DD206460A3 - HEAT-CLEANING WELDING PROTECTION FILTER - Google Patents
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Abstract
DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN WAERMEREFLEKTIERENDES SCHUTZFILTER ZUR ANWENDUNG ALS AUGENSCHUTZMITTEL BEI DER AUSFUEHRUNG VON SCHWEISSARBEITEN. DER ERFINDUNG LIEGT DIE AUFGABE ZUGRUNDE, EIN WAERMEREFLEKTIERENDES SCHWEISSERSCHUTZFILTER MIT EINER HOHEN REFLEXION IM IR-BEREICH UND DAMIT GERINGEN EIGENERWAERMUNG BEIM SCHWEISSEN, EINER GUTEN MECHANISCHEN UND KORROSIONSBESTAENDIGKEIT, EINER HOHEN UV-BESTAENDIGKEIT UND EINER ERHOEHTEN REFLEXION IM SICHTBAREN BEREICH ZWECKS ERREICHUNG EINES KONTRASTARMEN SCHWEISSBADES BEIM BEOBACHTEN MITTELS EDELMETALLFREIER MATERIALIEN ZU SCHAFFEN. ES WURDE GEFUNDEN, DASS DIE AUFGABE IN IHRER GESAMTHEIT DURCH BEDAMPFEN EINES UEBLICHEN SCHWEISSERSCHUTZFILTERS MIT EINER EXTREM DUENNEN ALUMINIUMSCHICHT UND DARAUF MIT EINEM DIELEKTRISCHEN DOPPELSCHICHTSYSTEM ERFUELLBAR IST. DIE MATERIALIEN DER BEIDEN DIELEKTRISCHEN SCHICHTEN MUESSEN SICH DABEI IN IHREN HETEROPOLAREN UND HOMOEOPOLAREN BINDUNGSANTEILEN UNTERSCHEIDEN, WOBEI AUF DIE ALUMINIUMSCHICHT ERST DIE DIELEKTRISCHE SCHICHT EINES MATERIALS MIT DEM GERINGEREN HETEROPOLAREN BINDUNGSANTEIL (Z. B. ZRO UNTEN 2 ODER SIO) UND AUF DIESE SCHICHT DANN EIN MATERIAL MIT DEM HOEHEREN HETEROPOLAREN BINDUNGSANTEIL (Z. B. MGF UNTEN 2) AUFGEDAMPFT WIRD.The invention relates to a heat-reflecting protective filter for use as an antiperspirant in the performance of welding operations. THE INVENTION It is an object, A WAERMEREFLEKTIERENDES WELDING FILTERS WITH HIGH REFLECTION IN IR AREA AND SO LOW EIGENERWAERMUNG WELDING, A GOOD MECHANICAL AND corrosion resistance, A HIGH UV RESISTANCE and increased REFLECTION IN VISIBLE RANGE IN ORDER TO ACHIEVE A CONTRAST ARMS WELDING BATH WHILE WATCHING TO CREATE WITH PRECIOUS METAL-FREE MATERIALS. IT SHOULD BE FOUND THAT THE TASK IN ITS ENTIRE CIRCUMSTANCES IS CAPABLE OF BY A SUBSTANTIAL WELDING PROTECTION FILTER WITH AN EXTREMELY THIN ALUMINUM LAYER AND THEREFORE WITH A DIELECTRIC DOUBLE LAYER SYSTEM. THE MATERIALS OF THE TWO DIELECTRIC LAYERS HAVE TO DISTINCT IN THEIR HETEROPOLAR AND HOMOEOPOLAR BONDING COMPONENTS, WHICH ON THE ALUMINUM LAYER FIRST ARE THE DIELECTRIC LAYER OF A MATERIAL WITH THE LOWER HETEROPOLAR BONDING PART (FOR EXAMPLE, ZRO BOTTOM 2 OR SIO) AND THEREFORE ON THIS LAYER A MATERIAL WITH THE HEIGHT HETEROPOLAR BONDING PART (EG MGF BOTTOM 2) IS STEAMED.
Description
Internes Az.; 2/1A-Internal Az .; 2 / 1A
Warmereflektierendes SchweißerSchutzfilterHeat-reflecting welder protection filter
Di« Erfindung betrifft win wärmereflektierendes Schweißerschutzfilter zur Anwendung als Augenschutzmittel bei der Ausführung von Schweißarbeiten.The invention relates to a heat-reflecting welding protection filter for use as an eye protection agent in the execution of welding work.
Charakteristik derίv_be_kannten..Characteristic of the ίv _be_kannten ..
Übliche Schweißerschutzfilter, beispielsweise aus Glas, gewahren gegenüber der beim Schweißen auftretenden Wärmestrahlung, insbesondere im IB-Bereich von 780...2500 nm, nur einen geringen Schutz, Ermüdungserscheinungen der Augen des Schweißers bei Dauerbelastung, vor allem bei speziellen Schweißverfahren wie Inertgasschweißen, sind die Folge.Conventional welding protection filters, made of glass, for example, with respect to the heat radiation occurring during welding, in particular in the IB range of 780 ... 2500 nm, only a low protection, fatigue of the eyes of the welder under continuous load, especially in special welding processes such as inert gas welding, are the episode.
Dieser Mangel üblicher Schweißerschutzfilter kann u, a. durch Aufbringen dünner Metallschichten (z„ B. aus Gold oder Aluminium) auf die dem Auge abgewandten Seite vermindert werden«,This deficiency of conventional welding protection filters can u, a. by applying thin metal layers (eg "gold or aluminum) to the side away from the eye",
Neben der erforderlichen IR-Reflexion in dem genannten Bereich wird von einer solchen Beschichtung ferner erwartet, daß sie gegen chemische und mechanische Einflüsse beständig ist und sich letztendlicii die Schutzstufe des SchweißerschützfiltersIn addition to the requisite IR reflection in said region, such a coating is also expected to be resistant to chemical and mechanical influences and, ultimately, to the level of protection of the welder contactor filter
während seines Einsatzes nicht ändert.does not change during his mission.
So wird z. B9 nach der DE-AS 2 440 468 die warmereflektierende Schicht gegen mechanische Einflüsse durch eine zusätzliche Schutzscheibe geschützt und somit neben der Beschichtung ein technologischer bzw. fertigungstechnischer Mehraufwand in Kauf genommen.So z. B 9 according to DE-AS 2 440 468 the heat-reflecting layer against mechanical influences protected by an additional protective screen and thus taken in addition to the coating, a technological or manufacturing-technical overhead in purchasing.
Der anzustrebende Ersatz des Edelmetalls Gold durch Aluminium beispielsweise entfällt insofern, weil die mechanische und Korrosionsbeständigkeit des in den erforderlichen Schichtdicken aufgebrachten Aluminiums völlig unzureichend sind und sich dadurch der LichttransmissionsgradX und damit die Schutzstufe während des Einsatzes des Schweißerschutzfilters ändern., The desirable replacement of the noble metal gold by aluminum, for example, omitted in so far as the mechanical and corrosion resistance of the deposited in the required layer thicknesses aluminum are totally inadequate, and thereby it to change the light transmittance of X and the level of protection during use of the S c hweißerschutzfilters.
Für die Augen des Schweißers besonders schädigend gilt ein kontrastreiches Schweißbad. Als Maß eines kontrastarmen bzw. kontrastreichen Schweißbades beim Beobachten durch den SGtr,veißerschutzfilter kann die Reflexion im sichtbaren Bereich von 380,..780 nm angesehen werden, bei einer Goldbeschichtung ist sie z. B. noch relativ niedrig»Particularly damaging for the eyes of the welder is a high-contrast weld pool. As a measure of a low-contrast or high-contrast sweat bath when watching through the S G tr, antifreeze filter, the reflection in the visible range of 380, .. 780 nm are considered in a gold coating, it is z. B. still relatively low »
Es soll ein warme reflektierendes Schweißerschutzfilter geschaffen werden, welches die angeführten Nachteile nicht besitzt, ohne technologischen oder fertigungstechnischen Mehraufwand herstellbar ist und ein wirkungsvolles Augenschutzmittel bei der Ausführung von Schweißarbeiten darstellt.It should be created a warm reflective welder protection filter, which does not have the stated disadvantages, can be produced without technological or manufacturing overhead and represents an effective eye protection agent in the execution of welding.
des Wesens der Erfindung the nature of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundes ein wärmereflektierendes Schweißerschutzfilter mit einer hohen Seflexion imThe invention is based on the object s a heat-reflecting welder protection filter with a high Seflexion in
IR-Bereich von 780«..2500 nm zu schaffen, das auch eine hohe UV-Beständigkeit und eine erhöhte Reflexion im sichtbaren Bereich von 380... 78O nm. aufweisen soll.IR range of 780 ".. 2500 nm to create, which should also have a high UV resistance and increased reflection in the visible range of 380 ... 78O nm.
Brfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf eine Seite eines üblichen Schweißerschutzfilters aus Glas oder Plaste im Hochvakuum eine Aluminiumschient und darauf ein dielektrisches Doppelschichtsystem aufgedampft werden.According to the invention, the object is achieved in that an aluminum splitter and thereon a dielectric double-layer system are vapor-deposited on one side of a conventional welding protection filter made of glass or plastic in a high vacuum.
Die Materialien der beiden dielektrischen Schichten müssen sich dabei in ihren heteropolaren und homöopolaren Bindungsanteilen unterscheiden, wobei auf die Aluminiumschicht erst die dielektrioc ;e Schicht eines Materials mit dem geringeren heteropolaren Bindungsanteil aufgedampft wird und auf diese Schicht dann ein Material mit dem höheren heteropolaren B indungs ant eil.The materials of the two dielectric layers must differ in their heteropolar and homopolar binding components, with the dielectric layer only being deposited on the aluminum layer of a material having the lower heteropolar bond fraction, and then a material having the higher heteropolar bond is deposited on this layer eil.
Es hat sich herausgestellt, daß sich insbesondere ZrOp (ca. 67 Jo heteropolarer Bindungsanteil) und SiO (ca. 51 70 heteropolarer Bindungsanteil) für die auf die Aluminiumschicht dielektrische Schicht eignen, während MgFp (ca, 86 % heteropolarer Bindungsanteil) für die auf die erste dielektrische Schicht aufzubringende zweite dielektrische Schicht von Vorteil ist.It has been found that ZrOp (about 67 Jo heteropolar bonding fraction) and SiO (about 51 70 heteropolar bond fraction) are particularly suitable for the dielectric layer on the aluminum layer, while MgFp (about 86 % heteropolar bonding fraction) is suitable for the first dielectric layer to be applied second dielectric layer is advantageous.
Die Schichtdicke des Aluminiums liegt dabei vorteilhaft erweise zwischen 10. ..15 nm, die des ZrOp im Bereich von 100...800 nm,The layer thickness of the aluminum is advantageously between 10. .. 15 nm, that of the ZrOp in the range of 100... 800 nm,
die des SiO im Bereich, von 100...600 nm und die Schichtdicke des MgFp zwischen 100...500 nm.that of the SiO in the range from 100 to 600 nm and the layer thickness of the MgFp between 100 to 500 nm.
Die Bedampfung eines üblichen Schweißerschutzfilters im Hochvakuum mit einer extrem dünnen Aluminiumschicht und darauf mit einer erfindungsgemäßen dielektrischen Doppelschicht( z. B. ZεOp/MgF2 oder SiO/MgF2) erbringt die gewünschte hohe Beflexion im IR-Bereich von 780...2500 nm, hohe UV-Beständigkeit, erhöhte Reflexion im sichtbaren Bereich von 3&O...78O nm, gepaart mit einer guten mechanischen und Korrosionsbeständigkeit.The vapor deposition of a conventional welder protection filter in a high vacuum with an extremely thin aluminum layer and thereon with a dielectric double layer according to the invention (eg ZεOp / MgF 2 or SiO / MgF 2 ) yields the desired high reflection in the IR range of 780 ... 2500 nm , high UV resistance, increased reflection in the visible range of 3 & 0 ... 78O nm, coupled with good mechanical and corrosion resistance.
AüsführungsbeiapielA üsführungsbei a pie l
Die gereinigte Seite eines üblichen Schweißerschutzfilters aus Glas mit für einen Schweißerschutzhelm geeigneten Abmessungen wird in einer Hochvakuumbedampfungsanlage bei einem Druck vonThe cleaned side of a standard glass welding protection filter with dimensions suitable for a welder safety helmet is placed in a high vacuum evaporation plant at a pressure of
—1 1,33 mPa und einer Aufdampfgeschwindigkeit von 1 nm.s mit einer ca. 12 nm dicken Aluminiumschicht belegt. Ohne Unterbrechung des Bedampfungszyklüs wird auf die Aluminiumschicht zunächst eine ca. 550 nm dicke ZrOp-Schicht und darauf eine ca. 350 nm dicke MgF2-Schicht aufgedampft.-1 1.33 mPa and a vapor deposition rate of 1 nm.s coated with an approximately 12 nm thick aluminum layer. Without interrupting the Bedampfungszyklüs an approximately 550 nm thick ZrOp layer and thereon a 350 nm thick MgF 2 layer is deposited on the first aluminum layer.
Mehrere so erfindungsgemäß beschichtete, wärmer'eflektierende Schweißerschutzfilter wurden verschiedenen Untersuchungen im Labor und beim Inertgasschweißen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Zum Vergleich wurden übliche S^chweißerschutzfilter, mit Gold beschichtete und im Handel erhältliche Schweißerschutzfilter sowie mit Aluminium, aber ohne dielektrische Doppelschicht, beschichtete Schweißerschutzfilter den gleichen Untersuchungen unterzogen.Several so-called heat-reflecting welding protection filters coated in accordance with the invention were subjected to various investigations in the laboratory and during inert gas welding. The results are shown in Table 1. For comparison, conventional antiperspirant filters, gold-coated and commercially available antiperspirant filters, as well as antiperspirant filters coated with aluminum but without a dielectric double layer were subjected to the same tests.
232310 8232310 8
Tabelle 1: Ergebnisse der Untersuchungen an den erfindungsge— maß beschichteten (A), den üblichen (B), den mit Gold beschichteten und im Handel erhältlichen (G) und den nur mit Aluminium (D) beschichteten Schweiße] schutzfiltern aus GlasTable 1: Results of the tests on the coated (A) according to the invention, the conventional (B), the gold-coated and commercially available (G) and the aluminum (D) -coated welding] protective glass filters
relative Veränderung des Lichttransmissionsgrades nach UY-Bestrahlung gemäß DIN 4646/Teil 5 in % relative change in the light transmittance after UY irradiation according to DIN 4646 / Part 5 in %
. 1,0 4,5 1,2 50,3, 1.0 4.5 1.2 50.3
relative Veränderung des Lichttransmissionsgrades T als Maß der mechanischen Beständigkeit ' in % relative change in light transmission T as a measure of mechanical resistance in %
1,0 1,0 48,2 100,01.0 1.0 48.2 100.0
relative Veränderung der Reflexion bei 502 nm als Maß der Korrosionsbeständigkeit-" in % relative change in reflection at 502 nm as a measure of corrosion resistance- " %
4,0 0,3 2,0 60,94.0 0.3 2.0 60.9
Eigenerwärmung beim Inertgasschweißen im Dauerbetrieb in 0CSelf-heating during inert gas welding in continuous operation at 0 C
30,0 70,0 35,030.0 70.0 35.0
Erläuterungen zur Tabelle 1:Explanatory notes to Table 1:
1) Aufgrund der Untersuchungsergebnisse bei den lfd. Nr. 3, 4 und 5, die belegen, daß ein nur mit Aluminium beschichtetes Sciiweißerschutzfilter nicht verwendet werden kann, wurde auf die Untersuchungen gemäß lfd. Nr. 1, 2 und 6 'verzichtet.(1) Based on the results of tests in items 3, 4 and 5, which show that an aluminum-coated antiperspirant filter can not be used, the examinations according to paragraphs 1, 2 and 6 'were omitted.
2) Die BeSchichtungen der Schweißerschutzfilter bzw. eine Seite eines üblichen Schweißerschützfilters wurden 1 min mit einem rotierenden Gummistopfen von 30 mtn Durchmesser2) The coatings of the welding protection filters or one side of a standard welding contactor filter were used for 1 min with a rotating rubber stopper of 30 mtn diameter
—Ί-Ί
und einer Umdrehung von 500 U6min sowie einer Belastung von 2 kp behandelt. Die Messung des LichttransmissionsgradesTerfolgte vor und nach dieser mechanischen Behand-1 ung.and a revolution of 500 U 6 min and a load of 2 kp treated. The measurement of the light transmittance occurred before and after this mechanical treatment.
3) Die Schweißerschutzfilter wurden bei Normalbedingungen3) The S c hweißerschutzfilter were under standard conditions
30 min in Wasser gekocht, die Reflexion wurde jeweils vor und nach dem Kochen mit einem Leukometer des VEB Carl Zeiss Jena gemessen.Boiled for 30 minutes in water, the reflectance was measured before and after boiling with a Leukometer of VEB Carl Zeiss Jena.
Aus den Untersuchungen folgt, daß nur mit dem erfindungsgemäß beschichteten Schweißerschutzfilter die Anforderungen in ihrer Gesamtheit erfüllt bzw« im Vergleich zur Beschichtung mit Gold gleiche oder bessere V/er te erreicht werden.It follows from the investigations that the requirements in their entirety are met only with the welding protection filter coated according to the invention, or the same or better V / er than the coating with gold is achieved.
So erfolgt im IR-Bereich von 780...2500 nm eine hohe Beflexion und somit eine niedrige Eigenerwärmung des erfindungsgemäßen wärmereflektierenden Schweißerschutzfilters bei Schweißarbeiten im Dauerbetrieb.As is done in the infrared range of 780 ... 2500 nm high Beflexion and thus a low self-heating of heat-reflecting S c hweißerschutzfilters invention during welding work in continuous operation.
Die hohe Heflexion des erfindungsgemäßen wärmereflektierenden Schweißerschutzfilters im sichtbaren Bereich von 380...7&0 nm ermöglicht ein kontrastarmes Beobachten des Schweißbades.The high Heflexion of the heat-reflecting welder protection filter according to the invention in the visible range of 380 ... 7 & 0 nm allows a low-contrast observation of the weld pool.
Aufgrund der hohen UV-Beständigkeit werden die Anforderungen an ein wirkungsvolles Augenschutzmittel bei der Ausführung von Schweißarbeiten erfüllt.Due to the high UV resistance, the requirements for an effective eye protection product are fulfilled when carrying out welding work.
Die gute mechanische und Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäßen wärmereflektierenden Schweißerschutzfilters gewährleisten, daß sich die Schutzstufe nicht ändert. Ein technologischer oder fertigungstechnischer Mehraufwand für den Schutz der Beschichtung ist nicht erforderlich.The good mechanical and corrosion resistance of the heat-reflecting welder protection filter according to the invention ensure that the protection level does not change. A technological or manufacturing overhead for the protection of the coating is not required.
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