186219. lajstromszámú szabadalom • Eljárás magas olvadáspontú, bot-fólia-bot típusú,keményüvegbe lapított áramvezetők kétpontosan hegesztett kötéseinek előállítására
186215 A találmány tárgya eljárás magas olvadáspontú, bot-fólia-bot típusú, keményüvegbe vagy kvarcüvegbe lapított áramvezetők kétpontosán hegesztett kötéseinek előállítása ellenálláshegesztéssel. A magas olvadáspontú — Mo és W anyagú — áramvezetők kvarcüveg vagy keményüveg lapitásba történő vákuumzáró beépítését általános ismert konstrukciós megoldás szerint élezett Mo fólia biztosítja; A Mo fólia végeire villamosán vezető módon — általában ellenállás ponthegesztéssel — rögzítik az áramvezető botokat. A bonyolult szerkezeti kialakítás komoly kötéstechnológiai nehézséget jelent az egyébként is feltételesen hegeszthető alapanyagok kötéseinek elkészítésénél; elsősorban a nagy méreteltérés (áramvezető bot átmérője 0,4—1 mm, a fólia vastagsága 0,02—0,03 mm) és az érintkezési felületek definiálatlansága (az egy alkotó menti érintkezés a hegesztési folyamat alatt fokozatosan kiszélesedik) okoz gondot. További problémát jelent, hogy a kvarcüveg és Mo, ill. W anyagok hőtágulási együtthatói között fennálló nagy eltérés miatt a lámpa működése során — főleg ki- és bekapcsoláskor — jelentős mechanikus feszültség lép fel a lapításban, ami a hegesztési hőhatásövezetben újrakristályosodott fóliánál ridegtöréshez vezet. A hőzóna újrakristályosodásának megakadályozására ismert megoldás a közbetét-fém (pl. Pt, Ta stb.) használata, miáltal a kötéshez szükséges hőmérséklet jelentősen csökkenthető és megakadályozható a fólia túlhevülése a hőzónában és elkerülhető az újrakristályosodása. Eredményesen alkalmazható a Mo fólia szemcsefinomítására megfelelő ötvözök is, miáltal az újrakristályosodás hőfoka megnövekszik. Másik módszer szerint a hosszú élettartamú fényforrásoknál a bot-fólia konstrukció helyett előüvegezett áramvezetőt alkalmaznak a lapításban. A kötőüveg(ek) feszültségmentes beforrasztást biztosít(anak) a kvarcüveg és a magas olvadáspontú áramvezető között. A vázolt módszerek hátránya, hogy többlet-munkát igényel a bevonat, illetve a közbetét-fém alkalmazása, emellett az anyagköltséget is sokszor jelentősen megnöveli. Találmányunk célja olyan tömeggyártási szintű hegesztési módszer biztosítása a bot-fólia konstrukciójú, iapításba beépítésre kerülő áramvezető szerelvények előállítására, mellyel a lámpa megbízhatóságát szemelőtt tartva jóminőségű hegesztett kötést lehet létrehozni anélkül, hogy a fóliánál közbetét-fémet (bevonatot, ill. fóliát) vagy az áramvezetőknél előüvegezést kelljen alkalmazni. A hagyományos — vonalszerű — pontvarratok kedvezőtlen terhelhetőségi tulajdonsága miatt a varratgeometria megváltoztatása indokolt, mivel az ilyen varratalaknál a magas olvadáspontú Mo és W fémek megömleszíéséhez szükséges nagy hőbevitel hegesztésekor a hőhatásövezet újrakristályosodását okozza. Ha nagy kiterjedésű varratot készítünk, a vékony fólia teljes keresztmetszetében újrakristályosodik és további megmunkálásnál a szemcsehatáron repedések lépnek fel, ami lehetetlenné tesz minden további felhasználást. A statikus és dinamikus terhelés szempontjából egyaránt kedvező varratforma meghatározása az igénybevétel hatására fellépő feszültségek vizsgálata alapján történhet; mivel a Mo fóliára megengedhető húzó- és nyíró-feszültségek aránya megegyezik a rugalmassági modulusok arányával, és nyírás-szakításra való igénybevétel esetén közel háromszoros lehet a terhelhetőség, mint tiszta nyírás esetén (rugalmassági modulusok értéke molibdénre: E = 3,4 • 10s N/nun2 és G = 1,28 ■ 105 N/mm2). Ez azt jelenti, hogy a varrat hosszirányú méretének növelése elsősorban az újrakristályosodás veszélyét fokozza a hegesztéshez szükséges nagy hőbevitel-igény miatt, miközben alig változik a kötés statikus terhelhetősége, és jelentősen romlik dinamikus terhelhetősége a gátolt alakváltozás következtében. Technológiai kísérletekkel és szakítóvizsgálatokkal sokoldalúan bizonyítható a fenti megfontolás, melynek alapján az áramvezetők hegesztésénél szükséges varrat keresztmetszet biztosítására a kétpontosán hegesztett kötés bevezetése látszik célszerűnek. Az ilyen kötés dinamikus és statikus terhelhetősége igen jó; a pontvarrat alakja ideális — közel kör keresztmetszetű — és kétszeres a nyírás-szakításra igénybevett varratszakaszok hossza, miáltal igen kedvező lesz az egységnyi varrathosszra megengedhető terhelés. A varratszilárdság közel azonos az alapanyagéval, mivel ily módon biztosítható az újrakristályosodás elkerülése. A DE—2604696 sz. német szabadalmi bejelentés a fólia és áramvezetőbot kötésének kétpontos hegesztésére ad megoldást: a fóliát keresztirányban bemetszik és az így képződött résen fűzik át az árambevezetőt úgy, hogy egyrésze a fólia alatt, másik része a fólia fölött legyen, majd ellenállás hegesztéssel összehegesztik. így az egyik hegesztési pont az alsó, a másik a felső ellenálláshegesztő elektródánál keletkezik az árambevezető bot és a fólia között. Az eljárás hátránya, hogy a bemetszéssel a fóliát gyengítik és a hegeszti pontok síkbeli eltérése pedig a kétpontos kötés terhelhetőségét csökkenti. További nehézséget jelent az árambevezető bot befűzése a fóliarésbe a tömeggyártás körülményei között, valamint az, hogy a varratpontok tökéletes szimmetriája nem biztosítható, mivel a távolságok pontos pozicionálása a fóliánál elég körülményes. Jelen találmány célkitűzése a kétpontos hegesztés továbbfejlesztése, a kétpontos hegesztési eljárás fent említett hátrányainak kiküszöbölése. Kétpontos hegesztési eljárásunknál a fólia automatikus adagolása mellett, különlegesen kialakított eilenálláshegesztő elektródával hegesztjük a fóliát az áramvezető bot egyik oldalára. Találmányunk összefoglalva eljárás magas olvadáspontú, bot-fólia-bot típusú, keményüvegbe vagy kvarcüvegbe lapított áramvezetők kétpontosán hegesztett kötéseinek előállítására ellenálláshegesztéssel, mely eljárást az jellemez, hogy a kétpontos kötést egyetlen műveletben, legalább az egyik oldalon csőelektróda felhasználásával állítjuk elő. Találmányunkat az alábbiakban ábrákhoz kapcsolódva részletesen ismertetjük és megvalósítási példákkal támasztjuk alá. A leíráshoz csatolt ábrák a következők : 1. ábra: kvarcüvegbe lapított áramvezető szerelvény látszati képe. 2. ábra: a 2. ábra szerinti kétpontos áramvezető kötés megvalósítása a találmány szerinti eljárással. Az 1. ábra egy nagynyomású kisülőlámpa kvarcla-2
