Procédé de séparation de pièces réunies par une soudure de verre dévitrifié La présente invention a pour objet un procédé de séparation de pièces réunies par une soudure de verre dévitrifié. Elle se rapporte particulièrement à la séparation, aux fins de récupération, des cône et écran des tubes à rayons cathodiques soudés par un tel joint.
Dans la fabrication de ces tubes ainsi que pour d'autres opérations nécessitant la soudure d'éléments, i1 est fréquemment préférable, sinon essentiel, de prévoir un procédé de récupération efficace pour la partie défectueuse pour une raison quelconque du produit manufacturé.
Avant la mise au point des joints en verre dévi- trifié, l'assemblage des éléments d'un objet compo site était effectué à l'aide d'un verre de soudure relativement tendre à bas point de fusion. Les élé ments soudés suivant ce procédé peuvent être faci lement séparés en réchauffant à la température de soudure pour amollir le verre de soudure et permet tre la séparation par voie mécanique.
Dans une soudure de verre dévitrifié, cependant, la matière de soudure fond à une température beau coup plus élevée que la température de soudure et fréquemment au-dessus de la température de défor mation des éléments. Il s'ensuit que les procédés de séparation utilisés jusqu'à présent sont inapplicables avec ce type de soudure, particulièrement quand il s'agit d'éléments en verre, ce qui conduit au besoin d'avoir de nouveaux procédés de séparation ou de récupération.
Il a déjà été proposé de séparer les pièces sou dées suivant ce procédé, soit par sciage à travers le joint avec une scie à diamant, soit par voie mécani que en y provoquant une fracture. Le premier pro cédé est relativement coûteux et de ce fait inappli cable dans de nombreux cas. Le dernier procédé peut poser un sérieux problème lorsqu'il s'agit d'élé ments en verre ou en céramique en raison des diffi cultés rencontrées pour limiter la fracture ou fissure à la matière de soudure.
Il a alors été proposé d'employer un procédé chi mique. Ce procédé est, en particulier, applicable dès que les éléments sont séparés. Il peut aussi être uti lisé pour la dissolution complète de la matière de soudure sans séparation préalable. Toutefois, en rai son de la nature de la plupart des joints, la sépara tion par ce procédé est beaucoup trop longue pour être pratiquement utilisable.
Il s'ensuit que le besoin d'avoir un procédé pra tique de séparation de pièces réunies par une sou dure de verre dévitrifié a subsisté et que la présente invention a principalement pour but de répondre à ce besoin.
Le présent procédé est plus particulièrement des tiné à permettre la séparation du cône et de l'écran d'un tube à rayons cathodiques assemblés par une soudure de verre dévitrifié afin de faciliter leur récu pération.
Dans ce but, et pour répondre à d'autres condi tions, la présente invention a pour objet un procédé de séparation de pièces réunies par une soudure de verre dévitrifié caractérisé en ce que l'on forme un angle rentrant dans la soudure de verre dévitrifié, puis en ce que l'on applique des contraintes à cette soudure pour en provoquer la rupture.
Suivant une mise en oeuvre préférée, un cône et un écran de tube à rayons cathodiques sont séparés en enlevant une partie des cordons de la soudure pour former un angle rentrant, puis en appliquant par voie thermique des contraintes de rupture de la soudure.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une mise en aeuvre du procédé selon l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation d'une enve loppe de tube à rayons cathodiques avec les zones de soudure partiellement en coupe.
Les fig. 2, 3 et 4 sont des vues fragmentaires, en coupe et à plus grande échelle montrant les zones de soudure de la fig. 1 avant, pendant et après les opérations du procédé.
La fig. 5 est une vue en élévation d'un dispositif pour application à l'enveloppe de la fig. 1 d'un choc thermique.
La fig. 1 représente une enveloppe de tube à rayons cathodiques normale 10, composé d'un cône 12 et d'un écran 14 avec une mince couche de verre dévitrifié 16 assemblant leurs surfaces respectives de soudure 18 et 20.
Un tube à rayons cathodiques exige différents revêtements, des contacts électriques, un canon à électrons et d'autres accessoires ou éléments. Ces accessoires ne se rapportant pas ou n'étant pas direc tement intéressés par la présente invention ont été intentionnellement omis afin de faciliter la représen tation de l'invention.
La fig. 2, exagérée pour la représentation, mon tre plus clairement que la couche de verre de sou dure 16 dépasse ou est refoulée latéralement des bords du tube 10 pour former des cordons lisses, arrondis 22 et 22'. Ce type de joint géométrique est très recherché pour assurer la résistance maximum de l'enveloppe.
La première chose à faire pour séparer le cône 12 et l'écran 14 consiste à former un angle rentrant dans la couche de soudure 16, de préférence le long de sa surface extérieure en raison de son accessibilité. Cet angle peut être obtenu par de nombreux moyens mécaniques et/ou électriques. Toutefois, les cordons 22 et 22' tendent à gêner la détermination exacte de l'emplacement des surfaces périphériques 18 et 20 et des couches de soudure extrêmement fines existant entre ces surfaces. Le fait de ne pas avoir formé à l'endroit précis l'angle rentrant peut con duire à l'écaillage de la surface 18 ou 20 quand la fracture finale se produit.
La titulaire a établi que le procédé le plus sûr et le plus efficace est d'enlever complètement le cor don extérieur 22 par un décapage à l'acide nitrique. Ceci produit un angle rentrant 24, comme le montre la fig. 3, dans le joint placé entre les surfaces de soudure. Pour enlever par voie chimique le cordon 22 du tube 10, ce dernier est placé, la face tournée vers le bas, dans un bain d'acide nitrique (non repré senté) et plongé à une profondeur suffisante pour couvrir complètement la couche d'assemblage 16. Lorsque le cordon 22 a été enlevé de toute la péri phérie de la couche de soudure 16, ce qui ne doit pas exiger plus de 30 minutes, l'enveloppe 10 est retirée du bain, rincée et séchée.
Il est évident qu'en variante, le cordon intérieur 22' pourra être enlevé pour former un angle rentrant correspondant à celui représenté en 24. Ceci peut être réalisé en remplissant le tube d'acide pour recou- vrir le cordon 22'. Ceci peut également être obtenu en renversant le tube, avec l'écran placé à la partie supérieure, et en faisant monter l'acide dans le tube pour couvrir le cordon intérieur 22'. Dans le tube 10, il est généralement plus facile d'enlever le cor don extérieur qui est plus accessible. Dans d'autres objets où ce facteur a moins d'importance, on peut enlever l'un ou l'autre ou les deux cordons si on le désire.
Le bain acide peut être un bain d'acide nitrique chauffé de concentration 0,5 à 2,5 N et, de préfé rence, de 1,5 à 2,0N, est particulièrement efficace dans l'enlèvement des verres au borate généralement utilisés pour les soudures dévitrifiées. Dans le cas présent, une température du bain de 50 C est pré férable puisque des températures plus élevées tendent à produire la rupture de l'assemblage dans le bain lors de la formation de l'angle rentrant.
La formation de l'angle rentrant 24 affaiblit for tement le joint formé par la couche 16 et en permet la rupture par l'introduction de tensions relativement faibles dans la soudure. Les tensions peuvent être introduites par de nombreux moyens connus soit thermiques, soit mécaniques. Comme déjà dit, le choc thermique dans le bain d'attaque peut être effi cace dans certains cas. De même, le refroidissement ou le chauffage brusque de la surface de soudure par application d'eau froide ou d'eau chaude peu vent donner satisfaction. La condition essentielle est l'établissement d'un couple de flexion entre les piè ces produisant des contraintes de tension dans la partie attaquée par voie chimique de la couche de soudure.
Il a été établi que, dans le cas du tube repré senté à la fig. 3, le chauffage à la flamme de sa périphérie a donné de bons résultats. Cela permet d'établir un gradient thermique dans la zone de sou dure et une dilatation de la partie de l'écran créant des contraintes de tension dans la couche 16. Ceci provoque une rupture dans le joint affaibli, comme le montre la fig. 4.
La fig. 5 représente un dispositif appliquant un tel choc thermique au tube 10. L'enveloppe 10, dont le cordon 22 a été enlevé pour former l'angle 24, est placé sur les supports 30 fixés sur le plateau tournant 32. Ce plateau est monté sur une table ou sur un support quelconque 34 et mis en rotation par tout moyen approprié représenté schématique ment sur la figure et non décrit.
Les brûleurs 36, de préférence au nombre de 3, sont montés sur des supports verticaux 38, radiale- ment espacés. Les brûleurs 36, qui peuvent être alimentés au gaz à l'oxygène par une source non représentée, sont fixés et montés de façon à diriger la flamme contre l'arête supérieure de l'écran 14 lors de la rotation de l'enveloppe 10 et de la table tournante 32. Ordinairement, un chauffage de 3 mi nutes environ est suffisant pour obtenir la rupture d'un joint, telle que la fracture 26, qui provoque la séparation du cône 12 et de l'écran 14.
Le cône et l'écran séparés peuvent alors être enlevés et soumis aux opérations de nettoyage néces saires pour la récupération. Le verre de soudure dévitrifié est, de préférence, enlevé par voie chimi que des surfaces 18 et 20, pour l'obtention de surfa ces de soudure propres pour la nouvelle soudure.
Dans des variantes, pour des objets de forme dif férente, les deux surfaces de la soudure peuvent être chauffées pour provoquer la rupture. D'autre part, des jets d'eau chaude peuvent être plus efficaces ou plus commodes pour certains objets.
Method for separating parts joined together by a solder of devitrified glass The present invention relates to a process for separating pieces joined by a solder of devitrified glass. It relates in particular to the separation, for recovery purposes, of the cone and screen of cathode ray tubes welded by such a joint.
In the manufacture of such tubes as well as in other operations requiring the welding of elements, it is frequently preferable, if not essential, to provide an efficient recovery process for the part which fails for any reason in the manufactured product.
Prior to the development of devitrified glass gaskets, the assembly of the elements of a composite object was carried out using relatively soft, low-melting solder glass. The elements welded according to this process can be easily separated by heating to the welding temperature to soften the welding glass and allows separation to be mechanically.
In a solder of devitrified glass, however, the solder material melts at a temperature much higher than the solder temperature and frequently above the deformation temperature of the elements. It follows that the separation processes used up to now are inapplicable with this type of welding, particularly when it comes to glass elements, which leads to the need for new separation or recovery processes. .
It has already been proposed to separate the welded parts according to this process, either by sawing through the joint with a diamond saw, or mechanically by causing a fracture therein. The first process is relatively expensive and therefore inapplicable in many cases. The latter process can pose a serious problem when it comes to glass or ceramic elements because of the difficulties encountered in limiting the fracture or crack in the solder material.
It was then proposed to use a chemical process. This process is, in particular, applicable as soon as the elements are separated. It can also be used for the complete dissolution of the solder material without prior separation. However, due to the nature of most gaskets, separation by this process is far too long to be practically usable.
It follows that the need for a practical process for separating parts joined together by a hard pore of devitrified glass has remained and that the present invention is mainly aimed at meeting this need.
The present method is more particularly designed to allow the separation of the cone and the screen of a cathode ray tube assembled by a solder of devitrified glass in order to facilitate their recovery.
For this purpose, and to meet other conditions, the present invention relates to a process for separating parts joined by a solder of devitrified glass characterized in that an angle is formed in the solder of devitrified glass , then in that stresses are applied to this weld to cause it to break.
According to a preferred embodiment, a cone and a cathode ray tube screen are separated by removing a portion of the beads from the weld to form a nip point, then by thermally applying fracture stresses to the weld.
The appended drawing represents, by way of example, an implementation of the method according to the invention. Fig. 1 is an elevational view of a cathode ray tube casing with the weld areas partially in section.
Figs. 2, 3 and 4 are fragmentary views, in section and on a larger scale showing the weld areas of FIG. 1 before, during and after the process operations.
Fig. 5 is an elevational view of a device for application to the casing of FIG. 1 from thermal shock.
Fig. 1 shows a normal cathode ray tube casing 10, composed of a cone 12 and a screen 14 with a thin layer of devitrified glass 16 joining their respective solder surfaces 18 and 20.
A cathode ray tube requires various coatings, electrical contacts, an electron gun, and other accessories or parts. These accessories not relating or not being directly interested in the present invention have been intentionally omitted in order to facilitate the representation of the invention.
Fig. 2, exaggerated for the representation, my being more clearly that the layer of hard sulfur glass 16 protrudes or is pushed back laterally from the edges of the tube 10 to form smooth, rounded beads 22 and 22 '. This type of geometric seal is in great demand to ensure maximum resistance of the envelope.
The first thing to do to separate the cone 12 and the screen 14 is to form an angle re-entering the solder layer 16, preferably along its outer surface because of its accessibility. This angle can be obtained by numerous mechanical and / or electrical means. However, the beads 22 and 22 'tend to interfere with the exact determination of the location of the peripheral surfaces 18 and 20 and of the extremely thin solder layers existing between these surfaces. Failure to form the nip point at the precise location may lead to chipping of surface 18 or 20 when the final fracture occurs.
The licensee has determined that the safest and most efficient procedure is to completely remove the outer corn 22 by nitric acid pickling. This produces a re-entrant angle 24, as shown in fig. 3, in the joint placed between the welding surfaces. To chemically remove the bead 22 from the tube 10, the latter is placed, the side facing down, in a nitric acid bath (not shown) and immersed to a sufficient depth to completely cover the assembly layer. 16. When the bead 22 has been removed from the entire periphery of the solder layer 16, which should not require more than 30 minutes, the casing 10 is removed from the bath, rinsed and dried.
Obviously, alternatively, the inner bead 22 'could be removed to form a nip angle corresponding to that shown at 24. This can be done by filling the tube with acid to cover the bead 22'. This can also be achieved by inverting the tube, with the screen placed at the top, and causing the acid to rise up the tube to cover the inner bead 22 '. In tube 10, it is generally easier to remove the outer horn which is more accessible. In other objects where this factor is less important, one or the other or both cords can be removed if desired.
The acid bath can be a heated nitric acid bath of 0.5 to 2.5 N concentration and, preferably 1.5 to 2.0N, is particularly effective in the removal of commonly used borate glasses. for devitrified welds. In the present case, a bath temperature of 50 ° C. is preferable since higher temperatures tend to cause the assembly to break in the bath during the formation of the nip point.
The formation of the re-entrant angle 24 strongly weakens the joint formed by the layer 16 and allows it to be broken by introducing relatively low stresses into the weld. The tensions can be introduced by numerous known means, either thermal or mechanical. As already said, thermal shock in the etching bath can be effective in some cases. Likewise, the sudden cooling or heating of the weld surface by application of cold water or hot water can be satisfactory. The essential condition is the establishment of a bending torque between the parts producing tensile stresses in the chemically etched part of the weld layer.
It has been established that, in the case of the tube shown in FIG. 3, the flame heating of its periphery has given good results. This makes it possible to establish a thermal gradient in the hard seam area and an expansion of the part of the screen creating tensile stresses in the layer 16. This causes a rupture in the weakened joint, as shown in fig. 4.
Fig. 5 represents a device applying such a thermal shock to the tube 10. The casing 10, the cord 22 of which has been removed to form the angle 24, is placed on the supports 30 fixed on the turntable 32. This plate is mounted on a table or on any support 34 and rotated by any suitable means shown schematically in the figure and not described.
The burners 36, preferably 3 in number, are mounted on vertical supports 38, radially spaced apart. The burners 36, which can be supplied with oxygen gas from a source not shown, are fixed and mounted so as to direct the flame against the upper edge of the screen 14 during the rotation of the casing 10 and of the turntable 32. Ordinarily, heating for about 3 minutes is sufficient to achieve the rupture of a joint, such as the fracture 26, which causes the separation of the cone 12 and the screen 14.
The separate cone and screen can then be removed and subjected to the cleaning operations necessary for recovery. Preferably, the devitrified solder glass is chemically removed from surfaces 18 and 20 to obtain clean solder surfaces for the new solder.
Alternatively, for objects of different shape, both surfaces of the weld can be heated to cause fracture. On the other hand, hot water jets can be more effective or more convenient for certain objects.