JPH01169837A - 高圧金属蒸気放電灯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、メタルハライドランプなど高圧金属蒸気放
電灯の製造方法にかかわり、とくに電極のタングステン
芯線とモリブデン箔との溶接方法に関する。

〔従来の技術〕

メタルパライトランプなど高圧金属蒸気放電灯は、スポ
ーツ照明用途などに広く普及しているが、その発光管（
１）の構成は、第３図に示すように石英ガラス製の管の
両端部に電極（３）を、この電ｉ　（３１に接合された
モリブデン金属箔（４）を介して圧潰封止して保持して
なるものが一般的である。なお、（２）は封止部、（５
）は外部導出線、（７）は補助極、Ｔｉ極（３）はその
タングステン芯線（８）がモリブデン金属箔（４）に通
常スポット溶接されているが、この溶接は高融点金属同
士の溶接になるため、溶接が難しい面があった。また、
スボット溶接の場合、溶接電極が消耗し、溶接条件が常
に変化するので、自動化装置などでは実施できない問題
点があった。

この問題点を克服するため、最近レーザーを用いた溶接
法が開発された（たとえば特開昭５５−４６４５７号公
報）。レーザー溶接によれば、溶接条件はレーザー光の
みで定まり、時間変化もないため、自動化装置の溶接に
は適している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、レーザー光により電極（タングステン）
とモリブデン金属箔を溶接しようとする場合、モリブデ
ン箔（４）は薄く電極芯線（８）は太く、熱容量が大き
い。すなわち、溶接は被溶接箇所が相互に溶融して中間
合金を形成することによって達成されるのであるが、レ
ーザー光照射が弱すぎろとモリブデン箔（４）は溶けて
もタングステン芯線（８）は溶けない場合があり、また
、強すぎるとモリブデン箔（４）に穴があく場合もある
。これはとくにタングステンの芯Ｒ（８）の径が０．５
閤以上になると著しく発生する問題がある。

１したがって、この発明は、高圧金属蒸気放電灯のよう
に芯線径が太い電極芯線（８）とモリブデン箔（４）を
レーザー光照射して溶接する場合、かかる問題点を克服
した金属蒸気放電灯の製造方法を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、線径０．５關以上のタングステン芯線を有
する電極と、この電極の芯線とモリブデン箔をレーザー
光照射により溶接する溶接工程において、前記接合部の
軸方向長さを１　ｍｍ以上とし、接合部の接触面積を接
合部断面の芯線周囲長の１７３以上として、パルス幅２
〜８　ｍ５ｅｃ。

繰り返し２０〜１００パルス／　ｓｅｅのレーザー光を
、芯線径りによって定まる所定のエネルギー照射するこ
とによって、前記接合部を溶接するようにしたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、タングステン芯線とモリブデン箔
との接合部断面の接触面積を規定することにより、レー
ザー光エネルギーのモリブデン箔への芯線の均一な流入
を可能にし、また、芯線径によりレーザーのエネルギー
を選択することにより適切な量のレーザーエネルギーを
用人できる。

〔実施例〕

この発明は、２０〜４０μの厚さのモリブデン箔（４）
を、太さ０．５１１１１１１以上の芯線（８）径を有す
るタングステンに溶接することに適している。モリブデ
ン箔（４）の厚さは、強度的な意味と、真空維持の意味
から前記以外の厚さのものは高圧金属蒸気放電灯には用
いられない。また、０．５胴以下のタングステン芯線（
８）は、２０〜４０μ厚さのモリブデン箔（４）に比較
的よく溶接され得る。これはモリブデン箔（４）の熱容
量と、タングステン芯線（８）の熱容量が近いので、レ
ーザーエネルギーの注入が比較的均一に両者に配分され
るからである。

また、前提のもうひとつは接合部（６）の長さは１　ｍ
ｍ以上であることである。１Ｍ以下の場合は、注入する
エネルギーに関係なく溶接強度は得られ、ない。第２図
はパルス幅２〜８　ｍ５ｅｃエネルギー２．０ジユール
のＹＡＧレーザー光（波長１μ付近）照射により、０．
５〜２ＩＩ１１１の範囲の芯線径のタングステンと、２
０〜４０μの厚さのモリブデンとを接合部の接触面積を
変化させて溶接し、溶接強度の判定を行ったものである
。ここで溶接強度とはその後の工程、およびランプにし
た場合に問題の発生しない程度の強度であり、実質的に
は電極（３）とモリブデン箔（４）に張力をかけてやる
ことにより行っている。また、接合部（６）の接触面積
として接合部断面のタングステン芯線（８）の周囲長Ｓ
０と、接触するモリブデン箔（４）の長さＳとの比Ｓ／
Ｓ、をとっている。縦軸は溶接強度合格の割合を示して
いる。これから、Ｓ／Ｓ０は１７３（３３％）以上とす
る必要があることがわかる。これはモリブデン箔（４）
の熱容量と、タングステン芯線（８）の熱容量を整合さ
せるのに接触面積Ｓ／Ｓ０が１７３以上必要であること
を意味しており、レーザーエネルギーの変動、または芯
線の変動の多少によって大きくは影響されてはいない。

第１図はタングステン芯線径と、その芯線をレーザー溶
接するのに必要なエネルギーとの間係を調べたものであ
り、溶接強度が合格（溶接旧習りで９８％以上）の領域
を斜線で示しである。

ここでパルス幅は２〜８　ｍ５ｅｃ、　ＩＩ　’）返し
２０〜１００パルス／　ｓｅｅ接合部の接触面積は上記
のＳ／Ｓ０として０．３３以上とした。

第１図からパルスエネルギーＪと１芯線径りはほぼ ０．８３３Ｄ　＋０．３３３≦Ｊ≦０．８３３Ｄ　＋１
．８３３の範囲にあれば、問題のない溶接強度が得られ
る。

０．８φのタングステン芯綿を２５μのモリブデン箔に
溶接する際、接触面積がモリブデン接触長ざＳを１．０
ａｍとし、（Ｓ　／　Ｓｏ＝　１　／　ｏ、ｓｘ　ｔｒ
＝　０．４）　０．３３）接合部の軸方向長さを２１１
１ｍとした部分にパルス幅２〜８　＠＋ｅｅ１繰り返し
２０〜１００パルス／回エネルギー〜ジュールのＹＡＧ
レーザー光（波長１μ）を照射しな。ここでこのエネ１
ルギーは ０、８３３Ｄ　＋０１３３３≦Ｊ≦０．８３３Ｄ　＋１
．８３３を満足する。溶接強度を調べた結果サンプル１
００本の全数が良品となった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、タングステン芯線とモリブデン箔
との接合部断面の接触面積を規定し、さらに芯線径によ
りレーザー光線の照射エネルギーを選択するようにした
ので、穴あき不良や強度不足などの製造工程中の歩留を
９８％以上の高水準に維持しつつ連続溶接が可能になり
、溶接の自動化が図れ、その工業上の利益は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯線径とレーザーパルスエネルギーとの関係を
溶接の合格、不合格の領域として示した図、第２図はタ
ングステン芯線の周囲長Ｓｏとモリブデン箔の接触範囲
Ｓとの比Ｓ／Ｓ０と溶接の良品数（％）との関係を示す
図、第３図は高圧金属蒸気放電灯の発光管の概要図、第
４図は電極とモリブデン箔の溶接状態を示す説明図、第
５図はタングステン芯線とモリブデン箔との接触の様子
を示す断面図である。 図において、（１）は発光管、（３）は電極、（４）は
皐すブデン箔、（６）は接合部、（８）はタングステン
芯線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 石英発光管の端部に封着される電極のタングステン製の
   芯線とモリブデン箔とを溶接するに際し、前記タングス
   テン芯線とモリブデン箔との接合部におけるタングステ
   ン芯線の径が０．５ｍｍ以上であり、前記接合部の軸方
   向長さｄが１ｍｍ以上となるものにおいて、前記接合部
   を圧接し、接合部断面の芯線の周囲長Ｓ＿０および前記
   芯線に接触するモリブデン箔の長さＳとの比Ｓ／Ｓ＿０
   を１／３以上とし、パルス幅２〜８ｍｓｅｃ、繰り返し
   ２０〜１００パルス／ｓｅｃのレーザー光を １パルス当たりＪ（ジュール） ただし ０．８３３Ｄ＋０．３３３≦Ｊ≦０．８３３Ｄ＋１．８
   ３３（Ｄは芯線径） 照射して、前記タングステン電極およびモリブデン箔の
   接合部を溶接することを特徴とする高圧金属蒸気放電灯
   の製造方法。