艺是把两根材质不同的偶丝并排焊接在一起,使其在测量端形成一个焊接牢固、表面光滑,无气孔、无夹渣的焊点直径约为电极直径两倍的圆形小球。因此制作热电偶的关键就是热电偶的焊接。制作热电偶通常采用的焊接方法有两种:1)气焊法。这种方法,需要较多气焊设备(这些设备普通化学实验室一般都不具备),焊接工艺较复杂,温度和时间难于掌握,对不同的偶材还要用不同的火焰(氧化焰或还原焰)。2)电弧焊接法。传统的作法需要制作较复杂的电极间灵活移距机构,碳电极和偶丝间的单向电弧不易形成合格的圆形小球,成球时间不便于控制,用此法制作难度较大,合格率较低。为此,需要寻求一种较好的焊接方法,基于此,笔者提出了一种用电弧焊接制作热电偶的新方法,避免了传统方法的缺陷。

　　一、热电偶的制作

　　1.焊接原理

　　传统的电弧焊接方法是在电压保持不变的情况下,通过改变两电极间的距离,产生电弧,达到焊接的目的。本方法是在两电极间的距离保持不变的情况下,通过改变两电极间的电压产生电弧,达到焊接的目的。

　　2.焊接装置及电路接线图

　　焊接所用的设备、材料:1)铁架台,2)十字夹,3)试管夹,4)调压器220V, 2kVA(0.8mm以上偶丝用3kVA),5)铜片(厚约1mm左右,边长不小于5cm,在边角上钻一3mm左右的小孔),6)绝缘胶板(厚5mm以上比铜片稍小),7)绝缘橡胶片(厚2mm左右),8)干燥小木块,9)乳胶管(医用 4×6mm),10)护套软线(0.75mm2以上,或粗花线两股合一),11)电焊目镜片(9#)或深色墨镜,12)石墨粉(分析纯)。

　　由以上设备、材料组成如图1所示的焊接装置。整个电路要特别注意绝缘。调压器出线分别扭接在小铜板边角孔上和偶丝双线处,并用黑绝缘胶布缠紧。

　　3.制作步骤及方法

　　1)偶丝的焊前处理

　　将选好的两种偶丝分别截成所需要的长度,用较细的水砂纸(200#左右)把偶丝待焊端(约2cm长)的氧化层清除干净,最后用洁净的砂纸再轻擦一遍。把两根偶丝并在一起(见图2a),在离端部约1.5cm处用一把尖嘴钳将其夹紧,用另一尖嘴钳夹紧端部,将其扭紧成麻花状(见图2b)。在绞合部份留一周半左右的长度(单丝),将多余部分用钳口剪去(见图2c)。以绞合头不松动为佳。

　　把做好的绞合头在酒精灯上微微加热,立即蘸以少许硼砂,再在酒精灯上用小火将其熔融,使硼砂均匀地覆盖住绞合头(以防高温焊接时偶丝氧化),冷却后在端部锉出偶丝金属。

　　2)热电偶的焊接过程及工艺

　　取15g左右的石墨粉(分析纯)在铜片上堆成一个高约2cm、直径约4cm的圆形小丘。调整铁架台和试管夹的位置,使偶丝插入小丘正中,用角匙把偶丝周围的石墨粉轻轻压紧(见图3a)。调压器输出电压指零,接通电源,无异常后旋动调压器转盘升压,同时用9#电焊镜片(或深色墨镜)注意观察偶丝绞合头处,当产生电弧时升压速度减慢,当透过石墨粉间隙,看见偶丝端部形成一红亮的小球时(见图3b),立即反向旋转调压器转盘,使调压器输出示零。拔掉调压器输入电源插头,稍等片刻取出热电偶,把小球外的硼砂玻璃层除去,看小球是否圆润光滑。轻轻分开偶丝,用手指握紧小球,另一手依次拉动偶丝。看焊接是否牢固。符合要求,热电偶即告焊接成功。