DE1158793B

DE1158793B - Method for soldering the grid wires of a cross-grid type tension grid

Info

Publication number: DE1158793B
Application number: DES60282A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-10-16
Filing date: 1958-10-16
Publication date: 1963-12-05

Description

Verfahren zum Verlöten der Gitterdrähte eines Spanngitters nach Kreuzgitterart Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlöten der Gitterdrähte eines Spanngitters nach Kreuzgitterart für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere Scheibenröhren, bei dem mindestens zwei Lagen paralleler Drähte aus Wolfram, Molybdän od. dgl. unmittelbar so übereinander angeordnet sind, daß die Drähte verschiedener Lagen. einen beliebigen Winkel miteinander bilden, an den Kreuzungspunkten miteinander verlötet sind und u. a. dazu jeweils einen überzug aus mindestens einem Metall besitzen.Method for soldering the grid wires of a tension grid according to the cross-grid type The invention relates to a method for soldering the grid wires of a tension grid cross-grid type for electrical discharge vessels, especially disc tubes, with at least two layers of parallel wires made of tungsten, molybdenum or the like directly are arranged one above the other so that the wires are in different layers. any Form angles with each other, are soldered together at the crossing points and i.a. to each have a coating of at least one metal.

Plangitter der geschilderten Art haben sich in Scheibenröhren außerordentlich gut bewährt. Solche Gitter zeigen beim Betrieb der Röhren neben besten mechanischen und wärmeleitungsmäßigen Eigenschaften verschwindend kleine Induktivitäten. Es lassen sich mit ihnen Grenzfrequenzen erreichen, die mit anderen nicht punktweise verlöteten Gittern bei weitem nicht erreichbar sind. Zum Verlöten der gemeinsamen Kreuzungspunkte der Gitterdrähte ist es zur Vereinfachung des Verfahrens und zur Erzielung sehr exakter Gitter im allgemeinen notwendig, daß der Gitterdraht auf seiner gesamten Länge mit einem lötfähigen Überzug versehen wird, der dann beim Löten zum Schmelzen gebracht wird. Derartige Metallüberzüge haben jedoch sehr häufig den Nachteil, daß sie im Betrieb durch starke Erwärmung, sei es durch ihren geringen Abstand zur Kathode oder durch Strombeaufschlagung des Gitters, eine erhebliche Temperatur erreichen, bei der die Metallüberzüge verdampfen können. Man wählt deswegen für solche Überzüge Metalle relativ hohen Schmelzpunktes, wie z. B. Gold. Andererseits darf jedoch der Schmelzpunkt wiederum nicht so hoch liegen, daß der Wolframdraht, der ja beim Spanngitter bis zu einer beträchtlichen Zugfestigkeit beansprucht wird, schädliche Umkristallisationen erleidet. Man ist deswegen an eine maximale Temperatur gebunden, die möglichst 1.000° C nicht überschreiten soll. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, für den Lötvorgang Metalle mit hohem Dampfdruck, d. h. Metalle, die bei derartigen Betriebstemperaturen in einem Vakuum von 10-s Torr und niedriger durch ihre Verdampfung bereits stören, zu vermeiden und trotzdem eine Herstellung solcher Gitter bei Temperaturen unterhalb 1000° C zu ermöglichen.Planar lattices of the type described have proven themselves extraordinarily in disc tubes well proven. Such grids show the best mechanical in addition to the operation of the tubes and heat conduction properties, vanishingly small inductances. Leave it With them you can reach limit frequencies that are not soldered point by point with others Grids are nowhere near attainable. For soldering the common crossing points of the grid wires is there to simplify the process and achieve a great deal more exact grid generally necessary that the grid wire on its entire Length is provided with a solderable coating, which then melts during soldering is brought. However, such metal coatings very often have the disadvantage that they are heated up during operation, be it because of their short distance from the cathode or by applying current to the grid, reach a considerable temperature, in which the metal coatings can evaporate. That is why one chooses for such coatings Metals of relatively high melting point, such as. B. Gold. On the other hand, however, the Melting point, in turn, is not so high that the tungsten wire, which is in the tensioning grid stressed to a considerable tensile strength, harmful recrystallizations suffers. You are therefore bound to a maximum temperature of 1,000 ° if possible C should not exceed. It is therefore the object of the invention for the soldering process Metals with high vapor pressure, d. H. Metals that work at such operating temperatures in a vacuum of 10-s Torr and lower already interfere with their evaporation, to avoid and still produce such grids at temperatures below 1000 ° C to enable.

Erreicht wird dies bei einem Verfahren zum Verlöten der Gitterdrähte eines Spanngitters nach Kreuzgitterart für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere Scheibenröhren, bei dem mindestens zwei Lagen paralleler, in ihrer gesamten Länge mit einem lötfähigen Metallüberzug versehenen Drähten aus Wolfram, Molybdän od. dgl. unmittelbar so übereinander angeordnet sind, daß die Drähte verschiedener Lagen einen beliebigen Winkel miteinander bilden, nach der Erfindung dadurch, daß die Gitterdrähte zweier sich berührender Lagen mit unterschiedlichen, jedoch innerhalb ein und derselben Lage gleichen Metallüberzügen versehen und die überzugsmetalle so ausgewählt sind, daß die Gitterdrähte an den jeweiligen Kreuzungspunkten durch Erhitzen auf weniger als 1000° C unter Bildung einer an sich bekannten Lotlegierung aus Titan mit noch mindestens einem weiteren hochschmelzenden Metall, insbesondere Kupfer oder Nikkel, das mit Titan unterhalb 1000° C eine zum Verlöten erforderliche, flüssige Phase bildet und noch keinen für ein Vakuum von 10-s Torr und niedriger störenden Dampfdruck besitzt, verlötet werden.This is achieved in a method for soldering the grid wires a tension grid of the cross grid type for electrical discharge vessels, in particular Disc tubes, in which at least two layers of parallel, in their entire length wires made of tungsten, molybdenum or the like provided with a solderable metal coating Like. Are arranged directly one above the other that the wires of different layers form any angle with each other, according to the invention in that the Grid wires of two touching layers with different but within one and the same layer provided the same metal coatings and the coating metals are selected so that the grid wires at the respective crossing points through Heating to less than 1000 ° C with the formation of a solder alloy known per se made of titanium with at least one further refractory metal, in particular Copper or nickel, which with titanium below 1000 ° C is a required for soldering, liquid phase forms and not yet for a vacuum of 10-s Torr and lower has disturbing vapor pressure, be soldered.

Kupfer und Nickel sind deshalb besonders geeignet, weil bekanntermaßen mit Titan Kupfer bereits bei 875° C und Nickel bei 955° C eine flüssige Phase bildet.Copper and nickel are particularly suitable because they are known forms a liquid phase with titanium, copper already at 875 ° C and nickel at 955 ° C.

Darüber hinaus ist es bekannt, Systemteile von elektrischen Entladungsgefäßen aus Wolfram oder Tantal durch Widerstandserhitzung oder Bogenentladung unter Aufstreichen von aufgeschlämmten mit z. B. Eisen- oder Nickelpulver vermischtem Zirkoniumpulver miteinander zu verlöten. Dieses bekannte Verfahren ist aber zum Verlöten der Gitterdrähte von Kreuzspanngittern an ihren Kreuzungspunkten für Scheibenröhren wegen der geringen Abmessungen der Gitterdrähte und der trotzdem erforderlichen besonderen Exaktheit der Gitter, insbesondere der Kreuzungspunkte, nicht mehr anwendbar. Vielmehr würde bei Anwendung des erwähnten bekanntenVerfahrens, indem das betreffende Legierungs-P,ulver-Gemisch auf die Kreuzungspunkte der gewickelten Gitterdrähte aufgebracht würde, weil die Kreuzungspunkte an den Ausgangsdrähten vorher nicht bestimmbar sind, auf jeden Fall die Geometrie der sehr feinen Maschen bis zu geschlossenen Flächen verändert werden.In addition, system parts of electrical discharge vessels are known made of tungsten or tantalum by resistance heating or arc discharge with brushing of slurried with z. B. iron or nickel powder mixed zirconium powder to be soldered together. This well-known The procedure is for Soldering the grid wires of cross tension grids at their crossing points for disc tubes because of the small dimensions of the grid wires and the nonetheless required particular accuracy of the grids, especially the intersection points, no longer applicable. Rather, when using the known method mentioned, the relevant Alloy P, powder mixture on the crossing points of the wound grid wires would be applied because the crossing points on the output wires were not previously can be determined, in any case the geometry of the very fine meshes up to closed ones Surfaces can be changed.

In den Zeichnungen, die rein schematisch gehalten sind, ist in Fig. 1 die Ansicht eines nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Kreuzgitters und in Fig. 2 das Herstellungsverfahren eines solchen Gitters bei Anwendung einer zwischengefügten Folie dargestellt.In the drawings, which are kept purely schematic, in Fig. 1 shows a view of a cross grating produced by the method described and in FIG. 2 the method of manufacturing such a grating when using a shown between the inserted film.

Bei der Herstellung solcher Gitter geht man erfindungsgemäß z. B. von einer Lage titanisierter Drähte als erste Lage aus, auf die man dann die zweite Drahtlage entweder aus vernickelten oder verkupferten Drähten, also aus Drähten und einem anderen Metallüberzug, wickelt. Auf die titanisierte Lage wird fernerhin ein vernickelter oder verkupferter Wolframring, der später als Träger des Gitters dient, gelegt und diese zusammen auf eine solche Temperatur gebracht, daß die Legierungsbildung zwischenTitan und Kupfer bei 875° C oder zwischen Titan und Nickel bei 955° C entsteht. Die sich bildende flüssige Phase verlötet die einzelnen Gitterelemente, insbesondere an den Kreuzungspunkten, miteinander. Es ist klar, daß man die Kombinationen hinsichtlich der Metallüberzüge im Bedarfsfalle, insbesondere im Hinblick auf den gleichzeitig zu verlötenden Gitterträger, variieren kann, so daß man beispielsweise auch einen mit einem Titanüberzug versehenen Wolframring als Gitterträger auf die verkupferte oder vernickelte Drahtlage aufbringen kann.In the manufacture of such a grid one goes according to the invention, for. B. starting with a layer of titanized wire as the first layer, onto which the second is then applied Wire layer either made of nickel-plated or copper-plated wires, i.e. made of wires and another metal coating, wraps. The titanized layer is also applied a nickel-plated or copper-plated tungsten ring, which was later used as the carrier of the grid serves, placed and brought these together to such a temperature that the alloy formation between titanium and copper at 875 ° C or between titanium and nickel at 955 ° C. The liquid phase that forms brazes the individual grid elements, in particular at the crossing points, with each other. It is clear that one can consider the combinations the metal coatings in case of need, especially with regard to the simultaneously to be soldered lattice girder, can vary, so that, for example, one Tungsten ring with a titanium coating as a lattice support on the copper-plated or nickel-plated wire layer.

Legt man Wert darauf, daß in Abänderung des beschriebenen Verfahrens beide Drahtlagen mit dem gleichen, insbesondere mit einem Titanüberzug, versehen werden, dann kann, wie in Fig. 2 zu ersehen ist, eine zwischen den beiden Lagen eingefügte Folie äls Legierungspartner dienen. Man wickelt zunächst eine Drahtlage 1, legt die Folie 2 aus z. B. Nickel darauf und formt die Folie durch Aufdrücken mit einem geeigneten Hilfswerkzeug derart, daß sie zwischen den einzelnen Drähten der ersten Lage durchhängt, z. B. mit einem auf Lücke gewickelten Molybdändraht 3. Dann wird die zweite Lage titanisierten Drahtes 4 daraufgewiökelt. Die Folie berührt jetzt die eine Drahtlage jeweils nur auf einer Mantellinie der einzelnen Drähte und die andere Lage nur an den Kreuzungspunkten. Nur an diesen Berührungsstellen bildet sich jetzt bei geeigneter Temperatur die Legierung für die Kreuzungspunkte der Drähte und gleichzeitig für den aufgelegten Gitterrahmen 5 und führt i so zu einer punktweisen Verlötung. Je nach Art des Gittereinbaues in die Röhre kann erreicht werden, daß keine dieser legierten Stellen von der Kathode aus sichtbar ist. Nach dem Lötprozeß wird die übrigbleibende Folie in starkem Luftstrom durch mildes t Sanden oder durch geeignetes Beizen entfernt. Selbstverständlich kann auch bei diesem Verfahren die Wahl der Materialien für die einzelnen Teile abgewandelt werden, beispielsweise können auch die Drähte beider Lagen vernickelt oder verkupfert bzw. die Drähte der einen Lage vernickelt und die der anderen Lage verkupfert und die Folie jeweils aus Titan beschaffen sein. Die jeweilige Auswahl wird gegebenenfalls auf den Anwendungsfall abzustimmen sein.Is it important to change the procedure described both wire layers are provided with the same, in particular with a titanium coating then, as can be seen in Fig. 2, one can be between the two layers inserted foil serve as alloy partner. First you wind a layer of wire 1, places the film 2 from z. B. Nickel on it and forms the foil by pressing with a suitable auxiliary tool in such a way that it is between the individual wires the first layer sags, e.g. B. with a molybdenum wire wound with a gap 3. The second layer of titanized wire 4 is then wound onto it. The foil now only touches one layer of wire on one surface line of each Wires and the other layer only at the crossing points. Only at these points of contact The alloy for the crossing points is now formed at a suitable temperature of the wires and at the same time for the placed lattice frame 5 and thus leads to i point-wise soldering. Depending on the type of grid installation in the tube, it can be achieved ensure that none of these alloyed sites are visible from the cathode. To During the soldering process, the remaining foil is removed by a strong stream of air through mild t Sanded or removed by suitable pickling. Of course, this can also be used Process the choice of materials for the individual parts can be modified, for example The wires of both layers can also be nickel-plated or copper-plated or the wires of the one layer nickel-plated and that of the other layer copper-plated and the foil in each case be made of titanium. The respective selection is, if necessary, based on the application to be agreed.

Claims

PATENT CLAIMS-1. Method for soldering the grid wires of a tension grid cross-grid type for electrical discharge vessels, especially disc tubes, in which at least two layers of parallel, in their entire length with a solderable Metal coated wires made of tungsten, molybdenum or the like directly on top of each other are arranged so that the wires of different layers are at any angle with each other form, characterized in that the grid wires of two touching layers with different but identical metal coatings within one and the same layer provided and the coating metals are selected so that the grid wires to the respective crossing points by heating to less than 1000 ° C with formation a known solder alloy made of titanium with at least one other refractory metal, especially copper or nickel, with titanium underneath 1000 ° C forms a liquid phase required for soldering and not yet for has a vacuum of 10-g Torr and lower disturbing vapor pressure, soldered. will.

2. Modification of the method according to claim 1, characterized in that for soldering of the wires at the crossing points between those to be arranged directly one above the other Wires of the two layers a foil of such a metal that with the one for the Lattice wires of both layers form the same metal coating as a titanium alloy is inserted so that the foil only covers the wires of one layer along its entire length and touches those of the other layer only at the crossing points, and then after after heating to soldering temperature, the remaining part is removed from it in a known manner will.

3. The method according to claim 2, characterized in that when different The lattice wires only cover the entire length with the contact of the foil those wires are made whose coating with the foil represents the liquid phase (titanium alloy) forms at low temperature.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that that a metal foil on the wound first layer of those grid wires with a coating that forms a liquid phase with the film at the higher temperature forms, placed and in such a way by pressing with a suitable auxiliary tool is shaped so that the film sags between the wires on a gap, whereupon the Wrapping the wires of the second crossed layer just touch the foil comes about at the crossing points.

5. The method according to claims 2 to 4, characterized in that the foil used is made of titanium and the coatings of both Wire layers made of copper or nickel or that the coating of the a Layer made of copper and the other layer made of nickel.

6. The method according to claim 2 or 4, characterized in that the coatings of the wires of both layers are made of titanium and the slide off. Made of copper or nickel. Considered publications: British Patent No. 664,507; French Patent No. 1086609; UNITED STATES: U.S. Patent No. 2,674,542; M. Hansen, "Constitution of Binary Alloys," 1958, p. 1050, 1051 and 1062.