DE3422599A1

DE3422599A1 - Method of producing two-point welded joints of current inlets which are flattened in hard glass or quartz glass of high softening point of the rod-foil-rod type

Info

Publication number: DE3422599A1
Application number: DE19843422599
Authority: DE
Inventors: Györgyi Dr. Budapest Horváth
Original assignee: Tungsram Rt
Current assignee: Tungsram Rt
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1985-12-19
Also published as: GB2160460B; GB2160460A; GB8415486D0

Abstract

The invention relates to a method of producing two-point welded joints, in particular for producing current inlets of high softening point of the rod-foil-rod type which are flattened in hard glass or quartz glass, wherein a rod-type current-conducting element is connected to a foil by two-point resistance welding. The solution according to the invention allows those difficulties to be avoided which currently always occur in the two-point welded joints produced by resistance welding. The essence of the method proposed consists in the fact that a two-point welded joint is provided in a single technological step using a tubular electrode at least on one side of the foil. By recording the change in the infrared radiation of the surface of the foil between the connection points, it will also be possible to detect the faulty welded joints using a postheating pulse. For this purpose, it is advantageous to use a photodetector.

Description

Verfahren zur Herstellung von zweipunktgeschweißten Verbindungen, insbesondere zur Erzeugung von in Hartglas oder Quarzglas abgeflachten Stromeinführungen hohen Schmelzpunktes des Stab-Folie-Stab-TypsProcess for the production of two-point welded connections, in particular for the production of flattened current inlets in hard glass or quartz glass with a high melting point of the Rod-foil-rod type

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung - unter Anwendung der Widerstandsschweißung - von zweipunktgeschweißten Verbindungen, welches insbesondere bei Erzeugung von in Hartglas oder Quarzglas abgeflachten Stromeinführungen hohen Schmelzpunktes des Stab-Folie-Stab-Typs Anwendung findet.The invention relates to a method of production - using resistance welding - of two-point welded connections, which is used in particular in the production of current leads of the rod-foil-rod type that are flattened in hard glass or quartz glass with a high melting point.

Die im allgemeinen aus Molybdän und Wolfram hergestellten Stromeinführungen hohen Schmelzpunktes werden nach den bekannten und weit verbreiteten technologischen Methoden mittels einer geschärftenThe current leads made generally from molybdenum and tungsten high melting point are according to the known and widely widespread technological methods by means of a sharpened Molybdänfolie in eine aus Hartglas oder Quarzglas bestehende Abflachung eingebaut und zwar derart, daß die stabförmigen Stromeinführungen mit den Enden der Molybdänfolie auf eine elektrische Leitung gewährleistende Weise, insbesondere durch Widerstandspunktschweißung, verbunden werden. Das Verfahren soll den vakuumdichten Aufbau geMolybdenum foil built into a flat made of hard glass or quartz glass in such a way that the rod-shaped current inlets with the ends of the molybdenum foil connect to an electrical line guaranteed way, in particular by resistance spot welding. The method is intended to ge the vacuum-tight structure währleisten.ensure.

Die obengenannte Konstruktionslösung ist ziemlich kompliziert und deswegen wirft sie schwere verbindungstechnologische Probleme auf: die zusammenzuschweißenden Stoffe sind schwer schweißbar und derThe above design solution is quite complicated and therefore it raises serious connection technology problems: the materials to be welded together are difficult to weld and the Vorgang wird in erster Linie durch, den hohen Unterschied zwischen den Abmessungen (der Durchmesser der stabförmigen StromeinfUhrung macht 0,4 bis 1 mm aus und die Dicke der Folie beträgt lediglich 0,02 bis 0,03 mm) und in zweiter Linie durch die Unbestimmtheit der miteinander sich berührenden Oberflächen erschwert. Die UnbestimmtOperation is primarily characterized by the high difference between the dimensions (the diameter of the rod-shaped current inlet makes 0.4 to 1 mm and the thickness of the film is only 0.02 to 0.03 mm) and, in the second place, by the indeterminacy of the surfaces that are in contact with one another are more difficult. The indefinite heit bedeutet, daß die Erzeugende der miteinander sich berührenden Oberflächen während des Schweißvorgangs immer breiter wird. Ein weiteres Problem liegt darin, daß es einen großen Unterschied zwischen den Werten der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glases und des Molybdäns, bzw. Wolframs gibt, was zur Enstehung von hohen mechanischennity means that the creator of those in contact with one another Surface becomes wider and wider during the welding process. Another problem is that there is a huge difference between the values of the thermal expansion coefficients of the glass and the molybdenum, or tungsten, which leads to the emergence of high mechanical Spannungen während der. Arbeit der Lampe, und insbesondere beim Ein- und Ausschalten derselben führt. Infolge der in der Abflachung entstandenen mechanischen Spannungen treten bei der Folie Brechungserscheinungen auf, welche auf eine nachteilige Rekristallisation derTensions during the. Work of the lamp, and especially when and switching off the same leads. As a result of the mechanical stresses that have arisen in the flattening, the film shows signs of refraction, which can lead to a disadvantageous recrystallization of the

Folie im Bereich des Wärmeeffektes der Schweißung zurückzuführen sind.Foil in the area of the heat effect of the weld are.

Zur Vermeidung der Rekristallisation des Wärmebereiches ist die Lösung bekannt, ein metallisches (z.B. aus Platin, Tantal usw. bestehendes) Mittelstück zu verwenden, was auch zur Verminderung der zur Herstellung der Verbindung erforderlichen Temperatur beiträgt. Dadurch kann eine bedeutende Verminderung der Temperatur des Schweißvorganges erreicht werden, was zur Vermeidung der RekristalliTo avoid recrystallization of the warm area, the Solution known to use a metallic (e.g. made of platinum, tantalum, etc.) middle piece, which also helps to reduce contributes to the temperature required to establish the connection. This can significantly reduce the temperature of the Welding process can be achieved, which helps to avoid the recrystalli sation führt, weil in der Zone der Schweißung keine überhitzung der Folie erfolgen kann. Es ist auch bekannt, die Kornfeinheit des Molybdäns in der Folie zu verringern, wozu entsprechende Legierungskomponenten verwendet werden können, und wodurch eine Erhöhung der Temperatur der Rekristallisation erreichbar ist.sation because there is no overheating in the weld zone Foil can be done. It is also known to reduce the grain fineness of the molybdenum in the foil, for which purpose appropriate alloy components can be used, and thereby increasing the Recrystallization temperature is achievable.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird eine vorbeglaste Stromeinführung in der Abflachung eingebaut. Diese Lösung wird anstatt der Konstruktion des Stab-Folie-Stab-Typs insbesondere bei den Lichtquellen hoher Lebensdauer angewendet. Dazu wird zumindest einAccording to another known method, a pre-glazed power inlet is built into the flat. This solution is used instead the construction of the rod-foil-rod type especially in the Long-life light sources applied. To do this, at least one entsprechendes Verbindungsglas angewendet, das die Möglichkeit der spannungsfreien Einlötung der Stromeinführung hohen Schmelzpunktes in das Quarzglas bietet.Appropriate connecting glass applied, which allows the possibility of Tension-free soldering of the current inlet with a high melting point in the quartz glass.

Der gemeinsame Nachteil der oben beschriebenen bekannten Verfahren ist der für die Vorbereitung der Beschichtung, bzw. Legierung, oder des Mittel Stücks erforderliche zusätzliche Arbeitsaufwand, wodurch ggf. der Aufwand für die Stoffe auch bedeutend erhöht werden kann.The common disadvantage of the known methods described above is the additional work required for the preparation of the coating, alloy, or middle piece, whereby the effort for the substances can also be increased significantly.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Schweißverfahrens, welches in der Großserienfertigung insbesondere bei der Herstellung von in Abflachungen einzubauenden Stromeinführungen der Konstruktion des Stab-Folie-Stab-Typs anwendbar ist, wobei, damit die Zuverlässigkeit der Lampe gewährleistet ist, eine Verbindung ausgezeichneter Qualität zu erreichen ist, ohne daß bei der Folie die Anwendung eines Mittelstücks (nämlich einer Folie oder einer Beschichtung) oder einer Vorbeglasung bei den Stromeinführungen notwendig ist.The aim of the present invention is to provide one Welding process which can be used in large-scale production in particular in the manufacture of current leads of the construction of the rod-foil-rod type to be built into flats, whereby the reliability of the lamp is guaranteed Connection of excellent quality can be achieved without the use of a middle piece (namely a film or a coating) or pre-glazing is necessary for the power feeds.

Infolge der ungünstigen Belastbarkeitseigenschaften der traditionellen linienartigen Punktnähte kann die Abänderung der Geometrie der Naht als vorteilhaft betrachtet werden, weil bei den bekannten Schweißnähten die große Wärmemenge, die das Schmelzen des Molbdän und/oder Wolfram enthaltenden Elemente hohen Schmelzpunktes beim Schweißen bewirkt, die Rekristallisation des Bereiches der Wärmeeingabe zur Folge hat. As a result of the unfavorable load-bearing properties of the traditional line-like point seams, the modification of the geometry of the seam can be regarded as advantageous, because with the known Welds the large amount of heat that the melting of the Molbdän and / or tungsten-containing elements with a high melting point Welding causes recrystallization of the heat input area.

Falls eine Schweißnaht großer Oberfläche zu erzeugen ist, erfolgt die Rekristallisation im ganzen Querschnitt der dünnen Folie, und demzufolge treten Risse bei den Korngrenzen während der weiteren Bearbeitung auf, was jedmögliche spätere Verwendung derselben in der Lichtquellentechnik ausschließt.If a weld seam with a large surface area is to be produced, this takes place Recrystallization in the entire cross-section of the thin film, and consequently cracks occur at the grain boundaries during further processing, which means that they can be used later in light source technology excludes.

Unter dem Gesichtspunkt der statischen und dynamischen Belastungen kann die für die beiden günstige Form der Naht aufgrund der Prüfung der unter Einwirkung der Belastungen auftretenden Spannungen bestimmt werden; da das zulässige Verhältnis der Zugspannungen und der Scherspannungen dem Verhältnis der Elastizitätsmodule bei der Molybdänfolie gleich ist, und die Belastbarkeit bei der Beanspruchung auf Scherung und Zerreißung annähernd dreimal so hoch ist wie bei reiner Scherung (die Werte der Elastizitätsmodule für das Molybdän betragen: E = 3,4.1O⁵ N/mm² und G = 1,28.10⁵ N/rnrn²). Das bedeutet, daß die Vergrößerung der Längsabmessung der Naht in erster Linie wegen des großen Bedarfes an die einzuleitende Wärmeenergie - zur Steigerung der Gefahr der Rekristallisation führt, währenddessen sich die statische Belastbarkeit der Verbindung kaum ändert und gleichzeitig die dynamische Belastbarkeit infolge der erschwertenFrom the point of view of the static and dynamic loads, the shape of the seam that is favorable for the two can be determined on the basis of the examination of the stresses occurring under the action of the loads; because the permissible ratio of tensile stresses and shear stresses is the same as the ratio of the modulus of elasticity in molybdenum foil, and the load-bearing capacity under the stress of shearing and tearing is almost three times as high as with pure shear (the values of the modulus of elasticity for molybdenum are: E = 3.4.10 ⁵ N / mm ² and G = 1.28.10 ⁵ N / rnrn ² ). This means that the increase in the longitudinal dimension of the seam, primarily because of the great need for the thermal energy to be introduced, leads to an increase in the risk of recrystallization, while the static load capacity of the connection hardly changes and at the same time the dynamic load capacity is made more difficult

Formänderung eine bedeutende Verschlechterung zeigt. 30Change in shape shows significant deterioration. 30th

Mittels technologischer Versuche und Zugfestigkeitsprüfungen kann die obige Erkenntnis vielseitig bewiesen werden, aufgrund deren zur Sicherung des notwendigen Nahtquersch'nittes bei der Schweißung von Stromeinführungen die Anwendung der Zweipunktschweißung als vorteilhaft ansehbar ist. Die dynamische und statische Belastbarkeit solch einer Verbindung ist ausgezeichnet; die Gestalt der punktförmigen Naht ist ideal, weil sie im Querschnitt annähernd kreisförmig ist,By means of technological tests and tensile strength tests, the above knowledge can be proven in many ways, on the basis of which the Securing the necessary seam cross-section when welding current leads, the use of two-point welding is advantageous is viewable. The dynamic and static load capacity of such a connection is excellent; the shape of the punctiform Seam is ideal because it is approximately circular in cross-section,

und die Länge der auf Scherung und Reißung beanspruchten Nahtbereiche verdoppelt wird. Dadurch kann ein sehr günstiger Wert der auf Längeneinheit zugelassenen Belastung erreicht werden. Die Festigkeit der Naht ist annähernd gleich der des Grundstoffes, weil derart dieand the length of the seam areas exposed to shear and tear is doubled. In this way, a very favorable value for the permitted load per unit of length can be achieved. The strength the seam is approximately the same as that of the base material, because this is how the

Vermeidung der Rekristallisation gewährleistet werden kann.Avoidance of recrystallization can be guaranteed.

Die DE-OS 26 04 696 enthält eine Lehre wie die Zweipunktschweißverbindung der Folie und der stabförmigen Stromeinführung durch Schweißen zu schaffen ist; die Folie wird in Querrichtung eingeschnitten undDE-OS 26 04 696 contains a teaching such as the two-point welded connection of the film and the rod-shaped current introduction by welding is to be created; the film is cut in the transverse direction and durch den derart aufstehenden Schlitz wird die Stromeinführung hindurchgeführt, und zwar derart, daß ein Teil derselben unter der Folie, ein anderer Teil oberhalb der Folie angebracht wird, und danach werden die Teile durch Widerstandsschweißung vereinigt. Der eine Schweißpunkt entsteht dabei bei der unteren und der andere bei derthe current inlet is passed through the slot that stands up in this way, in such a way that part of it is attached under the foil, another part above the foil, and then the parts are united by resistance welding. The one Welding point is created on the lower one and the other on the oberen Widerstandsschweißungselektrode zwischen der stabförmigen Stromeinführung und der Folie.upper resistance welding electrode between the rod-shaped Power inlet and the slide.

Der Nachteil der beschriebenen Lösung besteht darin, daß sich die Festigkeit der eingeschnittenen Folie verringert, ferner daß dieThe disadvantage of the solution described is that the Strength of the incised film is reduced, furthermore that the Schweißpunkte auf verschiedenen Ebenen aufgebracht sind, was zur Verminderung der Belastbarkeit der Zweipunktverbindung führt. Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß bei Bedingungen der Massenherstellung die Einführung der stabförmigen Stromeinführung in den Schlitz eine schwer mechanisierbare Aufgabe darstellt und ferWeld points are applied at different levels, which leads to a reduction in the load-bearing capacity of the two-point connection. One A further difficulty is to be seen in the fact that, under conditions of mass production, the introduction of the rod-shaped current introduction in the slot represents a difficult to mechanize task and fer ner in der Tatsache, daß es unmöglich ist, eine gute Symmetrie der Anordnung der Schweißpunkte zu erreichen, weil bei der Folie die genaue Einstellung der Abstände erschwert ist.ner in the fact that it is impossible to have good symmetry of the To achieve arrangement of the welding points, because the exact setting of the distances is difficult with the film.

In der CH-PS 545 163 ist ein kontaktloses System zur Prüfung des Aufstehungsvorganges der Schweißstelle beim Widerstandsschweißen be schrieben, bei dem die Signale eines die Infrarotstrahlung erfassenden, an sich wohl bekannten Detektors (Phototransistors) verwendet wird. In der unmittelbaren Umgebung der Schweißelektrode wird die Intensität der Infrarotstrahlung während des Schweißvorganges gemessen und dadurch kann die Erreichung der notwendigen TemperaturIn the CH-PS 545 163 is a contactless system for testing the rising process of the welding point in resistance welding be in which the signals of a well-known detector (phototransistor) detecting the infrared radiation are used will. In the immediate vicinity of the welding electrode, the intensity of the infrared radiation is measured during the welding process and this enables the required temperature to be reached der Schweißung beobachtet werden. Das zur Wärmestrahlung der Oberfläche proportionale Signal soll einen Minimumpegel erreichen, und in diesem Falle ist der Schweißstelle die entsprechende Qualität zu-the weld can be observed. The signal proportional to the heat radiation of the surface should reach a minimum level, and in In this case, the welding point is of the appropriate quality.

geschrieben. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der Verwendung eines einer sehr präzisen Farbenfilterung bedürfenden optischen Systems, wobei eine ganze Reihe von anderen Störsignalen und das Geräusch auszusieben sind. 5written. The disadvantage of this solution is its use an optical system that requires very precise color filtering, whereby a whole range of other interfering signals and noise have to be filtered out. 5

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe gestellt, das Verfahren der Zweipunktschweißung weiter zu entwickeln und die Nachteile der aus.dem Stand der Technik bekannten Lösungen sowohl der Schweißverfahrens als auch der Prüfung zu beseitigen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Folie automatisch dosiert werden kann, falls gleichzeitig eine speziell aufgebaute Elektrode zur Widerstandsschweißung zwecks Verbindung der stabförmigen Stromeinführung mit einer Seite der Folie verwendet wird.The present invention was set the task of further developing the method of two-point welding and the disadvantages of the solutions known from the prior art and the Welding process as well as the test. The invention is based on the knowledge that the film doses automatically can be used, if at the same time a specially constructed electrode for resistance welding for the purpose of connecting the rod-shaped current inlet with one side of the foil is used.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Verfahren zur Herstellung zweipunktgeschweißter Verbindungen erarbeitet, welches insbesondere bei Herstellung von in Hartglas oder Quarzglas abgeflachten Stromeinführungen hohen Schmelzpunktes des Stab-Folie-Stab-Typs Anwendung findet, wobei die die Verbindung bildenden Schweißpunkte durchIn order to solve the problem posed, a method of production was found elaborated two-point welded connections, which is used in particular in the manufacture of flattened current inlets in hard glass or quartz glass with a high melting point of the rod-foil-rod type, with the weld points forming the connection through

Widerstandsschweißung hergestellt werden und erfindungsgemäß eineResistance welding are produced and according to the invention a

Zweipunktverbindung in einem einzigen technologischen Schritt, unter Anwendung einer Rohrelektrode zumindest an einer Seite geschafft wird.Two-point connection in a single technological step, under Application of a tubular electrode is made at least on one side.

Die Bedingungen der Wärmeübergabe können vorteilhaft beeinflußt werden, falls der Bohrungsdurchmesser der zur Widerstandsschweißung angewendeten Rohrelektrode das 0,5 bis 1,5-fache des Durchmessers der Stromeinführung, bzw. der Entladungselektrode oder der GVühspirale beträgt.The conditions of the heat transfer can be influenced advantageously if the bore diameter of the pipe electrode used for resistance welding is 0.5 to 1.5 times the diameter the current inlet, the discharge electrode or the GVühspirale.

Die Qualität der hergestellten Verbindung kann vorteilhaft derart mittelbar geprüft werden, daß in der Umgebung der herzustellenden Verbindung die Temperaturstrahlung der Oberfläche der Folie während des Schweißvorganges detektiert wird, und zur Erfassung sowie zur Erzeugung eines weiter verarbeitbaren Signals ein entsprechendes Erfassungselement, z.B. ein Photodetektor in der öffnung der Rohrelektrode angeordnet wird.The quality of the connection produced can advantageously be such be checked indirectly that the temperature radiation of the surface of the film during the vicinity of the connection to be made of the welding process is detected, and a corresponding one for recording and generating a further processable signal Detection element, e.g. a photodetector, is arranged in the opening of the tubular electrode.

Bei der Massenherstellung kann das Signal des Erfassungseiementes zur Steuerung der Auswahl der fehlerhaft geschweißten Stromeinführungen verwendet werden. Das Signal ist auch dazu geeignet, ein System zur Regulierung des Schweißvorganges zu schaffen.In the case of mass production, the signal from the detection element can be used to control the selection of incorrectly welded current entries. The signal is also suitable for creating a system for regulating the welding process.

Jas erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand von beispielhaft dargestellten Ausführungsformen näher erläutert, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt:The method according to the invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments, with reference to FIG accompanying drawing is referred to. In the drawing shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer in Quarzglas abgeflachten Stromeinführung,1 shows a perspective view of a current inlet flattened in quartz glass,

Fig. 2 die Draufsicht einer Abflachung bei einer mit Halogenid gefüllten Lichtquelle, wobei die Stromeinführung durch !5 Zweipunktwiderstandsschweißung hergestellt worden ist, undFIG. 2 shows the plan view of a flat area in the case of a light source filled with halide, the current introduction through ! 5 two-point resistance welding has been made, and

Fig. 3 eine mögliche Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Herstellung der Stromeinführung nach Fig. 2.FIG. 3 shows a possible implementation of the method according to the invention when producing the current inlet according to FIG. 2.

^O in Fig. 1 ist eine Stromeinführungeinheit zu sehen, die in der aus Quarzglas vorbereiteten Abflachung einer Hochdruck-Entladungslampe angeordnet ist. Diese Einheit enthält eine Stromeinführung 1 und eine Folie 2, wobei die Folie 2 über Verbindungsstellen 5 sowohl mit der Stromeinführung 1 als auch mit einer Entladungselektrode 3 gekoppelt^ O in Fig. 1 can be seen a power introduction unit, which is in the from Quartz glass prepared flattening of a high pressure discharge lamp is arranged. This unit contains a power inlet 1 and a Foil 2, the foil 2 being coupled via connection points 5 both to the current inlet 1 and to a discharge electrode 3 ist. Eine Abflachung 4 des Quarzglases umfaßt die Folie 2 zwischen den Verbindungsstellen 5 und gewährleistet die vakuumdichte Abschließung.is. A flat 4 of the quartz glass comprises the film 2 between the connection points 5 and ensures the vacuum-tight seal.

Nach Fig. 2 sind die Stromeinführung 1 und eine Glühspirale 6 mittels 30 According to FIG. 2, the current inlet 1 and an incandescent spiral 6 are provided by means of 30

zweipunktgeschweißten Verbindungen 7 mit der Folie 2 gekoppelt. Die Zweipunktverbindung 7 bewirkt keine Vergrößerung jener Oberfläche der Stromeinführung 1, bzw. des geraden Teiles der Glühspirale 6, die an der Oberfläche der Folie 2 anliegt. Das folgt aus der Tatsache, daß der unter dem Gesichtspunkt sowohl der Belastbarkeit als auch der Stromleitung notwendige Querschnitt der Verbindung infolge der günstigen geometrischen (annähernd kreisförmigen) Gestaltung der Naht gewährleistet werden kann. Die Zweipunktverbindungen 7 wer-two-point welded connections 7 coupled to the film 2. the Two-point connection 7 does not increase the surface of the current inlet 1 or the straight part of the glow spiral 6, which rests on the surface of the film 2. This follows from the fact that from the point of view of both resilience and The cross-section of the connection is also necessary for the power line due to the favorable geometric (approximately circular) design the seam can be guaranteed. The two-point connections 7 are

den in einem einzigen technologischen Schritt hergestellt und demzufolge tritt keine Nebenschlußwirkung auf, welche die Beschränkung des Abstandes zwischen den Verbindungspunkten notwendig machen würde. which is made in a single technological step and consequently there is no shunt effect which would make it necessary to restrict the distance between the connection points.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Zweipunktwiderstandsschweißung wird nach Fig. 3 bei der Herstellung einer Zweipunktverbindung der Stromeinführung unter Verwendung einer Rohrelektrode 8 verwirklicht.The method of two-point resistance welding according to the invention is realized according to FIG. 3 in the production of a two-point connection of the current inlet using a tubular electrode 8.

Bei der Widerstandsschweißung entsteht die Wärmeenergie bei den Punkten, wobei sich die zu schweißende Oberfläche mit der Rohrelektrode 8 berührt. Der durch die Rohrelektrode 8 ausgeübte Druck soll bei den beiden Schweißpunkten gleichwertig sein, um die identische Festigkeit der Verbindung sichern zu können. Das kann durch die Symmetrie der Rohrelektrode 8 gewährleistet werden, und dadurch ist in einem Vorgang die annähernd kreisförmige, d.h. nach der Festigkeit günstigste Gestaltung der Schweißnaht realisierbar. Dazu ist eine Schweißelektrode 10 anzuwenden, die der Rohrelektrode 8 zugepaßt werden soll: durch diese Zupassung können Nähte guter Qualität, von gleichem Ausmaß bei den beiden Schweißpunkten hergestellt werden.In resistance welding, the thermal energy is created at the points the surface to be welded touching the tubular electrode 8. The pressure exerted by the tubular electrode 8 should be at the two welding points must be equivalent in order to ensure the identical strength of the connection can. That can be done through symmetry of the tubular electrode 8 can be ensured, and thereby the approximately circular, i.e., according to the strength, in one operation the most favorable design of the weld seam can be realized. For this purpose, a welding electrode 10, which is matched to the tubular electrode 8, is to be used should be: through this fit, seams of good quality, of the same size, can be produced at the two welding points.

Zur Realisierung der Schweißverbindung zwischen der StromeinführungFor realizing the welded connection between the current inlet

1 und der Folie 2 an zwei voneinander getrennten Punkten mittels Widerstandsschweißen soll die Rohrelektrode 8 mit einer Bohrung ausgestattet werden, deren Durchmesser größer ist als die Breite der Verbindungsstelle 5.1 and the foil 2 at two separate points by means of resistance welding, the tubular electrode 8 is to be equipped with a bore whose diameter is greater than the width of the connection point 5.

Erfindungsgemäß wird es ermöglicht, eine einfache Methode der Kontrolle der Bemessungen und der Verbindungsfestigkeit des Schweißpunktes zu verwenden. Es wurde bei dem Verfahren der Zweipunktwiderstandsschweißung, insbesondere unter Berücksichtigung der durch die Konstruktion der Stromeinführungseinheit des Stab-Folie-Stab-Typs sowie die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens angebotenen Möglichkeiten die Verwendung einer zweikanaligen Widerstandsschweißanlage zur Erzeugung der stromführenden Verbindungen vorgeschlagen, wobei die Temperaturveränderung beobachtet wird, welche nach einem Schweißzyklus bei einer Nachwärmung erfolgt. Zur Beobachtung wird dieAccording to the invention, a simple method of control is made possible of the dimensions and the connection strength of the welding point. In the process of two-point resistance welding, in particular, taking into account the design of the rod-foil-rod type power introduction unit As well as the advantages of the method according to the invention, the possibilities offered by the use of a two-channel resistance welding system proposed to generate the current-carrying connections, the temperature change is observed, which after a Welding cycle takes place during reheating. The

Temperaturstrahlung der Oberfläche der Folie zwischen den zwei Schweißpunkten ausgenutzt, und die Detektion dient als eine zuverlässige Basis zur Feststellung, ob der Schweißpunkt die notwendigen Abmessungen hat. Dazu wird ein Photodetektor 9 in die Bohrung der Rohrelektrode 8 eingebaut und zur Erfassung der Temperaturstrah- -ung der Oberfläche der Folie 2 vorgesehen. Hat der Schweißpunkt die erwünschten Abmessungen, so vermindert sich der Obergangswiderstand und bewirkt ein Nachwärmungsimpuls (dessen Zeitdauer eine Halbperiode nicht überschreitet), jedoch keine beträchtliche Aufwärmung derThermal radiation of the surface of the film between the two Exploited weld points, and the detection serves as a reliable basis for determining whether the weld point has the necessary dimensions. For this purpose, a photodetector 9 is inserted into the bore built into the tubular electrode 8 and used to detect the temperature radiation -ung the surface of the film 2 is provided. Does the welding point have the desired dimensions, the contact resistance is reduced and causes a reheating pulse (the duration of which does not exceed a half cycle), but no significant heating of the Umgebung der punktförmigen Schweißnaht. Durch Vergleichen der gemessenen oder erfaßten Werte mit einem experimentell festgestellten Pegel der Signalamplitude können die fehlerhaften Verbindungen ausgesiebt werden. Dadurch können die zufälligen Einwirkungen einer Vielzahl von die Qualität der Schweißnaht während der WiderstandsArea of the punctiform weld seam. By comparing the measured or recorded values with an experimental one At the level of the signal amplitude, the faulty connections can be screened out. This can prevent the accidental effects of a Variety of the quality of the weld during the resistance schweißung beeinflussenden Veränderlichen ausgeschlossen werden.Variables influencing welding can be excluded.

Gleichzeitig ist es auch möglich, zu den weiteren technologischen Schritten lediglich solche elektrischen Bauteile weiterzuleiten, die die beanspruchten Qualitätsbedingungen erfüllen. Die Meßergebnisse können auch zur Steuerung und/oder Regelung der technolo gischen Parameter des Schweißvorganges ausgenutzt werden.At the same time it is also possible to go to the other technological Steps to only forward such electrical components, that meet the required quality requirements. The measurement results can also be used to control and / or regulate the technolo gical parameters of the welding process are used.

Zwecks näherer Darstellung des vorgeschlagenen Verfahrens der Zweipunktwiderstandsschweißung werden nachfolgend praktische Beispiele beschrieben.For the purpose of a more detailed description of the proposed method of two-point resistance welding, practical examples are given below described.

Beispiel.1Example 1

Die Stromeinführung 1 von 0,6 mm Durchmesser einer Hochdruck-Gasentladungslampe wurde an eine Folie 2 von 22 \im Dicke geschweißt. Dazu wurde ein Paar von Rohrelektroden 8 verwendet, deren äußerer Durchmesser D = 3 mm und Bohrungsdurchmesser· d~ = 1 mm betragen. Die Rohrelektroden 8 enthalten ein aus Wolfram durch Sintern hergestelltes Einlagestück. Die Schweißung dauert 1 Periode, wobei eine sekundäre Wechselspannung 2 V von 50 Hz Frequenz und eine Elektrodenkraft 100 N verwendet wurden.The current inlet 1 of 0.6 mm diameter of a high pressure gas discharge lamp was welded to a foil 2 of 22 \ in thickness. For this purpose, a pair of tubular electrodes 8 were used, the outer diameter of which is D = 3 mm and the bore diameter · d ~ = 1 mm. The tubular electrodes 8 contain an insert made of tungsten by sintering. The welding lasts 1 period, a secondary alternating voltage of 2 V at 50 Hz frequency and an electrode force of 100 N being used.

Im Wärmebereich der Schweißung konnte keine Rekristallisation festgestellt werden. Die Verbindungen wurden einer Zerreißfestigkeitsprüfung unterworfen, wodurch bewiesen wurde, daß die Zweipunktverbindungen 7 einer um 40% höheren Scherkraft und Zerreißkraft standhal-No recrystallization could be found in the heat area of the weld. The connections were subjected to a tensile strength test, which proved that the two-point connections 7 withstand a 40% higher shear force and tensile force. ten als die nach den bekannten Methoden geschweißten Verbindungen.th than the connections welded according to the known methods.

Beispiel 2Example 2

Eine Entladungselektrode 3 von 1,2 mm Durchmesser einer Hochdruck-Entladungslampe wurde an eine Folie 2 von 25 Mm Dicke geschweißt. Dazu wurde eine Rohrelektrode 8 von D = 3 mm äußerem Durchmesser und von d_f = 1,5 mm Bohrungsdurchmesser sowie eine Schweißelektrode von D = 3 mm Durchmesser verwendet. Die Rohrelektrode 8 enthält ein aus Wolfram zusammengesintertes Einlagestück. ■ A discharge electrode 3 of 1.2 mm in diameter of a high pressure discharge lamp was welded to a foil 2 of 25 µm in thickness. For this purpose, a tubular electrode 8 with an outer diameter of D = 3 mm _{and a bore diameter of d f} = 1.5 mm and a welding electrode with a diameter of D = 3 mm were used. The tubular electrode 8 contains an insert piece sintered together from tungsten. ■

Es konnte festgestellt werden, daß es genug ist, wenn zum Schweißen lediglich an der Seite der Folie 2 eine Rohrelektrode 8 angewendet wird, und die Schweißelektrode 10 bei der Stromeinführung 1 ein einfacher geschleifter Wolframstab ist. 20It was found that it is enough if for welding a tubular electrode 8 is only used on the side of the foil 2, and the welding electrode 10 at the current inlet 1 is a simple, ground tungsten rod. 20th

Beispiel 3Example 3

Im Innenraum der Rohrelektrode 8 wurde ein Detektor 9 zur Erfassung der Temepraturstrahlung angeordnet. Als Detektor 9 kann eine Photodiode oder ein Phototransistor dienen. Der Detektor 9 wurde zurIn the interior of the tubular electrode 8, a detector 9 was used for detection the temperature radiation arranged. A photodiode or a phototransistor can serve as the detector 9. The detector 9 was used for Erfassung der Intensität der in der Umgebung jenes Punktes der Folie 2 meßbaren Temperaturstrahlung eingestellt, der in der Achse der Bohrung der Rohrelektrode 8 liegt.Detection of the intensity of the area around that point on the film 2 measurable temperature radiation set, which lies in the axis of the bore of the tubular electrode 8.

Die Photodiode ist auf die Wellenlängen empfindlich, die die über 100⁰C liegende Wärmestrahlung darstellen, und bei höheren Temperaturen gewährleistet sie einen Photostrom, dessen Stärke zur Temperaturstrahlung proportional und in höheren Temperaturbereichen sehr steil erhöhend ist.The photodiode is sensitive to the wavelengths that represent the ^{thermal radiation lying above 100 °} C., and at higher temperatures it ensures a photocurrent, the strength of which is proportional to the thermal radiation and increases very steeply in higher temperature ranges.

Es sind verschiedene schaltungstechnische Lösungen bekannt, die zur Registrierung der durch Verstärkung des Photostroms erhaltbaren Signale geeignet sind. ·Various circuit solutions are known that are used for Registration of the obtainable by amplifying the photocurrent signals are suitable. ·

Zur Detektierung der Wärmestrahlung wurde ein Phototransistor von OS 13 Typ eingestellt, dessen Photostrom während dem nach dem Schweißen zur Nachwärmung verwendeten Prüfimpuls in Form eines proportionalen Signals mittels eines Speicheroszillators von TEKTRONIX 7000 Typ gespeichert wurde. Der Photostrom wurde daher durch entsprechende Sig nale registriert. Derart wurden die zeitigen Vorgänge der Wärmestrahlung der beobachteten Folienteile während der nach der Schweißung vorgenommenen Nachwärmung festgestellt. Dazu wurden die Größen der Photosignale der Nachwärmung entsprechend den einzelnen Werten der Festigkeit der Nähte experimentiell bestimmt.A phototransistor from OS 13 type set, its photocurrent during which after welding test pulse used for reheating in the form of a proportional Signal was stored by means of a memory oscillator of the TEKTRONIX 7000 type. The photocurrent was therefore indicated by the corresponding Sig nale registered. Such were the early processes of thermal radiation of the film parts observed during the after welding post-heating performed. For this purpose, the sizes of the photo signals of the reheating were determined according to the individual values of the Seam strength determined experimentally.

So zum Beispiel unterschreitet das zum Photostrom proportionale Ausgangssignal der bei den hier beschriebenen Versuchen verwendeten Meßanordnung den Wert 2 V bei einer Schweißnaht guter Qualität. EsFor example, it falls below what is proportional to the photocurrent The output signal of the measuring arrangement used in the experiments described here is 2 V with a good quality weld. It konnte festgestellt werden, daß es eine gute Korrelation zwischen der Signalgröße des Photostroms und der auf der Zweipunktverbindung 7 meßbaren Abscher-Reißkraft gibt. Das Ausgangssignal ist geeignet, eine Schaltung zur Regelung und/oder Steuerung der technologischen Parameter der Herstellung der zweipunktgeschweißten Verbindungen,it was found that there was a good correlation between the signal size of the photocurrent and that on the two-point connection 7 gives a measurable shear tear force. The output signal is suitable for a circuit for regulating and / or controlling the technological Parameters for making two-point welded connections, insbesondere bei der Lampenproduktion mit Eingangssignalen zu speisen.to feed with input signals, especially in lamp production.

Falls ein Maximalwert des zum PrUfimpuls (zur Nachwärmung) gehörenden Photostroms vorgeschrieben wird, und aufgrund dessen ein Verfahren zum Auswählen von Fehlstücken eingeführt wird, sind die Steigerung der Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, und insbesondere die Erhöhung der technologischen Sicherheit der Lampenherstellung bei der Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens der Zweipunktwiderstandsschweißung erreichbar.If there is a maximum value for the test pulse (for reheating) Photocurrent is prescribed, and due to which a method of selecting missing pieces is introduced, are the increase the reliability of the method according to the invention, and in particular the increase in the technological safety of lamp manufacture achievable when using the proposed method of two-point resistance welding.

Zur Prüfung der obigen Feststellungen wurden zwei Proben von je 20 Stücken durch Schweißen vorbereitet, wobei in jeder Probe 2 Stücke durch einen Photostrom oberhalb des vorgeschriebenen Maximums gekennzeichnet werden konnten. In den Proben wurde die Zerreißfestigkeitsprüfung bei jeder Verbindung durchgeführt, und danach wurden die Durchschnittswerte und die Abweichung der Abscher-Reißkraft auch ohne die erwähnten zwei Fehlstücke bestimmt. Die Reißkraft zeigte nach dem Ausschließen der nicht entsprechenden Verbindungen (je 2 Stück) eineTo test the above findings, two samples of 20 Pieces prepared by welding, whereby in each sample 2 pieces could be identified by a photocurrent above the prescribed maximum. In the samples, the tensile strength test was carried out on each joint, and thereafter the average values and the deviation of the shear tensile strength were also taken without the mentioned two missing pieces. The tear strength showed after the non-conforming connections (2 pieces each) had been excluded

geringe Erhöhung (lediglich etwa 6%), wobei eine bedeutende Verbesserung der Abweichung der gemessenen Werte festgestellt werden konnte: die Abweichung der Abscher-Reißkraft fiel von 5,1 N auf 2,56 N in der einen Probe und von 5,2 N auf 2,54 N in der anderen ab. 5slight increase (only about 6%) , whereby a significant improvement in the deviation of the measured values could be ascertained: the deviation in the shear tear force fell from 5.1 N to 2.56 N in one sample and from 5.2 N 2.54 N in the other. 5

Aufgrund der Meßergebnisse konnte festgestellt werden, daß eine Sortierung, wobei ein vorgeschriebener Wert des zu der Schweißnaht hoher Qualität gehörenden Photostroms als Auswahlmerkmal benutzt wird, zur Gewährleistung von Verbindungen von gleichmäßig hoher QualitätOn the basis of the measurement results it could be determined that a sorting, whereby a prescribed value of the photocurrent belonging to the high quality weld seam is used as a selection feature, to ensure connections of consistently high quality

1Ö geeignet ist, und hierbei kann eine von der Konstruktion der Stromeinführung angebotene Möglichkeit benutzt werden, und zwar die Prüfung der Aufwärmung und der eventuellen überhitzung der Folie während der Schweißung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Zweipunktschweißung kann die Zweipunktverbindung während des Schweißvor-1Ö is suitable, and in this case one of the options offered by the construction of the current inlet can be used, namely checking the warming up and possible overheating of the foil during welding. In the two-point welding method according to the invention, the two-point connection can be made during the welding process. ganges derart beobachtet werden, daß die Wärmestrahlung des in der Bohrungsachse der Rohrelektrode 8 liegenden Folienbereiches bei einer elektrischen Nachwärmung detektiert wird, wodurch die Abmessungen der durch den Schweißvorgang realisierten Zweipunktverbindung 7 kontrollierbar ist.ganges are observed in such a way that the thermal radiation of the film area lying in the bore axis of the tubular electrode 8 at a electrical reheating is detected, whereby the dimensions of the two-point connection realized by the welding process 7 can be controlled.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, Verbindungen ausgezeichneter Qualität im Rahmen der Massenproduktion zu erzeugen, wobei die Erfüllung der Qualitätsanforderungen automatisch prüfbar ist.The method according to the invention is suitable for producing compounds of excellent quality in the context of mass production, the Compliance with quality requirements can be checked automatically.

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Claims

VIERING & JENTSCHURA admitted to the European Patent Office European Patent Attorneys - Mandataires en Brevets Europeens DipWng. Hans-Martin Viering DipNng. Rolf Jentschura · Steinsdorfstrasse 6 · D-8000 Munich 22 Lawyers file 4588 TUNGSRAM Reszvenytärsasäg Budapest / Hungary Process for the production of two spot-welded connections of high-melting point current inlets of the rod-foil-rod type that are flattened in hard glass or quartz glass

1. Process for the production of two-point welded connections, in particular for the generation of flattened current inlets in hard glass or quartz glass with a high melting point of the stick-foil-stick type,

wobei ein stabförmiges stromführendes Element durch Widerstandsschweißen mit einer Folie zweipunktgeschweißt verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zweipunktgeschweißte Verbindung (7) in einem einzigen technologischen Schritt, unter Anwendung einerwherein a rod-shaped current-carrying element is two-point-welded to a foil by resistance welding, characterized in that the two-point-welded connection (7) in a single technological step, using a

Rohrelektrode (8) zumindest an einer Seite der Folie (2) geschaffen 30Tubular electrode (8) created at least on one side of the film (2) 30th

wird.will.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsdurchmesser der zur Widerstandsschweißung verwendeten Rohrelektrode2. The method according to claim 1, characterized in that the bore diameter of the tubular electrode used for resistance welding

(8) das 0,5 bis 1,5-fache des Durchmessers der Stromeinführung (1), 35(8) 0.5 to 1.5 times the diameter of the current inlet (1), 35

bzw. einer Entladungselektrode (3) oder einer Glühspirale (6) beträgt.or a discharge electrode (3) or an incandescent spiral (6).

II/p -2-II / p -2-

Telephone (O 89) 29 3413 and 29 3414 Tetefax (O 89) 22 839 20 Telex 17 898 454+ Telegram Stelnpat Munich

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the quality of the weld seam indirectly during the weld is controlled in such a way that during one after the Used welding process and cause reheating Test pulse the temperature radiation of the surface of the film (2) is detected in the vicinity of the two spot-welded connection (7), and for forwarding one to the temperature radiation proportional signal a in the bore of the tubular electrode (8) arranged photodetector (9) is used. 10

4. The method according to claim 3, characterized in that the signal of the photodetector (9) as a control signal for selection the faulty welded joints are exploited.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the signal from the photodetector (9) is used to control the welding process.