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Procédé pour- réunir l'ampoule au pied, dans les tubes à ampoule métallique.
La présente invention concerne un procédé,pour réunir de façon hermétique l'ampoule de tubes de décharge à ampoule métallique au pied qui est fait en métal, au moins aux endroits adjacents à l'ampoule.
Dans les tubes à ampoule métallique connus jusqu' à présent, les pieds métalliques sont fixés par soudure à un rebord de l'ampoule situé dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube et ceci est réalisé à l'aide de'machines de soudure à résistance, à haute puissance, spécialement construites.
Outre
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l'inconvénient économique que les frais d'acquisition de semblables machines à souder sont très élevés et en outre que le réseau alimentant ces machines est fortement chargé périodiquement, par chocs, par celles-ci, le procédé présente l'inconvénient technique que l'ampoule et le pied doivent être faits dans des métaux ou en des alliages tels qu'ils soient soudables ensemble et que pour tenir compte des nécessités de l'opération de soudure (qui impliquent des dimensions plus grandes que celles qui seraient désirables pour d'autres raisons) l'épaisseur de paroi ne peut pas descendre en-dessous d'une certaine mesure,
finalement que la matière donnant des projections à la température très élevée de soudure peut détériorer le sterne d'électrodes du tube et provoquer par exemple des défauts d'isolement.
La présente invention a pour but d'éviter tous ces inconvénients et elle se base sur la constatation que les pièces métalliques à réunir peuvent être chauffées également par une immersion suffisamment rapide de leurs parties à envisager dans un bain consistant en du métal fondu. Sur la base de cette constatation, la jonction est produite suivant la présente invention par le fait qu'on donne aux pièces à assembler de l'ampoule et des pieds une forme différente de celle employée jusqu'à présent et qu'à. l'aide de la chaleur transmise par l'immersion dans un bain -qui consiste en un métal fondu ou en un alliage dont la température de fusion est plus élevée que 500 C- et par refroidissement ultérieur ces pièces sont reliées ensemble de façon étanche à l'air et mécaniquement résistante.
Dans ce but, la partie inférieure de l'ampoule et le rebord du pied reçoivent une forme telle, par exemple cylindrique ou conique, et des dimensions telles qu'ils peuvent être introduits l'un dans l'autre et que leurs surfaces sont pratiquement parallèles entre elles et que les deux constituants assemblés sont éloignés l'un de l'autre seulement d'une fraction de millimètre.
Si on introduit le pied dans
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l'ampoule ainsi conformée et ai on plonge les deux pièces ensemble dans' le bain, le métal liquide de ce dernier se répand par suite de la force capillaire entre les deux rebords, les deux rebords étant chauffés par le bain chaud à la température nécessaire, de sorte qu'après l'enlèvement du tube hors du bain, le métal remplissant l'espace se trouvant entre les deux constituants (métal qui ne doit pas nécessairement être identique au métal du bain) se refroidit, durcit et relie l'ampoule au pied de façon hermétique et également mécaniquement résistante.
Si l'on tient compte de la température élevée du bain, on doit protéger les isolateurs du pied (à travers lesquels passent, les amenées de courant) ainsi que d'-autres pièces du tube (dans lesquelles principalement la chaleur brusque et se produisant; non uniformément pourrait provoquer dea détériorations) et il est ainsi avantageux de refroidir au moins le pied et éventuellement encore l'ampoule déjà pendant l'immersion, de telle manière qu'on lea place par exemple sur un châssis refroidi par de l'eau ou qu'on les entoure d'une enveloppe refroidie par- de l'eau.
On peut toutefois renoncer à ce mode de refroidissement -en particulier pour des pieds fabriqués en une matière mince et en cas d'immersion se produisant rapidement- lorsqu'on refroidit les. tubes après l'immersion, immédiatement et énergiquement, par exemple par un courant d'air froid, par un arrosage à l'eau ou par uh bain d'huile.
Dans les deux cas, il est. avantageux de mettre en concordance les dimensions des pièces à réunir avec la vitesse, la profondeur et la durée de l'opération d'immersion ainsi que la température du bain, de telle manière qu'au moins. pour un des constituants il se produise pendant l'immersion ou la réunion une chute de température maxime plus élevée que 200 C par millimètre, ce qui peut être atteinte par exemple,en cas de pieds épais ou d'ampoules épaisses, déjà. par' unrefroidissement préalable et se produisant pendant l'immersion, en cas de corps à paroi mince au contraire
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par une vitesse appropriée et par une courte durée de l'immersion, vu que le bain chaud transmet très rapidement et énergiquement sa chaleur aux parties immergées de l'ampoule et du pied.
Cette circonstance permet également le mode de réalisation du procédé suivant lequel entre les pièces à fixer ensemble, avant leur jonction, on ins#re un métal de point de fusion plus bas que la température du bain, par exemple en forme de fil ou de plaques ou sous la forme d'un revêtement recouvrant les pièces en question et auquel on transmet par les pièces immergées de l'ampoule et du pied la température du bain, de sorte que ce métal fond et que l'ampoule est soudée au pied par ce métal. Si ce métal est employé par exemple sous la forme d'une plaque, on peut fixer cette plaque et en même temps le pied, par un minime écradement de l'ampoule, dans cette dernière, mais une semblable liaison préalable de l'ampoule au pied parait avantageuse également dans d'autres cas.
En pareils cas, il est avantageux de recouvrir la partie intérieure du pied et la partie extérieure de l'ampoule au moyen de gra:is- se graphitée ou d'une autre matière pour que rien ne se sépare du bain de température élevée.
On voit, d'après ce qui précède, qu'on peut employer dans le procédé des bains dont le point de fusion est plus bas, de même valeur ou même, lorsqu'une transmission de chaleur rapide et énergique est nécessaire, plus élevé que le point de fusion des pièces à fixer ensemble. On peut par exemple employer comme matière du bain du cuivre, du fer, du nickel, de l'argent, etc., ou des alliages de ces métaux et la fixation se produisant suivant le procédé de la présente invention peut par conséquent être considérée comme une soudure tendre, une soudure dure ou une sorte de soudage.
Si la matière du bain et/ou du métal à fondre disposé entre les pièces à fixer, ou bien la matière des constituants de l'ampoule est facilement oxydable et/ou si on emploie des bains de température très élevée, le procédé est réalisé avantageusement dans une atmosphère réductrice, par exemple une atmosphère d'hy-
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drogène. A la place de celle-ci., il peut y avoir également. à la surface une matière protectrice ou d'épuration dissolvant la scorie ou une autre matière appropriée, par exemple une couche de borax: qui nettoie les. surfaces à fixer l'une à l'autre lors de l'immersion ou maintient le bain propre pour que le métal à fondre mouille bien les surfacesà assembler et assure après le durcissement une liaison irréprochable.
Le procédé suivant la présente invention va être ex- pliqué à titre d'exemple au-moyen d'une forme de réalisation représentée au dessin.
La fig. 1 est une coupe longitudinale partielle par l'axe du dispositif servant à la réalisation du procédé, à petite échelle.
Les fig. 2 et 3 sont des coupes- longitudinalea d'une ampoule. de tube métallique à plus grande échelle sans les tubes d'amenée de courant et de départ d'air ni le système d'électrodes.
La fig. 4 est une coupe partielle à plus grande échelle de l'ampoule et. du pied suivant la fig. 2.
Le dispositif suivant la fige 1 est représenté dans la position d'immersion, dans laquelle les reborda tournés vers le bas de l'ampoule la et du pied 1b disposé dans celle-ci (qui pour plus de clarté sont représentés à la figure sans tube d'é- vacuation d'air, ni d'amenées de courant du système d'électrodes) sont plongés ensemble dans le bain 2 consistant en du métal fondu,par exemple du cuivre. Ce bain se trouve dans le creuset annulaire 3 fait en matière réfractaire par exemple en alundum, et est maintenu à l'état fondu par le chauffage du creuset assuré au moyen du corps de résistance électrique, par exemple une bobine de ruban de molybdène 6.
Le châssis mobile 4 qui est guidé par l'ouverture centrale du creuset annulaire et- sur lequel le pied 1b repose, peut être refroidi, par de l'eau s'écoulant par le tuyau 5, et la douille 10 à double paroi qui épouse la forme de la partie supérieure de l'ampoule est également refroidie par de l'eau. Le refroidissement par de l'eau de ces pièces ou de l'une
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d'entre elles peut toutefois, comme on l'a déjà mentionné, être remplacé dans le cas de l'assemblage d'une ampoule et/ou d'un pied à paroi mince, par un refroidissement par air ou être supprimé complètement. on peut également supprimer le chàssis 4 lorsque l'ampoule et le pied fixé dans celle-ci sont maintenus par la douille 10 à l'aide de ressorts ou de moyens analogues.
Le corps de chauffage 6 est entouré d'un isolateur de chaleur 7, par exemple d'oxyde d'aluminium ou de terre réfractaire, qui est disposé dans l'enveloppe 7a et est traversé par les fils d'amenée du corps de chauffage. L'enveloppe 7a, qui ne doit pas être nécessairement étanche au gaz, est entourée par l'enveloppe étanche 8a et l'espace compris entre ces pièces est rempli de matière calorifuge meuble, par exemple de l'asbeste,et on y entretient, à l'aide d'hydrogène introduit par le tuyau 9, une atmosphère d'hydrogène.
On entretient également à l'intérieur du four une atmosphère d'hydrogène en circulation et cela à l'aide d'hydrogène introduit par le tube 14, lequel parvient en traversant l'enveloppe 12 principalement dans le tube d'évacuation 13 dans lequel, au moyen du tube éjecteur 11, de l'air ou un gaz neutre est insufflé et une action d'aspiration est ainsi provoquée. Dans une semblable disposition, la flamme d'hydrogène que l'on ne peut éviter dans le cas du balayage au moyen d'hydrogène d'un récipient à ouvrir du haut, ne brûle pas vers le haut, mais est au contraire expulsée par le tube 13 sans endommager les parties du tube à assembler.
Les amenées de courant pour le corps de chauffage 6 sont avantageusement placées de la manière visible au dessin,avec iso- lement, de faço-n étanche à travers l' enveloppe 8q faite en plaque métallique.
Le procédé suivant la présente invention est réalisé par exemple de telle manière- , au moyen de ce dispositif, qu'après que le châssis 4 a été soulevé au-dessus de l'enveloppe 12a, on
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pose sur celui-ci une pied 1b ; ensuite, sur ce dernier on presse avantageusement par l'action d'un ressort l'ampoule la placée dans la douille 10 et on abaisse ces pièces par le mouvement simultané des outils 4 et 10 jusqu'à ce que les rebords dirigés vers le bas, placés dans les positions relatives voulues, plongent à la profondeur désirée dans le bain 2 ; ensuite, après l'écoulement du temps nécessaire pour le séjour à cet endroit, les pièces sont soulevées de nouveau et ainsi de suite.
Toute l'opération d'immersion s'effectue en pratique au cours de quelques secondea et le séjour dans le bain peut éventuellement prendre seulement la durée de quelques dixièmes de seconde. Si l'ampoule et le pied sont fixés l'un. à l'autre par une légère pression avant l'immersion et si on emploie une ampoule et/ou un pied à paroi mince, l'emploi d'un des outils 4 et 10 peut éventuellement être supprimé. Ce mode de travail est en particulier recommandable dans le cas de la réalisation de l'ampoule et du pied suivant la fig. 3, dans laquelle l'ampoule ne possède pas 1.' épaulement le (fig. 2) qui peut empêcher le glissement excessif du pied refoulé dans l'ampoule.
La fig: 4 montre finalement, comment les surfaces 17 s'adaptant l'une dans l'autre des rebords 15 à assembler- de l'ampoule la¯ et du pied 1b sont pourvues d'un revêtement métallique par exemple par voie galvanique. Le point de fusion de la matière de revêtement est avantageusement plus bas que celui de la matière de l'ampoule ou du pied et le revêtementpeut consister éventuellement en un métal ou en un allège qui ne s'oxyde pas facilement , par exemple en du cuivre, ou en des alliages de cuivre.
Après le revêtement,les pièces constituantes sont soumises à un traitement thermique (qui peut éventuellement Être l'immersion elle-même) en suite de quoi on peut obtenir que la matière de revêtement diffuse à l'endroit des surfaces 17 dans les matières de l'ampoule et du pied (qui sont en général des plaques de fer) et lion obtient ainsi une liaison très sûre. Le revêtement
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peut toutefois aussi être. appliqué tellement fortement que, fondant lui-même dans le bain, il relie ensemble l'ampoule et le pied comme une matière de soudure.
Le procédé suivant la présente invention n'est évidemment pas limité à l'exemple qui précède ni à la réalisation avec le dispositif décrit. L'action de l'atmosphère réductrice peute être améliorée ou remplacée par exemple par l'emploi d'une couche disposée à la surface du bain 2 et dissolvant la scorie.
Le dispositif d'éjection de la flamme d'hydrogène peut être complété par des portes étanches au gaz, s'ouvrant et se fermant auto- matiquement lors du passage des outils 4 et 10 ; le dispositif peut être pourvu d'appareils automatiques de placement desanpou les et des pieds sans que l'on s'écarte pour cela de l'invention caractérisée aux revendications.
Revendications.
1.- Procédé pour la réunion hermétique de l'ampoule et du pied de tubes électriques à décharge, à. ampoule métallique , caractérisé en ce que les parties à réunir de l'ampoule et du pied insérés l'un dans l'autre. sont plongées ensemble dans un bain consistant en un métal fondu ou en un alliage fondu -dont le point de fusion eat supérieur à 500 C-, tandis qu'au moins une de ces pièces est refroidie pendant et/ou après l'immersion.
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Process for assembling the bulb at the foot, in the tubes with a metal bulb.
The present invention relates to a method of sealingly joining the bulb of metal bulb discharge tubes to the foot which is made of metal, at least at the locations adjacent to the bulb.
In the metal bulb tubes known heretofore, the metal feet are fixed by welding to a rim of the bulb located in a plane perpendicular to the axis of the tube and this is done with the aid of welding machines. specially constructed resistance, high power.
Outraged
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the economic disadvantage that the acquisition costs of similar welding machines are very high and further that the network supplying these machines is periodically heavily loaded, by shocks, by them, the process has the technical disadvantage that the bulb and base must be made of metals or alloys such as to be weldable together and to accommodate the necessities of the welding operation (which involve dimensions larger than those which would be desirable for others reasons) the wall thickness cannot fall below a certain extent,
finally that the material giving spattering at the very high welding temperature can damage the electrode tern of the tube and cause, for example, insulation faults.
The object of the present invention is to avoid all these drawbacks and it is based on the observation that the metal parts to be joined can also be heated by sufficiently rapid immersion of their parts to be envisaged in a bath consisting of molten metal. On the basis of this finding, the junction is produced according to the present invention by the fact that the parts to be assembled of the bulb and the feet are given a shape different from that employed heretofore and that. using the heat transmitted by immersion in a bath - which consists of a molten metal or of an alloy with a melting point higher than 500 C - and by subsequent cooling these parts are connected together in a sealed manner to air and mechanically resistant.
For this purpose, the lower part of the bulb and the rim of the foot are given such a shape, for example cylindrical or conical, and dimensions such that they can be inserted into one another and that their surfaces are practically parallel to each other and that the two assembled components are separated from each other only by a fraction of a millimeter.
If we introduce the foot in
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the bulb thus shaped and with the two parts being immersed together in the bath, the liquid metal of the latter spreads as a result of the capillary force between the two edges, the two edges being heated by the hot bath to the necessary temperature , so that after removing the tube from the bath, the metal filling the space between the two components (metal which does not necessarily have to be the same as the metal in the bath) cools, hardens and connects the bulb hermetically and mechanically resistant to the foot.
If we take into account the high temperature of the bath, we must protect the insulators of the foot (through which the current leads pass) as well as other parts of the tube (in which mainly the sudden heat and occurring ; unevenly could cause damage) and it is thus advantageous to cool at least the foot and possibly still the bulb already during the immersion, so that they are placed, for example, on a frame cooled by water or that they are surrounded by a casing cooled by water.
However, this cooling method can be dispensed with - in particular for feet made of a thin material and in the event of immersion occurring rapidly - when they are cooled. tubes after immersion, immediately and vigorously, for example by a current of cold air, by spraying with water or by an oil bath.
Either way, it is. advantageous to match the dimensions of the parts to be reunited with the speed, depth and duration of the immersion operation as well as the temperature of the bath, so that at least. for one of the constituents, during immersion or reunion, a maximum temperature drop of more than 200 C per millimeter occurs, which can be achieved for example, in the event of thick feet or thick blisters, already. by pre-cooling and occurring during immersion, in the case of a thin-walled body on the contrary
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by an appropriate speed and by a short duration of the immersion, since the hot bath transmits its heat very quickly and energetically to the submerged parts of the bulb and the foot.
This circumstance also allows the embodiment of the method according to which between the parts to be fixed together, before their junction, a metal with a melting point lower than the temperature of the bath is inserted, for example in the form of wire or plates. or in the form of a coating covering the parts in question and to which the bath temperature is transmitted by the submerged parts of the bulb and the base, so that this metal melts and the bulb is welded to the base by this metal. If this metal is used for example in the form of a plate, we can fix this plate and at the same time the foot, by a minimal crushing of the bulb, in the latter, but a similar preliminary connection of the bulb to the foot seems advantageous also in other cases.
In such cases it is advantageous to cover the inner part of the foot and the outer part of the bulb with graphite grease or some other material so that nothing separates from the high temperature bath.
It can be seen from the foregoing that baths with a lower melting point of the same value or even, when rapid and energetic heat transmission is required, higher than the melting point of the parts to be fastened together. For example, copper, iron, nickel, silver, etc., or alloys of these metals may be employed as the material of the bath, and the fixation occurring according to the process of the present invention can therefore be considered as a soft weld, a hard weld or some kind of welding.
If the material of the bath and / or the metal to be melted disposed between the parts to be fixed, or the material of the constituents of the bulb is easily oxidizable and / or if very high temperature baths are used, the process is advantageously carried out in a reducing atmosphere, for example a hy-
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drogenous. In place of this, there can also be. on the surface a protective or cleaning material dissolving the slag or another suitable material, for example a layer of borax: which cleans them. surfaces to be fixed to each other during immersion or keeps the bath clean so that the metal to be melted wets the surfaces to be assembled well and ensures an impeccable bond after hardening.
The process according to the present invention will be explained by way of example by means of an embodiment shown in the drawing.
Fig. 1 is a partial longitudinal section through the axis of the device used for carrying out the method, on a small scale.
Figs. 2 and 3 are longitudinal sections of an ampoule. of metal tube on a larger scale without the tubes of current and air supply or the electrode system.
Fig. 4 is a partial section on a larger scale of the bulb and. of the foot according to fig. 2.
The device according to fig 1 is shown in the immersion position, in which the flanges facing downwardly of the bulb 1a and of the foot 1b disposed therein (which for greater clarity are shown in the figure without tube air outlet, nor current leads of the electrode system) are immersed together in the bath 2 consisting of molten metal, for example copper. This bath is located in the annular crucible 3 made of refractory material, for example alundum, and is maintained in the molten state by the heating of the crucible provided by means of the electric resistance body, for example a coil of molybdenum tape 6.
The movable frame 4 which is guided by the central opening of the annular crucible and on which the foot 1b rests, can be cooled by water flowing through the pipe 5, and the double-walled socket 10 which follows the shape of the top of the bulb is also cooled by water. The water cooling of these parts or of one
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of them, however, as already mentioned, in the case of the assembly of a light bulb and / or a thin-walled base, can be replaced by air cooling or be eliminated altogether. the frame 4 can also be omitted when the bulb and the foot fixed therein are held by the socket 10 using springs or similar means.
The heating body 6 is surrounded by a heat insulator 7, for example of aluminum oxide or of refractory earth, which is arranged in the casing 7a and is crossed by the feed wires of the heating body. The envelope 7a, which does not necessarily have to be gas-tight, is surrounded by the sealed envelope 8a and the space between these parts is filled with loose heat-insulating material, for example asbestos, and it is maintained there, using hydrogen introduced through pipe 9, an atmosphere of hydrogen.
An atmosphere of circulating hydrogen is also maintained inside the furnace with the aid of hydrogen introduced through the tube 14, which arrives by passing through the casing 12 mainly into the discharge tube 13 in which, by means of the ejector tube 11, air or an inert gas is blown in and a suction action is thus caused. In a similar arrangement, the hydrogen flame, which cannot be avoided in the case of sweeping with hydrogen from a receptacle to be opened from above, does not burn upwards, but is on the contrary expelled by the tube 13 without damaging the parts of the tube to be assembled.
The current leads for the heating body 6 are advantageously placed as shown in the drawing, with isolation, in a sealed manner through the casing 8q made of metal plate.
The method according to the present invention is carried out, for example, in such a way, by means of this device, that after the frame 4 has been raised above the casing 12a, it is possible to
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places a foot 1b on it; then, on the latter is advantageously pressed by the action of a spring the bulb placed in the socket 10 and these parts are lowered by the simultaneous movement of the tools 4 and 10 until the edges directed downwards , placed in the desired relative positions, plunge to the desired depth in bath 2; then, after the elapsed time for the stay there, the pieces are lifted again and so on.
The entire immersion operation is carried out in practice over the course of a few seconds and the stay in the bath may possibly only take the duration of a few tenths of a second. If the bulb and the foot are attached one. to the other by a slight pressure before immersion and if an ampoule and / or a thin-walled foot is used, the use of one of the tools 4 and 10 may possibly be omitted. This working method is particularly advisable in the case of the production of the bulb and the foot according to FIG. 3, in which the bulb does not have 1. ' shoulder (fig. 2) which can prevent excessive sliding of the repressed foot in the bulb.
Fig: 4 shows finally, how the surfaces 17 fitting into each other of the flanges 15 to be assembled - of the bulb 1 and of the foot 1b are provided with a metallic coating, for example by galvanic means. The melting point of the coating material is preferably lower than that of the bulb or base material and the coating may optionally consist of a metal or a spandrel which does not oxidize easily, for example copper. , or copper alloys.
After coating the component parts are subjected to a heat treatment (which may optionally be the immersion itself) as a result of which the coating material can be obtained to diffuse at the location of the surfaces 17 into the materials of the coating. the bulb and the foot (which are usually iron plates) and lion thus obtains a very secure bond. The coating
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can however also be. applied so strongly that, melting itself in the bath, it binds together the bulb and the foot like a solder.
The method according to the present invention is obviously not limited to the preceding example or to the embodiment with the device described. The action of the reducing atmosphere can be improved or replaced, for example by the use of a layer placed on the surface of the bath 2 and dissolving the slag.
The device for ejecting the hydrogen flame may be supplemented by gas-tight doors, which open and close automatically when tools 4 and 10 pass through; the device can be provided with automatic devices for positioning desanpou and feet without departing for this from the invention characterized in the claims.
Claims.
1.- Process for the hermetic union of the bulb and the foot of electric discharge tubes, at. metallic bulb, characterized in that the parts to be joined together of the bulb and of the foot inserted one into the other. are dipped together in a bath consisting of a molten metal or a molten alloy - the melting point of which is greater than 500 C -, while at least one of these parts is cooled during and / or after the immersion.