工业热电偶的工作端一般是焊接形成的,因此焊接质量将直接影响工业热电偶测量的精度和可靠性。焊接工业热电偶丝的方法和工艺要求有以下几点。焊接质量包括:焊端牢固性、焊点尺寸应为二倍热电极直径左右、表面光滑具有金属光泽、无沾污变质、无夹渣、无裂纹等。工作端的形状根据热电极直径大小而定,如下图所示。工业热电偶工作端的焊接方法通常有四种,即乙炔焊、电弧焊、盐浴焊和盐水焊。
一、乙炔焊:适用于廉金属工业热电偶焊接。在焊前,端部稍加热并蘸上焊剂(硼酸或四硼酸钠和石英砂各一半混合而成),再将端部置于乙炔焰的中性火焰区加热(此时应把乙炔开完,氧气开一半),加热时应不断旋转焊点,待端部熔成球状焊点时迅速取出放入水中,并将焊点清洗干净。
二、电弧焊:常用的有交流和直流电弧焊两种,它是利用高温电弧将工作端溶化成球状。其作法是在两根石墨电极上加220V或110V交流(或直流)电压,调节两石墨电极距离,使其之间产生强烈的电弧,将待焊接的工业热电偶工作端置于电弧中加热4~5S钟,待端部焊接成球状后迅速取出,放入热水中清洗残渣。焊接时也需蘸上焊剂。这种焊法设备简单,易操作,但工作端及其附近热电极表面易渗碳。若对工作端质量要求高,可采用亚弧保护焊。对于铂铑类贵金属工业热电偶,常采用直流电弧焊,正极接工业热电偶热端,负极接碳棒(应采用光谱纯的碳棒),起弧后立即分开(要求不接触焊接),这样工作端及其附近表面就不易沾污。
三、盐浴焊:焊接装置由调压器(3~5KW),石墨坩锅(直径约50mm、高约60mm、壁厚约5mm)、焊接夹钳待组成,(见下图)。先将碳棒置于氯化钡上,接通电源使氯化钡熔化,再将热电极工作端与氯化钡溶液稍接触,待起弧后迅速离开,放入热水中洗净工作端及其附近电极表面的氯化钡残渣。此方法适用于焊接廉价金属工业热电偶。
四、盐水焊:在烧杯中盛有饱和的氯化铵溶液,热电极作为一个电极,铂丝(或其它金属丝)放入盐水中内作为另一电极,如下图所示。焊接时,调节调压器使其输出电压约为100~120V,将热电极和盐水稍接触起弧后,迅速取出,并放在热水中洗净。这种方法焊点质量较好,适宜于焊接铂铑类工业热电偶。