177818. lajstromszámú szabadalom • Eljárás keményüvegbúrájú izzólámpa és lámpaállvány előállítására és az eljárás szerint készített izzólémpa illetve lámpaállvány
3 177818 4 jutottunk, hogy a molibdén és a wolfram bevezetőelektródákkal az aO—300 °C=37—51 • 10"7 °C~ hőtágulási együtthatójú üveg megrepedés nélkül összeforrasztható, ha a bevezetőelektródákat előüvegezés nélkül, a beforrasztási művelet közben oxidáljuk felületileg, mivel az előzetes oxidálással kapott réteg hátrányos tulajdonsága, hogy a lámpagyártási műveletek közben könnyen sérül. A beforrasztás után retardáló vagy akceleráló hőkezelést alkalmazunk. Találmányunk alapját az a felismerés képezi, hogy lehetőség van arra, hogy a keményüvegburájú lámpáknál a hagyományos kvarcburájú lámpák lapításánál használt szokásos technológiát alkalmazzuk, azzal a különbséggel, hogy az árambevezetőként molibdénfólia helyett wolfram vagy molibdén bevezető drótokat használunk üvegezés nélkül. Gondoskodunk az elektródák felületének a jó kötéshez szükséges megfelelő oxidálási szintjéről, az elektródákra rápréseljük a megolvasztott üveget és ily módon megbízható, jól záró fém-üveg kötést tudunk megvalósítani. Ennél a műveletnél az irányított temperálás alkalmazásával kiküszöbölhető a szóbanforgó keményüvegburájú halogénlámpáknál a hőtágulási együttható gondos illesztése, azaz a különleges összetételű üvegek használata, továbbá a bevezető elektródák előzetes speciális kezelése, pl. foszfátozása. Az alábbiakban részletesebben ismertetjük a találmányunk szerint történő lámpagyártási eljárást. Mint már hangsúlyoztuk, találmányunk lényege egyrészt abban áll, hogy a keményüvegburájú lámpák, főleg halogénlámpák gyártásánál nem alkalmazzuk a bevezető elektródák előüvegezését, hanem a kvarclapítási műveletet alkalmazzuk és a molibdénfóliát huzalelektródával helyettesítjük, másrészt abból, hogy a lapításos beforrasztás után speciális retardáló vagy akceleráló hőkezelést alkalmazunk. Az elektródák felületi oxidációja az alábbi alternatív módszerekkel egyaránt jó eredménnyel megvalósítható. a) A lapításos beforrasztási olyan védőgáz alkalmazása mellett végezzük, mely a melegítés zónájában helyileg oxidáló atmoszférát létesít, oxidáló hatása azonban a folyamatos kiáramlás miatt nem veszélyezteti a wolfram izzószálat. Erre a célra alkalmas pl. a nitrogén vagy más inertgázból álló, védőgázhoz 5—15%-ban adagolt széndioxid, A CO, a hőmérséklet növelésével a 2 CO, 2CO h02 reakcióegyenlet értelmében diszszociál és a keletkező oxigén jó felületi oxidációt biztosít. ha a bevezető elektródák hőmérséklete 500— 600 C fölött van. 61 Az Ni öblitőgáz mennyiségét és a lapító égők helyzetét úgy állítjuk be, hogy a lapítási zónában az elektródokat nem védi teljesen az öblítőgáz, az alulról bejutó kevés levegő ezen a részen elégséges oxidréteget eredményez a jó fém-üveg kötéshez, a szerelvényig viszont már nem jut el az oxidáció. Amikor az előzőek szerint kialakított fém-üveg kötés minőségét értékeljük izzólámpák vonatkozásában, nem elegendő csupán a statikus, terheletlen állapotot vizsgálni. Az árambevezető és az üveg közötti kötést dinamikus körülmények között is meg kell vizsgálni két különböző igénybevétel szempontjából. Az egyik a bekapcsoláskor fellépő tranziens áram által okozott igénybevétel, a másik pedig a teljes üzemi hő- és áramterhelés hatására kialakult igénybevétel. Bekapcsoláskor rövid ideig az üzemi áram tízszerese folyik át a még hideg és így kis ellenállású izzószálon, ami a bevezetőt a benne fejlődő Joule hő révén lökésszerűen felmelegíti. Ennek következtében a bevezető kitágul. Nyomó feszültségű fém-üveg kötés esetében ez a hirtelen kitágulás veszélyes lehet, mivel az üvegnek nincs ideje felmelegedni a bevezető drót környezetében és a drótnak előbb említett, hirtelen, lökésszerű kitágulása a statikus állapotú feszültségre szuperponálódva, repedéshez vezethet. A teljes üzemi hő- és áramterhelés mellett kialakulnak az egyensúlyi viszonyok. Az így kialakuló viszonyok között sem érheti el a húzófeszültség a fém-üveg kötés szilárdsági határát. Ezek figyelembevételével úgy választjuk meg az alkalmas üvegek hőtágulási együtthatóját, hogy azok kielégítsék egyrészt az üveg-fém illesztés, másrészt az üveg hőlökés állékonyságának követelményét, amelyre egy empirikus formula 10 000 AT=----------------------------0,85 - a - 107+20 °C“1 ad számszerű tájékoztatást. Mindkét szempontot szem előtt tartva választottuk az a=37—51 • 10“7 “CT1 0—300 °C között hőtágulási együtthatójú üvegeket mindkét fémbevezetőre, ahol is a hőtágulási különbségből adódó feszültségeket szükség szerint irányított hőkezeléssel mérsékeljük a kellő szintre. Felismertük ugyanis, hogy a kialakuló feszültségi viszonyokat előnyösen befolyásolni lehet oly módon, hogy a beforrasztás után az üveg lehűléséhez képest a fém lehűlését késleltetjük (retardáljuk), vagy adott esetben siettetjük (akceleráljuk). A lapítás utáni hőkezelés feladata a megfelelő lehűlési sebesség biztosítása. Ez történhet a fém és az üveg azonos sebességű, egyidőben induló hűtésével, vagy úgy, hogy az üveg és a fém hőtágulási együtthatója és a fémelektróda átmérője közti összefüggés szerint az elektróda hűtését az üvegéhez viszonyítva késleltetjük vagy siettetjük a transzformációs hőfok környezetében. Wolfram elektróda esetén retardálás, molibdén elektróda esetén akcelerálás a végrehajtandó művelet. Nagyobb teljesítményű, nagyobb burájú lámpáknál használatos a hagyományos állványbeforrasztásos módszer. Az állvány lapításánál azonban itt is elhagyhatjuk az elektródok üvegezését, helyette öblítőgázt vezetünk az állvány tárcsába, gondoskodunk az elektródok oxidbevonatáról, és temperálásnál fokozottabb mértékben alkalmazzuk az irányított hőkezelést. Megjegyezzük, hogy a gyakorlatban előfordulhat olyan konstrukciós kivitel, melynél az alkalmazott elektródaméretek és üveg tágulási együtthatók kedvező összetalálkozása miatt nincs szükség az irányított hőkezelés alatt az üveg és az elektróda azonos sebességgel hűl le. Ilyen eset fordulhat elő pl. 0,6 mm 0-jű wolfram elektróda és 39-10“7 °C~1 hőtágulási együtthatójú üveg, ill. 0,7 mm 0-jű molibdén elektróda és 44- 10“7 °C 1 tágulási együtthatójú üveg együttes alkalmazásánál. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
