DE1796038A1

DE1796038A1 - Verfahren zum Verschweissen von Werkstoffen mit Glas oder aehnlichen Stoffen

Info

Publication number: DE1796038A1
Application number: DE19681796038
Authority: DE
Inventors: Alexandre Milochevitch; Maurice Roulot
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1967-09-01
Filing date: 1968-08-21
Publication date: 1972-02-17
Also published as: GB1228451A; NL6812361A; BE719844A; US3607176A

Description

DIPL..ING. H. LEINWEBER dipping. H. ZIMMERMANN Posttdiedc-Konto: Bank-Konto: Telefon Tel.-Adr. München 22045 Dresdner Bank AG. MHachaR München 2, MarfenplaU, Kto.-Nr. »2790

Erb/WSd

• München 2, Rosental 7, 2. Autg. (Kuitermann-Paiiag·)

^den 21. August 1968

COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE, Paris/Frankreich

Verfahren zum Verschweißen τοη Werkstoffen mit Glas

oder ähnlichen Stoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von Glas mit Glas, zum Verschweißen von Metallteilen mit Glas oder ähnlichen Stoffen sowie ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauteile wie Elektronenröhren und insbesondere Farbfernsehröhre^

Es ist bekannt, Verschweißungen τοη Quarz mit Quarz mittels Laserstrahlen ohne Materialzugabe von außen durchzuführen. Dieses bekannte Verfahren gestattet jedoch nicht die Verschweißung von Stoffen wie Glas, da der Laserstrahl thermische Spannungen erzeugt, welche in der Nähe der Schweißstelle Zerstörungen dieser Stoffe zur Folge haben.

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches die Verschweißung von Stoffen, in denen

- 2 209808/0656

ORIGINAL INSPECTeD

starke thermische Spannungen auftreten können, gestattet und bei welchem Verformungen und Zerstörungen der Struktur dieser Stoffe in Nähe der Schweißstelle auf ein Minimum reduziert werden·

Ferner soll das erfindungsgemäße Verfahren Schweißungen gestatten, die keine Verschmutzungen aufweisen und bei denen die geschmolzenen Zonen eine möglichst geringe Stärke besitzen, ohne daß die Schweißstücke hierzu übermäßig erhitzt werden müssen»

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Schweißen von Werkstücken zu schaffen, die aus einem Stoff bestehen, in dem thermische Spannungen auftreten können, wobei zwischen die Schweißstücke Metallteile einlegbar sind, die durch die Hitze beschädigt werden können und deren Beschädigungen auf eine möglichst kleine Zone beschränkt bleiben sollen, so daß die physikalischen Eigenschaften dieser Metallteile außerhalb der Schweißstelle unverändert bleiben«

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgeMäße Schweißverfahren insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die

-3· 208808/0655

BAD ORIGINAL

beiden Werkstücke auf eine Temperatur erhitzt werden, die der Temperatur nahekommt, "bei welcher sich diese iiierkstücke im teigigen Zustand befinden, anschließend durch einen elektromagnetischen Strahl hoher Energiedichte miteinander verschweißt und schließlich allmählich abgekühlt werden»

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Befestigung von fadenförmigen Metallkörpern an Körpern aus Stoffen, wie Glas oder dgl., das insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Ende dieser fadenförmigen Körper zwischen die Glasteile gelegt wird, welche anschließend mittels eines elektromagnetischen Strahls hoher Dichte durch örtliches Schmelzen des an diesem Ende der fadenförmigen Körper gelegenen Randes der Glasteile miteinander verschweißt werden·

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt ein weites Anwendungsgebiet, insbesondere ist es jedoch zur Herstellung von optischen Geräten, Gas- oder Vakuumröhren, in der Elektronik verwendeten Röhren und insbesondere Fernsehröhren anwendbar. Bei der Herstellung von Fernsehröhren allgemein stellen sich ähnliche Pro-

- 4-209808/065B

bleme wie bei der Herstellung von Elektronenröhren. Bei der Herstellung von Farbfernsehrörhren und insbesondere von Höhren mit Gitter treten jedoch eine iteihe spezieller Probleme auf, die sich bei der Herstellung des Gitters selbst und bei dem Einsetzen des Gitters in die Bildröhre ergeben.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb auch, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die bei der Herstellung solcher Gitter und ihrer Anbringung in den Röhren auftretenden Probleme gelöst werden können, Lie Erfindung gestattet ferner ^uch die ^uerstellun. von Gittertypen, die bisher nicht herstellbar waren, da jede an der Röhre vorgenommene Schweißung '/erformungen an dem Jitter zur Folge hatten.

Liel .er Erfindung ist ferner ein Verfahren, welches die umhüllung von faden—förmigen Körpern mit »Stoffen, wie Glas oder dgl., ohne Beschädigung eines der ttnaon dieser fadenförmigen Körper gestattet. Dieses Verfahren ist beispielsweise zur Herstellung

- 5 ~ 209808/0655 : .

von Durchführungen in Trennwänden anwendbar, durch welche elektrischer Jtrom in Kammern gleitet werden kann, in denen wie bei manchen Elektronenröhren beispielsweise in der Technik der Kleinbauweise eine neutrale Atmosphäre oder Vakuum besteht.

In verschieben Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Vakuum- oder Gaslampen, Elektronenoder Fernsehröhren, kann es erforderlich sein, einen Metallfaden durch eine Glaswand hindurchzuführen und diese Durchführung zu verschweißen und zu verschließen, ohne das he.·-ausragende Ende dieses Fadens, das als elektrischer Anschlußkontakt dienen soll, zu beschädigen.

Ziel der Erfindung ist deshalb auch ein Verfahren zum Verschließen derartiger Durchführungen zu schaffen, bei dem das herausragende Ende des durch die Glaswand hindurchgeführten Metallfadens nicht beschädigt wird»

Schließlich betrifft die Erfindung ein Schweißverfahren, bei dem der Nachteil der Bildung von Kristo-

- 6 209808/0655

balith in Nähe der Schweißstelle, was in manchen Fällen beim einfachen Vorwärmen im Ufen der Fall ist, verringert wird*

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, von Beispielen, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Auf diesen Zeichnungen zeigt: Fig. 1 ein Arbeitsschema einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 einen Schnitt durch die Verbindungszone zweier Körper, die unter Einfügung eines Metallkörpers miteinander verschweißt werden sollen. Fig. 3 eine Darstellung des ^ustandes dieser Körper nach dem Verschweißen;

Fig. 4 eine Abwandlung von Fig. 3;
Fig. 5 eine Abwandlung des hergestellten Körpers; Fig. 6 eine abgewandelte Durchführungsart der Erfindung; Fig. 7 einen Schnitt durch den bei der Durchführungsart

gemäß Fig. 6 erhaltenen Körper; Fig. 8 einen Schnitt durch zwei Werkstücke, die unter Einlegung eines fadenförmigen Metallkörpers miteinander verschweißt werden sollen;

209808/0655 "⁷~

Fi:z» 9 eine Darstellung do-; uu;v langes dieser .»erkstücke nach dem Versen. ei.i<^i,;

Fig. 10 einen Schnitt durch die tferUnaun/szone zwei nerkotücke, die vor._:ev.är ..t und durch zwei oder mehr als zwei /ei renn^: Strahlen verschweißt werden sollen;

Fi./. Heine Anwendung des eriinur; ;■ om^:äß^n Verfa.--3Λ ns auf die iierste]iu",j._ von r'-i*2::;ei.rö:i]-ei: ;r.it utter ο

/i;r. 1 zeigt bine Vorrichten/ ::ur JurH;i Uhrung des Verfahrens ;:uk Vorouhv.ei.¹; ^r vor. r..'.ei jjasplatterir

Lv.ei Hatten 4 und 3 ...;r:e; in rira-jj: ufe/i 10 ütereinander auf einen sjiie :.ui iscii -j.'ir "L-^lbli *<;i: ,ä ^e r 12 /elegt.»

11:- dein ufe;i 10 kai:].- .Ai oin,;r oy^-aiore/ji-'i, reduz'er-;:iden oder neutralen Atmoäi !:"i]t, h-einr.i :1sweise mit Ar..on, ein Druck erze ;.;i >vei 'υ:. Γ(-.·:ί:·:Γ kann der l)r:ck im Ofen auch Jt Sauerstoff er::e-^/t werien, woLe: man Schweißstellen eri:^:ält_f deren Ui erflache mit einer Üxydschicht bedeciri j;-1, .velcr-¹

- G -209808/0655

später als Schutzschicht dient·

Der Ofen 10 ist mit einem Fenster 11 versehen, durch welches ein starker elektromagnetischer Strahl, "beispielsweise ein Laserstrahl einfällt, der von einem Laser 2 ausgesendet wird. Der Laser kann ein COp -Laser mit ausreichender Leistung, beispielsweise 100 bis 150 Watt sein. Der Laserstrahl durchquert vorzugsweise eine Sammelvorrichtung 3 und sein konvergierender Teil 9 wird auf die Randzonen 7 und 8 der Glaskörper 4 und 5 gelenkt. Als Sammelvorrichtung können beliebige Einrichtungen dienen, beispielsweise ein Hohlspiegel oder eine Linse aus einem Material, welches für Laserstrahlen durchlässig ist, im Falle von COp-Lasern beispielsweise aus Natriumchlorid, besteht.

Mit Hilfe der Vorrichtung 12 kann die von den Randzonen 7 und 8 gebildete Linie mit einer konstanten Geschwindigkeit von oeispielsweise 1 oder 2 mm/sec an dem Teil 9 des Lichtstrahls vorbeigeführt werden. Der von dem Strahlteil 9 auf den beiden Randzonen 7 und 8 gebildete Lichtfleck muß auf beiden Seiten der Trennlinie 6 der Körper 4 und 5 gleichmäßig verteilt sein,

- 9 M

209808/0655

Der Abstand der Sammelvorrichtung von den iiandzonen 7 und 8 hängt von verschiedenen Faktoren, beispielsweise von der verfügbaren Leistung des Lasers und der gewünschten Stärke der Schmelzzone, ab.

«!fahrend des gesamten Arbeitsganges bleibt der Ofen 10 auf einer konstanten Temperatur. Diese Temperatur liegt vorzugsweise ein wenig unterhalb der Temperatur, bei der die Schweißstücke sich in teigigem Zustand befinden. Bei einem Glas, dessen Schmelzpunkt ungefähr bei 500 G liegt, beträgt die Üfentemperatur vorzugsweise ungefähr 450 G.

Nach der Ausführung aller gewünschten Schweissungen werden die verschweißten Teile beispielsweise durch schrittweise Verringerung der Ofentemperatur bis auf Raumtemperatur langsam abgekühlt. Die Dauer des Kühlvorganges muß experimentell bestimmt werden und hängt von der Natur des verwendeten Merkstoffes ab» Bei einem Glas mit einem Schmelzpunkt von ca. 500 G beispielsweise beträgt sie ungefähr 20 Std,

Wie bereits ausgeführt wurde, besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens zur Befestigung von Metallteilen an Werkstücken aus Glas

- 10 209808/0655

BAD ORIGINAL

oder dgl. und insbesondere zur Befestigung von fadenförmigen Körpern an Glas teilen.

Erfindungsgemäß können ein oder mehrere Metallfäden in Glas auf die in Fig. 2 dargestellte Weise befestigt werden. Hierbei wird der Faden 13 zwischen zwei Glasplatten 14 und 15 festgehalten und diese drei Teile werden in einem einzigen Arbeitsgang mittels eines elektromagnetischen Strahls gemäß dem oben beschriebenen Verfahren miteinander verschweißt. Da dieser Strahl eine beträchtliche Energie zuführt, schmilzt ein Teil 16 des Metallfadens 13 gleichzeitig mit den Zonen 17 und 18 der beiden Glasplatten 14 und 15. Durch die von dem elektromagnetischen Strahl hoher Energie erzeugte, stark lokalisierte, hohe Hitze bildet sich eine kleine Metallperle 20, durch welche der Metallfaden 13 in dem gemeinsamen Teil 19 der beiden Glasplatten 14 und 15 blockiert wird (vgl.Fig.3).

Um zu vermeiden, daß sich die werkstücke über eine zu große Fläche verformen, können gemäß Fig. 2 zwei zur Kontaktlinie der beiden Glasplatten 14 und 15 parallele Nuten 21 und 22 vorgesehen sein, deren Quer-

- 11 ~ 209808/0655

schnitt beispielsweise ein Quadrat von 4 oder 5 mm Seitenlänge bildet und deren Abstand von der Kontaktlinie ebenfalls ungefähr 5 mm beträgt.

Gemäß der auf Fig. 4 dargestellten, abgewandelten Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Energie von zwei Strahlen 29 und 30 verwendet werden, die von demselben Laser geliefert und durch eine Anordnung von halbdurchlässigen und reflektierenden Platten abgelenkt werden können. Diese Strahlen werden auf die an den Blöcken 25 und 26 vorgesehenen Erhebungen 23 und 24 zu fokussiert· Man erreicht dadurch, daß der Metallfaden 27 in der durch Verschmelzen der Blöcke 25 und 26 gebildeten Masse 28 blockiert wird (Fig.5).

Gemäß einer anderen Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens (Fig,6) wird zum Schweißen eines Metallfadens 32 in einem Glaskörper 31 in diesen ein Loch 33 gebohrt, dessen Durchmesser etwas größer als der des Fadens ist und in das der Metallfaden eingeführt wird. Die Verschweißung des derart angeordneten Metallfadens geschieht dann auf dieselbe «leise wie bei

- 12 209808/0655

BAD ORIGINAL

dem Fall, bei dem der Faden zwischen zwei Glasteilen angeordnet ist. Das Ergebnis dieses Verfahrens zeigt Fig. T.

Auf diese Weise kann eine ganze Reihe von Metallfaden nebeneinander mit Glas verschweißt werden,», in dem die Schweißstellen nacheinander vor dem Laserstrahl vorbeigeführt werden.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch zwei Körper aus Glas ο,dgl., die miteinander verschweißt werden sollen und zwischen denen ein Metallfaden hindurchgeführt ist, dessen Ende vor Beschädigung geschützt werden soll.

Gemäß einer anderen Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens durchquert ein konischer oder zylinddscher Laserstrahl 37 eine optische Vorrichtung 39, die nur einen Teil des Strahls durch läßt; dieser Strahlenteil trifft auf die Lippen oder Erhebungen 42, 43 der Schweißstücke 40 und 41 auf, ohne den Mittelteil, aus welchem das Ende 38' des Metallfadens 38 hervorragt, zu berühren»

-13-

209808/0655

Die optische Vorrichtung 39 kann beispielsweise eine Maske aus Graphit oder einem anderen feuerfesten, für die benutzten Laserstrahlen undurchlässigen Material oder eine optische Vorrichtung beliebiger Ausführung ggf. mit passiven Elementen, wie optischen Einrichtungen, bei welchen die Strahlendivergenz gesteuert werden kann', sein·

Der austretende Strahl 37a-37b kann rohrförmig mit ungefähr durch das Ende 38* des Metallfadens •38 laufender Achse sein.

Der austretende Strahl kann ferner auch zwei ebene oder im wesentlichen ebene Bahnen bilden, die in Bezug auf den Metallfaden 38 symmetrisch angeordnet sind.

Diese Bahnen bzw, der rohrförmige Strahl können parallel sein oder konvergieren, was im wesentlichen von der Form der Lippen oder Erhebungen 42, 43 und vom Typ der optischen Vorrichtung 39 abhängt· Der Lichtstrahl wird so aufgebracht, daß nur

- 14 -

209808/0655

JLS0AP

ein Teil der Erhebungen 42, 43 geschmolzen wird und daß der Temperaturgradient in Höhe des Fadens so hoch ist, daß gerade die Überfläche des Fadens geschmolzen wird oder daß ein Schmelzen des Fadens Tollkommen vermieden wird.

α Fig. 9 zeigt das hierbei erhaltene Ergebnis.

Der Metallfaden ist in die Masse der Teile 40 und 41 eingelassen. Ferner können auch zwei getrennte, fokussierte oder nicht fokussierte Strahlen verwendet werden, welche auf die Erhebungen 42 und 43 auftreffen; im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß Fig.5 wird hierbei die Energie der Strahlen so gesteuert, daß eine Zerstörung des Fadenendes vermieden wird·

^ Gemäß einer anderen Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die miteinander zu verschweißenden Glaskörper nicht nur mittels eines ofens bekannter Bauart, sondern außerdem noch durch elektromagnetische vorzugsweise kohärente Strahlung hoher Energiedichte vorgewärmt. Dieses Verfahren ist insofern vorteilhaft, als in manchen Fällen durch eine einfache Vorwärmung lokale Verformungen und insbesondere Kristo-

-15-2 0 9 8 0 8/0655

balithbildung in der Umgebung der Schweißstelle nicht vermieden v.erden können. Erfindungsgemäß werden die Schweißstücke in einem Ofen bis nahe auf die Temperatur erhitzt, bei welcher sie sich im teigförmigen Zustand befinden, bei Glas mit gewöhnlichen Eigenschaften beispielsweise auf 450 G. Ein elektromagnetischer Strahl, beispielsweise ein Laserstrahl 48 (Fig.10), wird auf die Randzonen 46, 47 der Schweißstücke 44, 45 gerichtet. Auch in diesem Fall können die Randzonen Erhebungen von der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Form bilden. Die Energie des elektromagnetischen Strahls wird so eingestellt, daß er die Randzonen auf ungefähr 550 bis 600 G erhitzt, d.h. auf eine Temperatur, die knapp unterhalb der zur Durchführung einer wirksamen Vtrschweißung erforderlicnen Temperatur liegt· Zu diesem Zeitpunkt wird in einer verhältnismäßig kurzen Zeit, die zum endgültigen Schmelzen und zur Durchführung der Verschweißung erforderlich ist, ein zweiter vorzugsweise auf die Trennfläche der Körper 44 und 45 zu elektromagnetischer Strahl 49 aufgebracht, wobei ggf. zum Schutz des Endes des Metallfadens, der zwischen die Schweißstücke 44 und eingelegt sein kann, eine MakJfe verwendet wird·

209808/0655 - 16-

BAO ORIGINAL

1798038

Die Strahlenbündel 48 tmd 49 können von derselben Qelle geliefert werden. In diesem Fall läßt eine der optischen Vorrichtung von Fig. θ entsprechende Vorrichtung zu einem gegebenen Zeitpunkt den Strahlenteil 49 durch.

Es können auch zwei getrennte Quellen benutzt werden, beispielsweise ein Laser, der ununterbrochen arbeitet und den Strahl 48 liefert, und ein Laser 4er impulsweise arbeitet, oder ein Laser, dessen Strahl durch Modulation den Strahlenteil 49 bilden kann·

Die Intensität des zum Vorheizen dienenden Strahls 48 kann beispielsweise progressiv ansteigen» Durch bekannte Mittel, beispielsweise einen Photodetektor, der einen geringen Teil des einfallenden Strahls empfängt, kann der zweite Strahl 49 ausgelöst werden, der eine wesentlich höhere Intensität besitzt und die gesamte, zum lokalen Schmelzen der Schweißstücke erforderliche Energie liefert«

Wenn Verschweißungen duroh Vorbeiführen der aufeinanderfolgenden Schweißstellen über eine Linie großer Länge durchgeführt werden sollen, so kann der zum Vorheizen dienende Strahl gegenüber dem zum

209808/0655

Schweißen dienenden Strahl räumlich etwas versetzt sein, so daß das örtlich zu schmelzende Material, das sich vor dem zweiten Strahl befindet, bereits soweit erwärmt ist, daß die Verschweißung ohne Beschädigung durchgeführt werden kann*

Gemäß einer anderen Durchführungsart kann zum Vorheizen und Schweißen ein und derselbe Strahl verwendet werden, indem eine Linse benutzt wird, deren Brennweite und/oder deren Abstand von der Schweißlinie so geändert werden kann, daß der von dem Strahl erzeugte Lichtfleck kleiner wird und sich schließlich ausschließlich auf die Schweißlinie konzentriert« Der Verlauf der Abstandserklärung hängt von der thermischen Trägheit der zu schweißenden Stoffe ab,

Fig. 11 zeigt die Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens auf die Herstellung von Farbfernsehröhren mit einem Gitter*

Erfindungsgemäß wird eine Bildröhre aus zwei Teilen, einem hinteren Teil 50 und einem vorderen Teil 51 hergestellt. Diese Teile besitzen vorzugsweise nach außen vorstehende Bänder oder Erhebungen 52, 53 und ggf.

- 18 -

209808/0655

. - 18 -

auch nach innen vorstehende Ränder oder Erhebungen (nicht dargestellt)«

Die einander gegenüberliegenden Flächen 54 und 55 sind so bearbeitet, daß sie absolut sauber und eben sind·

Gemäß einer bevorzugten Durchführungsart dieses Verfahrens wird das Gitter getrennt hergestellt und besteht beispielsweise aus einer Reihe von Metallfäden 56, die alle in einer Ebene liegen und zueinander genau parallel sind. Die Metallfäden werden durch einen beispielsweise aus den Teilen 57 _f 58 bestehenden Rahmen (schematisch dargestellt), der mit Einrichtungen zur Einstellung der Spannung der Metallfäden versehen ist, in ihrer lage gehalten. Vorzugsweise sind diese Einrichtungen so ausgebildet, daß die Spannung jedes einzelnen Metallfadens getrennt eingestellt werden kann oder zumindest daß die Spannung aller Metallfaden ziemlich genau gleich groß ist.

Das auf diese rteise hergestellte Gitter wird zwischen die Teile 50 und 51 der Bildröhre gelegt; diese werden gegeneinander gepreßt, so daß die Metallfäden fest eingeklemmt werden und ihre Lage beibehalten».

209808/0655

Darauf wird das erfindungsgemäße Schweißverfahren durchgeführt; hierzu wird der derart zusammengesetzte Körper in einen Ofen gebracht, in welchem er bis nahe auf die Temperatur erhitzt wird, bei welcher sich das Glas, aus dem die Teile 50 und 51 bestehen, im teigigen Zustand befindet. Die Verschweißung der vorspringenden Bänder 52-53 wird anschließend mittels eines kohärenten, elektromagnetischen Strahls hoher Energiedichte auf die oben beschriebene Weise durchgeführt«

Erfindungsgemäß kann die Spannung der Metallfäden des Gitters, nachdem die Teile 50 und 51 der Röhre bis nahe auf die Temperatur erwärmt wurden, bei der sich das Glas im teigförmigen Zustand befindet, und kurz Tor dem eigentlichen Shweißvorgang, beispielsweise, falls zum Vorwärmen ein zusätzlicher Laserstrahl verwendet wird, kurz vor dem eigentlichen Einwirken des Laserstrahls hoher Energie eingestellt, nachgestellt oder korrigiert werden·

Insbesondere kann eine Vorrichtung verwendet werden, welche die Spannung der Metallfäden bis zu des Zeitpunkt konstant hält, an dem das Glas nach Einwirkung des Laserstrahls fest wird.

- 20 ~

209808/0655

8AD ORIGINAL

Bekanntlich müssen die Drähte eines Gitters in Farbbildröhren miteinander elektrisch verbunden sein. Dies kann erreicht werden, indem man die Enden der laetallfäden außerhalb der Höhre miteinander verbindet oder indem man innerhalb der fiöhre eine Querleitung vorsieht·

Erfindungsgemäß kann die Verbindung der Gitterdrähte durch Anordnung einer Oberleitung in Höhe der Glaswände, die mit einander verschweißt werden, erreicht werden. Durch den von den Teilen 50 und 51 ausgeübten Druck wird diese Querleitung kräftig gegen alle Metallfäden des Gitters gepreßt. Nach der Verschweißung ist diese Querleilung in der Lasse des verschmolzenen GIases eingebettet, wobei eines ihrer Enden nötigenfalls ins Innere der fiöhre oder nach außen herausgeführt sein kann.

Erfiridinjtfsgemäß kann diese Querleitung mit Vorteil durch ketallisierung eines Teils der Fläche 55 oder 54 oder leider Flächen hergestellt werden·

In manchen Fällen kann während des Verschweißen der hervorstehenden Händer der Teile 50 und 51 im In-

- 21 ~

209808/0655

6*# ORIGINAL

_ 21 ~

neren der ±töhre ein Unterdruck erzeugt werden, wodurch eine bessere Dichtigkeit der Schweißung erreicht wird.

Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, bei dem erfindungsgemäßen /erfahren die ivietallfäden nicht direkt mit den Teilen 50, 51 zu verschweißen, sondern einen Rahmen herzustellen, der auf Grund seiner Konstruktion durch die Vorwärmtemperatur wenig oder nicht verformt wird, und diesen Rahmen mit den hervorstehenden Rändern der Teile 50 und 51 zu verschweißen·

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Farbbildröhren bietet große Vorteile, denn es ermöglicht ein Kars tan thai ten, Hegeln oder Korrigieren der Spannung der Gitterdrähte bis zum letzten Moment vor der Erstarrung der Glaskörper, die durch einen kohärenten elektromagnetischen ötrahl hoher Energiedichte miteinander verschweißt werden. Sofern die Intensität dieses Strahls entsprechend gesteuert und seine Auftreffstellen präzis begrenzt werden können, wirkt er so schnell, daß die Glaskörper mit-

- 22 -

209808/0655

8AD ORIGINAL

einander verschweißt werden, ohne daß die Metallfäden schmelzen noch stark erhitzt werden. Diese behalten also im wesentlichen ihre Spannung bei und erleiden keine bemerkenswerten Verformungen. Diese Vorteile werden noch deutlicher, wenn man sie mit den Nachteilen der bekannten Verfahren zur Herstellung von Farbfernsehrö-nren vergleicht. Bekannt ist bereits ein Verfahren, bei welchem die Höhrenteile 50 und 51 mittels hitzehärtbarem Kunststoff miteinander verklebt werden. Derartige Stoffe besitzen eine hohe thermische Trägheit, insofern die Polymerisation nicht augenblicklich vor sich geht» Dies hat zur Folge, daß eine Änderung der Spannung der Metallfäden bis zum letzten Augenblick nicht möglich ist, da eine Verschiebung des Fadens das Anhaften dieses Fadens an dem gerade in Polymerisation befindlichen Kunststoff verhindert wird und somit die Spannung nicht mehr konstant gehalten werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die im Vorhergehenden beschriebenen und dargestellten Durchführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt Änderungen von Einzelheiten und verschiedenen Anordnungen sowie

— 23 ·>· 209808/0655

⁵ ORIGINAL

in manchen Fällen die Verwendung anderer gleichwertiger Mittel ZUe

24

209808/0655

Claims

χ 24 ~ Patentansprüche:

1. Verfahren zum Befestigen fadenförmiger Metallkörper an Teilen von Elektronenröhren oder Fernsehröhren aus glasartigen Stoffen, bei denen starke thermische Spannungen auftreten können, bei welchem der Metallkörper zwischen die Körper aus glasartigen Stoffen oder in eine in einem dieser Körper vorgesehene Aussparung eingelegt werden und mit dem oder den Körpern aus glasartigen Stoffen mittels eines Laserstrahls verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem glasartigen Material bestehenden Körper C4,5;14,15;25,26;31;4O,41;42,43;44,45;5O,51) zur Vermeidung von Verformungen und Zerstörungen ihrer Struktur

in Nähe der Schweißstelle in einen Ofen (10) mit' einer Atmosphäre eingebracht werden, die vor der Einwirkung des Laserstrahls (1; 29,50;37a,37b;49) ungefähr auf die Temperatur erwärmt wird, bei welcher sich diese Körper im teigigen Zustand befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine Temperatur von ungefähr 500⁰C erhitzten glasartigen Körper (4,5;14,15;25,26; 31;40,41;42,43;44»45;50,51) langsam während eines Zeit- 209808/0655 : ; - 25 -

SAO ORIGINAL

raums von ungefähr 20 Std. abgekühlt werden.

3.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vorwärmen zur Erhöhung der Wirkung des Laserstrahls links und rechts der Schweißränder (17,18) Nuten (21,22) ausgearbeitet werden und daß zur Verschweißung zwei Laserstrahlen jeweils auf einen der auf diese \ieise ausgebildeten fiänder zu fokussiert werden,,

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlen (29,30; 37a,37b) auf Erhebungen (23,24;42,43) zu fokussiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl auf den im Inneren der von den beiden Körpern aus glasartigem Material gebildeten Masse (31) angeordneten fadenförmigen Körper (34) zu fokussiert wird»

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Modulation der Intensität des Laserstrahls in der ersten Phase eine zusätzliche Vorwärmung und in der zweiten Phase die Verschweißung durchgeführt wird·

- 26 -

209808/0665

17§6Ö38

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines ersten Strahls (48) vorgewärmt und anschließend mittels eines zweiten stärkeren Strahls (49) die Verschweißung durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus glasartigem Stoff die beiden Teile (50,51) einer Farbfernsehröhre darstellen, zwischen welche ein Gitter (56) eingesetzt wird und welche vorspringende Ränder (52,53) besitzen, an welchen die Schweißung vorgenommen wird·

209808/0655