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Verfahren zur Herstellung von Maschenzylindern aus Metalldraht
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Maschenzylindem aus Metalldraht. Derartige Maschenzylinder werden für die Erzeugung von Maschenelektroden benötigt, die insbesondere bei Elektronenröhren, z. B. Senderöhren, als Gitterelektroden und Kathoden Verwendung finden.
Die in den UKW-Senderöhren arbeitenden Elektrodensysteme sind im allgemeinen koaxial angeordnet. Hiebei werden in zunehmendem Masse Maschenelektroden verwendet, bei denen eine entsprechende Anzahl rechts-bzw. linksgängiger Drähte mit vorgegebener Steigung entlang eines Zylindermantels angeordnet sind und jeweils eine Schraubenlinie darstellen, wobei die Drähte entgegengesetzter Steigung an ihren Kreuzungsstellen entweder lose aufeinander aufliegen oder an zumindest einem Teil dieser Kreuzungsstellen miteinander verbunden, zumeist verschweisst sind. Die Verbindung der Drähte entgegengesetzter Steigung führt zu einer sehr stabilen Maschenelektrode.
Insbesondere durch eine Schweissung, wie sie aus der deutschen Patentschrift Nr. 851832 bekanntgeworden ist, ergibt sich eine stabile Gestalt der fertigen Elektrode, was deshalb wichtig ist, da sich im Betrieb die Röhrenparameter mit der Elektrodenform ändern.
Da der zur Verwendung kommende Draht aber verhältnismässig spröde ist, reissen die Schweissstellen während der Herstellung der Maschenelektrode oder später im Betrieb ein bzw. es kommt zum Bruch einzelner Drähte. An den Schweissstellen wird der Werkstoff der Drähte nämlich noch spröder und es können Einschlüsse entstehen, die beim der Verschweissung der Drähte nachfolgenden Biegevorgang der Drähte zu inneren mechanischen Spannungen führen, die Risse verursachen können. Man ist daher bestrebt gewesen, die Verschweissung der Drähte, obwohl dadurch eine besonders stabile Konstruktion erhalten werden kann, zu vermeiden und statt der Schweissverbindung eine Lötverbindung vorzusehen bzw. die Drähte nicht miteinander zu verbinden. Lötverbindungen sind aber nicht so stabil wie Schweissverbindungen, insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen.
Verbindungslos ausgebildete Maschenzylinder wölben sich beim Aufglühen in der Mitte aus, so dass die Elektroden statt einer Zylinderoberfläche eine Hyperboloidoberfläche aufweisen.
Die beschriebenen Verfahren konnten sich daher nicht bewähren.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Maschenzylinders aus Metalldraht zu schaffen, bei dem trotz Verwendung spröder Werkstoffe für das Drahtmaterial einerseits eine stabile Konstruktion des Maschenzylinders erzielt wird, anderseits an den Verbindungsstellen der Maschenzylinderdrähte keine Brüche auftreten.
Die Erfindung geht hiebei von der Erkenntnis aus, dass bei den bekannten Verfahren, bei welchen zur Verbindung der Maschenzylinderdrähte entgegengesetzter Steigung Schweissungen durchgeführt wurden, an beiden Seiten der Schweissflächen Drahtabschnitte entgegengesetzter mechanischer Spannung auftreten, wobei bei dem Verschweissen der Drähte sich eine Metallstruktur mit verzerrtem
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Kristallgitter ausbildet, insbesondere dann, wenn das das Netz aufbauende Material dazu neigt, dass sich in dem bei der Schweisstemperatur auftretenden inhomogenen mechanischen Spannungszustand die Gitterfehler örtlich anhäufen. Die Bruchgefahr für die Drähte ist hiebei umso grösser, je grösser der Drahtdurchmesser der Netzelektrode ist und je grösser ihre Krümmung ist.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden nun die oben angeführten Nachteile vermieden.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht hiebei im wesentlichen darin, dass der Drahtaussenschicht von
5 bis 40% des Drahtdurchmessers der verwendeten Drähte ein die Schweisstemperatur herabsetzendes fremdes Legierungsmetall, zweckmässig Eisen, in einer Menge von 0, 01 bis 5% zugesetzt wird. Dadurch gelingt es, an den Schweissstellen eine Anhäufung von Gitterfehlern zu vermeiden, die entweder bei der Herstellung selbst oder später beim Betrieb der Maschenelektroden zum Bruch der Drähte bzw. der Elektrode führen können. Das Legierungsmetall bewirkt, dass die Schweissung bei einer niedrigeren Temperatur erfolgen kann, wodurch die Schweissverbindung nicht nur mit besserer Qualität durchgeführt werden kann, sondern auch die auftretenden mechanischen Spannungen, welche auf die Schweissung zurückzuführen sind, geringer gehalten werden können.
Es wird daher die Neigung der Drähte zu Einschlüssen, Rissen und Brüchen wesentlich herabgesetzt, was durch die Anfertigung von Querschliffen der Schweissstellen nachgeprüft werden kann. Die Feststellung von Gitterfehlern kann hiebei durch die allgemein verwendete Verfahren, z. B. elektronenmikroskopische Aufnahmen oder Röntgenuntersuchungen, durchgeführt werden.
In den Zeichnungen ist das Wesen der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die bei bekannten Verfahren auftretende Schweissstruktur, während Fig. 2 die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielte Schweissstruktur zeigt.
Fig. 1 zeigt, dass die verschweissten Drähte--1, 2-- an den Kreuzungsstellen mit Einschlüssen --3-- versehen sind, wobei die Richtung der auftretenden Risse mit--4--bezeichnet ist. Solche Risse treten bei mit dem erfindungsgemässen Verfahren verschweissten Drähten (Fig. 2) nicht oder nur in wesentlich herabgesetztem Ausmass auf.
Beispiel : Es soll ein Maschenzylinder für Elektroden von Elektronenröhren aus Wolframdrähten hergestellt werden, die in gleichmässiger Verteilung 1, 8 Gew.-% ThO2 enthalten und einen Durchmesser von 0, 2 mm aufweisen. Jeder Draht enthält, von seiner Oberfläche ausgehend bis zu einer Tiefe von 25 jam in nach innen abnehmender Konzentration ein die Schweisstemperatur herabsetzendes Legierungsmetall, insbesondere Eisen. Die Drähte werden zu dem gewünschten Netz zusammengestellt und an den Kreuzungsstellen in bekannter Weise verschweisst. Durch die Wahl des Drahtmaterials werden bei der Herstellung des Netzes mechanische Spannungen vermieden, so dass im fertigen Maschenzylinder keine mechanischen Spannungen entstehen können.