CN1103202A - 电灯 - Google Patents

Abstract

本发明电灯的灯壳(20)气密密封，壳壁(21)由陶 瓷材料制成，灯壳内配有电气元件(30a，b)与至少一 经壳壁(21)中的引线通道(23a，b)引出灯壳外的电 源导线(31a，b)连接，此导线由两部分组成，第一部 分(32a，b)熔点较第二部分(33a，b)熔点高，这些部 分形成焊接点(36a，b)，各端(34a，b；35a，b)对置 着。第一部分熔合到至少一部分埋置在第二部分端 部的狭窄端(34a，b)，其长度L至少为过渡处的圆周 0的1/10。本发明的电灯电源导线的制造效率报 废率少。

Description

本发明涉及一种电灯，电灯的灯壳气密式密封，壳壁由陶瓷制成，灯壳内配置有一个电气元件，与至少一个电源导线相连接，电源导线经壳壁中的引线通道引出的灯壳外，它由两部分组成，第一部分熔点较高，第二部分熔点较低，这些部分形成焊接点，其各端彼此对置着。

从美国专利US    3，363，133可以了解到这种高压放电灯的情况。陶瓷材料壁在本说明书和权利要求书中是指由耐火材料制成的壁，例如，单晶金属氧化物，举例说，蓝宝石，多晶金属氧化物，举例说，半透明不透气的氧化铝（DGA）、钇铝石榴石（YAG）或氧化钇（YOX），或多晶非氧化物材料，例如氮化铝（AIN）。上述已知灯中，灯壳的壁是DGA制成的。灯壳构成放电容器，封闭着充有金属囟化物组成的填充物的放电空间。放电容器的主体部分呈管形，两个端部部分呈盘形，将管形部分的两端封闭住。电源导线在放电容器两端通过各端部部分中的引线通道引到放电容器外面。电源导线，其第一部分由钨制成，熔点为3680K，其第二部分由铌制成，熔点为2770K，第二部分与第一部分焊接起来。第一部分的两个端部延伸入放电空间中，用作一对电极，由此构成电气元件。

实用中形成上述两部分的焊接点的方法采用电阻焊（对焊）。这时将该两部分各个连接到电流源的一个极，然后将它们的端部彼此压在一起。两部分之间接触表面产生的热使熔点较低的部分熔化，从而与另一部分形成焊接点。

灯的陶瓷灯壳是用（预）烧结法在配备电源导线并将其气密固定之前制成的。通常，令电源导线通过配合间隙窄的引线通道，然后在引线通道与电源导线之间形成熔融陶瓷连接点，从而将放电容器按要求气密密封起来。

电源导线的两部分焊接在一起时，在两部分之间的界面往往变厚，这妨碍了电源导线放入或通入引线通道的过程。这使电源导线的报废率较高，从而对造价有负面影响。用机械方法除去变厚的部分，例如通过研磨，使制造工序更加麻烦。

要消除上述变厚现象可以限制焊接电流或较早地切断焊接电流。但在该情况下，报废率也高，因为目前在许多情况下不能可靠地焊接。

本发明的目的是提供减少本说明书开端所述的那一种灯的报废率的措施。

本发明为达到上述目的的电灯具有这样的特点：第一部分的端部呈鱼雷形，端部成尖头，该尖头可削平也可以不削平，在距过渡部位0.9L的位置，其圆周取另一个值01，01最大等于圆周的0的一半。

下面说明本发明的灯为什么可以降低报废率。电源导线的两部分的端部在电阻焊过程中彼此压在一起时，开始时彼此分享较小的接触表面。此外，由于第一部分狭窄的端部截面末端直径较小，因而待形成的焊接区的电阻较大。因此较小的焊接电流就足以熔化第二部分的材料。只要熔化的材料只有一点点，两部分彼此接触的面积就会小，焊接电流所流过的部位，其截面积也较小，因而产生的热量仍然大。随着第二部分熔融材料流到第一部分端部更远处，两部分结合在一起截面极小的接触表面和表面积成比例地增加。于是产生的热量减小。这样就较容易防止熔融的材料流到狭窄端以外，与该端形成变厚的部分，从而降低报废率。鉴于第一部分逐渐变窄的端部在焊接点完成之后至少有一部分埋置在第二部分的端部，因而两部分弯曲的接触表面较大，从而使两部分牢固连接。这一点有利，因为电源导线可以在制造过程中的其它工序中用机械方法装配上。这个装配可以在例如运输过程中和装配电源导线的过程中进行，电源导线若为了就位而在其中配备了衬片也可以承受机械负荷。

在产生的热量减小之后，在第二部分的材料冷却到固化之前的一段时间，材料会进一步流到第一部分的端部。若狭窄端的长度L小于圆周0的1/10，则由于焊接电流难以调节得使第二部分的材料及时固化，并使第一部分端部在第二部分的材料中埋置得足以使两部分牢固连接，因而不能很好地控制焊接过程。

此外，如第二部分的端部狭窄，若第一部分窄端的长度L小于圆周0的1/10，或若第一部分的端部不窄，焊接过程也不好控制。在这情况下，由于产生的热量减小得太迟，第二部分的材料在产生的热量减小之后也没有充分的时间固化。

应该指出的是，从文献中我们知道有一种灯壳由石英玻璃制成的灯，这种灯的电源导线由焊接在一起的部分构成。这种灯的灯壳是这样气密密封的：在软化状态下箍缩电源导线周围的石英玻璃，从而使石英玻璃的形状与电源导线吻合。

从上述文献中知道，有一种对焊棒条的方法，其中一根棒条的一端切成“尖”端。但在切割过程中，将该棒端箍缩在一起从而使在垂直于其箍缩的方法向上的直径加大，突出第一部分外。

本发明电灯的一个值得推荐的实施例具有这样的特点：第一部分呈鱼雷形，端部成尖头，可以削平也可以不削平，在距其过渡到第一部分处0.9L的位置，其圆周最大值01为圆周0的一半。在本实施例电灯的制造过程中我们发现，制出来的电源导线周边的形状极其均匀，焊接点的部位也是如此。这对熔融陶瓷在电源导线与引线通道之间的间隙的良好流通特别有利。因此这项措施使气密密封的质量既良好又可靠。

第一部分连同其鱼雷形的端部最好是从一根导线撕成的。不然第一部分也可以通过切割或锯割再在其后的另一步加工处理[例如TIG（钨极惰性气体保护电弧）焊接]中使其端部形成鱼雷形。第二部分可通过例如切割、锯割或撕裂制取。电源导线可以由例如两部分组成，第一部分由钨或钼制成，第二部分由铌或钽制成。

在本发明电灯的第一实施例中，电气元件由白炽体制成。灯壳中可充以例如稀有气体和卤化物，例如甲基溴。

在本发明电灯的另一个实施例中，电灯是个高压气体放电灯，其灯壳形成封装着充有可电离填充物的放电空间，电气元件则由电极形成。本发明采取的措施对高压放电灯特别有利。电源导线狭窄的配合间隙对这类灯，特别是金属囟化物灯，特别重要，这为的是防止填充物的组分聚积在电源导线在引线通道中遗留下来的真空空间。填充物组分聚积在引线通道中的空间会使灯的性能产生偏差。它还会使熔融的陶瓷受到侵蚀。

本发明电灯的电源导线制造时最好采用融合到与第一部分埋置在第二部分端部中的端部一模一样的另一端部的第一部分，这对灯的制造有这样的好处，即由于第一部分指向预定的方向投入生产过程，因而无需防止报废。这在把电气元件固定到另一端的过程中还有这样的好处，即电阻焊用较小的电流就足以将电气元件焊接到电源导线上。这样，电气元件的直径就可以取得较小而不致在焊接过程中熔融。另外一个好处是在焊接过程中从焊接点蒸发的材料较少。材料在焊接过程中蒸发是不利的，因为它通常在电极上凝结下来。灯工作的过程中冷凝在电极上的材料可能会再次蒸发然后沉积在放电容器壁上，从而降低光的输出量。

现在参照本发明电灯的附图更详细地说明上述和其它方面。

图1A是灯壳中的电气元件由一对电极形成的电灯端部部分的纵剖面。

图1B示出了图1A的细节。

图2A至2C示出了焊接点在图1A电灯电源导线各部分之间的形成过程。

图1A示出了配备有灯壳20的电灯，壳壁21由DGA陶瓷材料制成。在所述的实施例中，该电灯是个高压放电灯，其灯壳20形成放电容器将充有可电离的填充物的放电空间以气密的方式封闭起来。这里放电空间充有汞和囟化物混合的填充物，更具体地说是碘化钠、碘化铊和碘化镝等金属囟化物。第一和第二电极30a、b配置在放电空间22中，与第一和第二电源导线31a、b相连接。电源导线31a、b各个通过壳壁中的引线通道23a、b引到外面，引线通道23a、b由陶瓷材料管制成，在此情况下也由DGA制成，这些DGA一直烧结到放电容器20的端部24a、b。电源导线31a、b各个由两部分组成，第一部分32a、b的熔点较高，第二部分33a、b的熔点较低。在所示的实施例中，第一部分32a、b是钼棒熔点为2890K，第二部分33a、b是铌棒，熔点为2770K。第一和第二部分32a、b，33a、b的直径分别为700微米和720微米。引线通道的内径为760微米。

第一部分32a、b与面向第二部分33a、b的方向的端部35a、b形成焊接点36a、b（也参看图1B）。电源导线31a、b用熔融的陶瓷固定在管23a、b中，熔融的陶瓷25a、b从管23a、b背离电极30a、b的端部26a、b延伸到焊接点36a、b前大约1毫米的地方。

第一部分32a、b以500微米的长度L熔合入狭窄的端部34a、b。端部34a、b过渡到第一部分32a、b的部分其圆周0为2200微米。端部34a、b基本上全部埋置入第二部分33a、b的端部35a、b中。

狭窄端34a、b呈鱼雷形，夹端削平。鱼雷形端在距过渡到第一部分32a、b        0.9L的距离处的圆周01为817微米，小于圆周0的一半。

我们制造了200个这种结构的电源导线，这些导线个个基本上都没有变厚的部分，便于放入引线通道中。这些电源导线的周边形状还很均匀。

电源导线31a、b的第一部分32a、b也在远离第二部分33a、b的一侧熔合到狭窄端37a、b中。电极30a、b都焊接到第一部分32a、b远离第二部分33a、b的另一端37a、b上。电极30a、b由钨棒制成，直径为300微米，各个在其指向放电空间22的端部部分都配备有线圈。为了制造电源导线31a、b，在电极30a、b焊接到第一部分32a、b与其埋置在第二部分33a、b的端部35a、b相同的另一端37a、b之前采用第一部分32a、b。

根据对灯实际制造过程中出现的各个力进行研究的结果得出结论：焊接点的强度至少应为14.5mNm（毫牛顿米）。我们就上述电源导线中的六个测定了其弯曲强度。第二部分夹在焊接点的正下方，第一部分上加上了一个径向力。我们测出了在多大的力矩下第一部分相对于第二部分弯曲。经发现，达到此目的所需要的力矩为15.0mNm左右。

为进行对比，我们将电源导线的第一部分的端部制成平端或削平。我们发现，这些电源导线有很大的一部分，即20%至50%不能放入引线通道中。此外在许多情况下没有牢靠的焊接点。在这些情况下，电源导线在微不足道的机械负荷下（例如在运输过程中）就已知崩溃。其余电源导线的弯曲强度仅为13.4mNm。

此外，第一部分由钼制成、直径D为700微米、端部呈鱼雷形、长度L为350微米的电源导线也能获得令人满意的结果。鱼雷形端部过渡到第一部分处的圆周0为2200微米。鱼雷形端部距过渡到第一部分0.9L距离处的圆周01约为940微米。第二部分由铌制成，直径为720微米。

图2A示出了第一和第二部分32、33在焊接作业开始时的情况。各部分32、33的接触表面积38较小，最小截面39的面积也较小，因而电阻较大。接触表面38和最小截面39分别用较粗的线和虚线表示。焊接电流取某预定值时，产生的热量相当大，足以使第二部分的材料熔化。

经过一段时间之后，第二部分33的材料已遍布第一部分32的狭窄端34（见图2B）。接触表面积38和最小截面的面积39增加了，因而电阻和从而所产生的热在恒定的焊接电流下减小。

从图2C中可以看到，焊接完毕之后，第一部分32的狭窄34埋置在第二部分33面向第一部分32的第二部分33中。由于在焊接过程中产生的热减少，因而取预定的焊接电流就不难防止焊缝周围变厚。各部分32、33的接触表面较大且弯曲，这使两部分32、33之间形成强劲的结合。

Claims (3)

1、一种电灯，电灯的灯壳气密式密封，壳壁由陶瓷材料制成，灯壳内配置有一个电气元件，至少有一个电源导线与该电气元件相连接，电源导线经壳壁中的引线通道引出外壳外，它由两部分组成，第一部分熔点较高，第二部分熔点较低，这些部分形成焊接点，其各端对置着，该电灯的特征在于，第一部分熔合到一个狭窄端中，该狭窄端过渡到第一部分处的圆周为0，狭窄端的长度L至少为圆周0的1/10，该狭窄端至少一部分埋置在第二部分的端部中。

2、如权利要求1所述的电灯，其特征在于，第一部分的端部呈鱼雷形，端部成尖头，可以削平也可以不削平，该尖头在距过渡部位0.9L处的圆周取另一值01，01的大小最多为圆周0的一半。

3、如权利要求1或2所述的电灯，其特征在于，电灯是个高压放电灯，电灯的灯壳形成充有可电离的填充物的放电容器，电气元件由电极形成。

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