NL8402295A

NL8402295A - Forming twin spot weld connections on lead=ins - by using tubular top electrode on foil to be joined to rod

Info

Publication number: NL8402295A
Application number: NL8402295A
Authority: NL
Original assignee: Tungsram Reszvenytarsasag
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-02-17

Abstract

Twin spot welded joints, specially for joining a rod to a foil in the hard or quartz glass embedded lead-ins for high-pressure discharge lamps, are produced in one operation by applying a tubular electrode to one side of the foil. The preferred dia. of the bore of this electrode is 0.5 to 1.5 times that of the current carrying lead-in rod. A molybdenum foil (2) is spot welded to tungsten wires (1,6) by two spots (7) at each end before embedding in flattened quartz glass (4). The spot welds (7) are produced simultaneously by applying a tubular top electrode (8) and a solid bottom electrode (10). After the welds have been completed, their quality is checked by passing a test pulse and by checking the temperature-induced radiation of the foil surface by a photodetector (9) which produces a signal proportional to this radiation.

Description

%%

NL 32.178-dV/lb VNL 32,178-dV / lb V

Werkwijze voor het vervaardigen van op twee punten gelaste verbindingen, in het bijzonder voor het verkrijgen van in hardglas of kwartsglas afgeplatte stroomtoevoeren met een hoog smeltpunt van het staaf-folie-staaf-type.Method for the production of two-point welded joints, in particular for obtaining high melting point fluxes of the rod-foil-rod type flattened in hard glass or quartz glass.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van op twee punten gelaste verbindingen, in het bijzonder voor het verkrijgen van in hardglas of kwartsglas afgeplatte stroomtoevoeren met een hoog smeltpunt van het staaf-5 folie-staaf-type, waarbij een staafvormig stroomvoerend element door weerstandslassen op twee punten met een folie wordt verbonden.The invention relates to a method for manufacturing two-point welded joints, in particular for obtaining high melting point feeds of the rod-5 foil-rod type flattened in hard glass or quartz glass, wherein a rod-shaped current-carrying element is provided by resistance welding is connected with a foil at two points.

De in het algemeen uit molybdeen en wolfram vervaardigde stroomtoevoeren met een hoog smeltpunt worden volgens de 10 bekende en algemeen toegepaste technologische methoden door middel van een geslepen molybdeenfolie in een uit hardglas of kwartsglas bestaand afgeplat gedeelte ingebouwd en wel zodanig, dat de staafvormige stroomtoevoeren worden verbonden met de uiteinden van de molybdeenfolie op een een elektrisch vermogen 15 waarborgende wijze, in het bijzonder door weerstandspuntlas-sen. De werkwijze dient de vacuumdichte uitvoering te waarborgen.The high melting point current feeds, generally made of molybdenum and tungsten, are incorporated by means of a ground molybdenum foil into a flattened section consisting of hard glass or quartz glass by means of a known molding method, such that the rod-shaped current feeds are connected with the ends of the molybdenum foil in an electrical power ensuring manner, in particular by resistance spot welding. The method should ensure the vacuum-tight design.

De bovengenoemde constructieve oplossing is betrekkelijk gecompliceerd en brengt derhalve grote verbindingstech-20 nische problemen met zich mede: de aan elkaar te lassen materialen zijn moeilijk te lassen en het proces wordt door het grote verschil tussen de afmetingen (de diameter van de staafvormige stroomtoevoer bedraagt 0,4 tot 1 mm en de dikte van de folie bedraagt slechts 0,02 tot 0,03 mm) in eerste 25 instantie en door de onbepaaldheid van de met elkaar in aanraking komende oppervlakken in tweede instantie bemoeilijkt.The above-mentioned constructional solution is relatively complicated and therefore entails major connection-technical problems: the materials to be welded together are difficult to weld and the process is characterized by the large difference between the dimensions (the diameter of the rod-shaped power supply is 0 .4 to 1 mm and the thickness of the film is only 0.02 to 0.03 mm) initially and made more difficult in the second instance by the indeterminacy of the contacting surfaces.

De genoemde onbepaaldheid betekent dat de beschrijvende lijn van de met elkaar in aanraking zijnde oppervlakken tijdens het lasproces steeds breder wordt. Een verder probleem ligt 30 hierin, dat er een groot verschil bestaat tussen de waarden van dewarmte-uitzettingscoëfficiënten van het glas en het molybdeenresp. wolfram, hetgeen tot hogemechanische spanningen tijdens bedrijf van de lamp en in het bijzonder bij het in-en uitschakelen daarvan, leidt. Tengevolge van de in het af-35 geplatte gedeelte ontstane mechanische spanningen treden 8402295 ΰ. τ , - 2 - breukverschijnselen bij de folie op, welke terug te voeren is tot een nadelige rekristallisatie van de folie in het gebied van de warmte-invloed van het lassen.The said indeterminacy means that the descriptive line of the surfaces in contact with each other becomes wider during the welding process. A further problem lies in that there is a large difference between the values of the heat expansion coefficients of the glass and the molybdenum resp. tungsten, which leads to high mechanical stresses during operation of the lamp and in particular when switching it on and off. As a result of the mechanical stresses created in the flattened part, 8402295 treden occurs. τ, - 2 - fracture phenomena at the foil, which can be traced back to an adverse recrystallization of the foil in the region of the heat influence of the welding.

Ter vermijding van de rekristallisatie van het 5 warmtegebied is als oplossing bekend een metallisch (bijvoorbeeld uit platina, tantal enz. bestaand) middenstuk toe te passen en wel ter vermindering van de voor het vervaardigen van de verbinding noodzakelijke temperatuur. Hierdoor kan een aanmerkelijke vermindering van de temperatuur van het las-10 proces worden bereikt, hetgeen tot een vermijding van de rekristallisatie leidt, omdat in de laszone een oververhitting van de folie niet kan plaatsvinden. Het is ook bekend de korrel-fijnheid van het. molybdeen in de folie te verkleinen, waartoe geschikte legeringscomponenten kunnen worden toegepast en 15 waardoor een verhoging van de temperatuur voor rekristallisatie kan worden bereikt.In order to avoid recrystallization of the heat region, it is known as a solution to use a metallic center piece (for example consisting of platinum, number, etc.) in order to reduce the temperature necessary for the production of the compound. As a result, a considerable reduction in the temperature of the welding process can be achieved, which leads to an avoidance of the recrystallization, because the foil cannot overheat in the welding zone. It is also known the grain-fineness of it. reduce molybdenum in the film, for which purpose suitable alloying components can be used and whereby an increase in the temperature for recrystallization can be achieved.

Volgens een andere bekende methode wordt een vooraf van glas voorziene stroomtoevoer in het afgeplatte gedeelte ingebouwd. Deze oplossing wordt vooral toegepast bij licht-20 bronnen met een lange levensduur in plaats van de constructie van het staaf-folie-type. Hiertoe wordt ten minste één geschikt verbindingsglas gebruikt, dat het mogelijk maakt de stroomtoevoer met een hoog smeltpunt spanningsvrij in het kwartsglas te solderen.According to another known method, a pre-glazed power supply is built into the flattened portion. This solution is mainly used with long life light sources instead of the rod-foil type construction. At least one suitable connection glass is used for this purpose, which makes it possible to solder the current supply with a high melting point stress-free in the quartz glass.

25 Alle beschreven methoden hebben het nadeel dat extra arbeidsstappen nodig zijn ter voorbereiding van de bekleding, legering of het middenstuk, waardoor onder omstandigheden ook de materiaalkosten belangrijk hoger kunnen worden.All the methods described have the disadvantage that additional work steps are required in preparation of the coating, alloy or the center piece, which under circumstances can also significantly increase the material costs.

De uitvinding beoogt een lasmethode te verschaffen, 30 die toepasbaar is bij de massafabricage in het bijzonder van de in afgeplatte delen in te bouwen stroomtoevoeren van het staaf-folie-type, waarbij de betrouwbaarheid van de lamp in aanmerking nemende een verbinding van uitstekende kwaliteit is te bereiken, zonder dat bij de folie de toepassing van een 35 middenstuk (namelijk een folie of een bekleding) of een vooraf aanbrengen van glas bij de stroomtoevoeren nodig is.The object of the invention is to provide a welding method which is applicable in the mass production, in particular of the power supplies of the rod-foil type to be incorporated in flattened parts, the reliability of the lamp taking into account an excellent quality connection. without the use of a central section (ie a foil or a covering) or a pre-application of glass at the power supplies being necessary for the foil.

Tengevolge van de ongunstige belastbaarheidseigen-schappen van de traditionele lijnvormige puntnaden kan de verandering van de geometrie van de naad als doelmatig wor-40 den beschouwd, omdat bij de bekende lasnaden de grote hoeveel- 8402295 - 3 - * heid warmte, die het smelten van het molybdeen en/of wolfram bevattende elementen met een hoog smeltpunt bij het lassen veroorzaakt, de rekristallisatie van het gebied, waarin de warmte wordt afgegeven, tot gevolg heeft.Due to the unfavorable load-bearing properties of the traditional linear point seams, the change of the geometry of the seam can be considered effective, because with the known welding seams the large amount of heat, which melts the the molybdenum and / or tungsten-containing elements having a high melting point in welding cause the recrystallization of the region in which the heat is released.

5 Indien een lasnaad met een groot oppervlak moet wor den gevormd, vindt de rekristallisatie van de dunne folie in de gehele doorsnede plaats en hierdoor treden scheuren op bij de korrelgrenzen gedurende de verdere bewerking, hetgeen elke latere toepassing hiervan in de lichtbrontechniek uit-10 sluit.If a large-area weld seam is to be formed, the recrystallization of the thin film takes place in the entire cross-section and cracks occur at the grain boundaries during further processing, which precludes any subsequent use thereof in the light source technique. .

Uit oogpunt van de statische en dynamische belastingen kan de voor de beide gunstige vorm van de naad op grond van het onderzoek van de onder inwerking van de belastingen optredende spanningen worden bepaald; aangezien de toelaatbare 15 verhouding van de trekspanningen en de schuifspanningen gelijk is aan de verhouding van de elasticiteitsmodulus bij de molyb-deenfolie en de belastbaarheid bij belasting op afschuiving en trek bij benadering driemaal zo hoog is als bij zuivere afschuiving (de waarde van de elasticiteitsmodulus voor het 5 2 5 2 20 molybdeen bedragen: E = 3,4.10 N/rom en G = 1,28.10 N/mm ). Dit betekent dat de vergroting van de langsafmeting van naad in eerste instantie - vanwege de grote benodigde toe te voeren warmte-energie - tot het toenemen van het gevaar op rekristallisatie leidt, terwijl de statische belastbaarheid van de 25 verbinding hierdoor nauwelijks verandert en tevens de dynamische belastbaarheid door de moeilijkere vormverandering belangrijk verslechtert.From the point of view of the static and dynamic loads, the seam which is favorable for both of these can be determined by examining the stresses occurring under the effects of the loads; since the allowable ratio of the tensile stresses and the shear stresses is equal to the ratio of the modulus of elasticity with the molybdenum foil and the load capacity under shear and tensile stress is approximately three times as high as with pure shear (the value of the modulus of elasticity for the 5 2 5 2 20 molybdenum are: E = 3.4.10 N / rom and G = 1.28.10 N / mm). This means that the increase in the longitudinal dimension of the seam initially - due to the large amount of heat energy to be supplied - leads to an increase in the risk of recrystallization, while the static load-bearing capacity of the connection hardly changes as a result, and also the dynamic load capacity significantly deteriorates due to the more difficult shape change.

Door middel van technische proefnemingen en trek-sterkteproeven kan het bovengenoemde worden bewezen, op grond 30 waarvan voor het waarborgen van de noodzakelijke naaddoor-snede bij het lassen van stroomtoevoeren het toepassen van de tweepuntslas doelmatig blijkt. De dynamische en statische belastbaarheid van een dergelijke verbinding is uitstekend.The aforementioned can be proved by means of technical tests and tensile strength tests, on the basis of which the use of the two-point weld proves to be effective in ensuring the necessary seam cross-section when welding power supplies. The dynamic and static load capacity of such a connection is excellent.

De vorm van een puntvormige naad is ideaal omdat zij in 35 doorsnede ongeveer cirkelvormig is en de lengte van het op afschuiving en trek belaste naadgebied wordt verdubbeld. Hierdoor kan een zeer gunstige waarde van de in langsrichting toelaatbare belasting worden verkregen. De sterkte van de naad is bij benadering gelijk aan die van het materiaal, om-40 dat hierdoor de vermijding van rekristallisatie kan worden 8402295 *; ^ --4- gewaarborgd.The shape of a pointed seam is ideal because it is approximately circular in cross-section and the length of the shear and tensile seam area is doubled. As a result, a very favorable value of the longitudinally permissible load can be obtained. The strength of the seam is approximately equal to that of the material, so that it can avoid recrystallization 8402295 *; ^ --4- guaranteed.

Het Duitse Offenlegungsschrift 2.604.696 beschrijft een methode voor het verkrijgen van de tweepuntslas voor het verbinden van de folie en de staafvormige stroomtoevoer: de 5 folie wordt in dwarsrichting ingesneden en door de aldus verkregen sleuf wordt de stroomtoevoer gestoken en wel zodanig, dat een deel hiervan onder de folie en een ander deel boven de folie wordt aangebracht en daarna worden de delen door weerstandslassen verenigd. Het ene laspunt ont-10 staat hierdoor bij de onderste en het andere laspunt bij de bovenste weerstandslaselektrode tussen de staafvormige stroomtoevoer en de folie.German Offenlegungsschrift 2,604,696 describes a method for obtaining the two-point seal for connecting the foil and the rod-shaped current supply: the foil is cut transversely and the current supply is inserted through the slot thus obtained, in such a way that part of this is placed under the foil and another part above the foil and then the parts are joined by resistance welding. As a result, one welding point is created at the lower and the other welding point at the upper resistance welding electrode between the rod-shaped current supply and the foil.

Een nadeel van deze bekende oplossing bestaat hierin, dat de sterkte van de ingesneden folie afneemt, terwijl 15 voorts de laspunten op verschillende vlakken zijn aangebracht, hetgeen tot een vermindering van de belastbaarheid van de tweepuntsverbinding·voert. Een ander probleem moet hierin worden gezien, dat bij een massafabricage het invoeren van de staafvormige stroomtoevoer in de sleuf een moeilijk te 20 mechaniseren handeling vormt en voorts in het feit, dat het onmogelijk is een goede symmetrie van de plaats van de laspunten te bereiken, omdat bij de folie de nauwkeurige instelling van de afstanden is bemoeilijkt.A drawback of this known solution consists in that the strength of the cut film decreases, while the welding points are also applied on different surfaces, which leads to a reduction in the load-bearing capacity of the two-point connection. Another problem has to be seen here that in mass production the introduction of the rod-shaped current supply into the slot constitutes an operation which is difficult to mechanize and furthermore in the fact that it is impossible to achieve a good symmetry of the location of the welding points, because with the foil it is difficult to accurately set the distances.

In het Zwitserse octrooischrift 545.163 is een 25 contactloos systeem beschreven voor het onderzoeken van het vormingsproces van de lasplaats bij weerstandslassen, waarbij de signalen van een de infraroodstraling detecterende, op zichzelf bekende detector (fototransistor) worden gebruikt. In de direkte omgeving van de laselektrode wordt de intensiteit van 30 de infraroodstraling gedurende het lasproces gemeten en hierdoor kan het bereiken van de noodzakelijke temperatuur voor het lassen worden waargenomen. Het met de warmtestraling van het oppervlak evenredige signaal dient een minimumniveau te bereiken en in dit geval wordt aan de lasplaats de bijbehoren-35 de kwaliteit toegekend. Het nadeel van deze bekende oplossing bestaat in de toepassing van een een zeer nauwkeurig kleur-filter vereisend optisch systeem, waarbij een hele reeks van andere stoorsignalen en ruis moet worden uitgefilterd.Swiss patent 545,163 discloses a contactless system for examining the welding spot formation process in resistance welding, using the signals of a detector (phototransistor) known per se to detect the infrared radiation. In the direct vicinity of the welding electrode, the intensity of the infrared radiation during the welding process is measured and as a result, the required temperature for welding can be observed. The signal proportional to the heat radiation from the surface must reach a minimum level and in this case the associated quality is assigned to the welding site. The drawback of this known solution consists in the use of an optical system requiring a very accurate color filter, in which a whole series of other interference signals and noise have to be filtered out.

De onderhavige uitvinding beoogt de werkwijze voor 40 het verkrijgen van een tweepuntslas verder te ontwikkelen en 8402295 * $ % - 5 - de nadelen van de uit de stand van de techniek bekende oplossingen voor zowel het lasproces als het onderzoek te ondervangen. Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat een automatische dosering kan plaatsvinden, indien een speci-5 aal uitgevoerde elektrode voor het weerstandslassen voor het verbinden van de staafvormige stroomtoevoer met één zijde van de folie wordt gebruikt.The present invention aims to further develop the method for obtaining a two-point weld and to overcome the drawbacks of the prior art solutions for both the welding process and the investigation. The invention is based on the insight that an automatic dosing can take place if a specially designed electrode for resistance welding for connecting the rod-shaped current supply to one side of the foil is used.

Volgens de uitvinding heeft de werkwijze van de in de aanhef genoemde soort het kenmerk, dat de tweepuntsverbinding 10 in een enkele technologische stap wordt gevormd onder toepassing van een buiselektrode aan ten minste ëén zijde van de folie.According to the invention, the method of the type mentioned in the preamble is characterized in that the two-point connection 10 is formed in a single technological step using a tube electrode on at least one side of the foil.

De voorwaarden van de warmte-overdracht kunnen op gunstige wijze worden beïnvloed, indien de boringdiameter van 15 de voor het weerstandslassen gebruikte buiselektrode het 0,5 tot 1,5-voudige van de diameter van de stroomtoevoer, resp. de ontladingselektrode of de gloeispiraal bedraagt.The conditions of the heat transfer can be favorably influenced if the bore diameter of the tube electrode used for resistance welding is 0.5 to 1.5 times the diameter of the current supply, respectively. is the discharge electrode or the filament.

De kwaliteit van de vervaardigde verbinding kan met voordeel zodanig indirekt worden onderzocht, dat in de omge-20 ving van de te vervaardigen verbinding de temperatuursstraling van het oppervlak van de folie tijdens het lasproces wordt gedetecteerd en voor het detecteren alsmede voor het opwekken van een verder te verwerken signaal een geschikt détectie-element, bijvoorbeeld een fotodetector in de opening van de 25 buiselektrode wordt geplaatst.The quality of the compound produced can advantageously be investigated indirectly such that, in the vicinity of the compound to be manufactured, the temperature radiation of the surface of the foil is detected during the welding process and for detecting as well as for generating a further signal to be processed a suitable detection element, for example a photo detector, is placed in the opening of the tube electrode.

Bij de massafabricage kan het signaal van het detec-tie-element worden benut voor het sturen van de selectie van foutief gelaste stroomtoevoeren. Het signaal is ook geschikt voor een systeem voor het regelen van het lasproces.In mass production, the signal of the detection element can be used to control the selection of incorrectly welded power supplies. The signal is also suitable for a system for controlling the welding process.

30 De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven .The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown.

Pig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een in kwartsglas afgeplatte stroomtoevoer.Pig. 1 is a perspective view of a power supply flattened in quartz glass.

35 Pig. 2 is een bovenaanzicht van een afgeplat gedeelte bij. een met halogenide gevulde lichtbron, waarbij de stroomtoevoer is vervaardigd door eentweepunts-weerstandslas.Pig. 2 is a plan view of a flattened portion at. a halide-filled light source, the power supply of which is produced by a two-point resistance weld.

Pig. 3 toont een mogelijke realisatie van de werkwijze volgens de uitvinding bij de fabricage van de stroomtoe-40 voer volgens fig. 2.Pig. 3 shows a possible realization of the method according to the invention in the manufacture of the power supply according to FIG. 2.

8402295 * -t - 6 -8402295 * -t - 6 -

In fig. 1 is een stroomtoevoereenheid te zien, die is aangebracht in het uit kwartsglas voorbereide afgeplatte gedeelte van een hogedruk-ontladingslamp. Deze eenheid omvat een stroomtoevoer 1 en een folie 2, waarbij de folie 2 in 5 verbindingsplaatsen 5 zowel met de stroomtoevoer 1 als met een ontladingselektrode 3 is gekoppeld. Een afgeplat gedeelte 4 van het kwartsglas omvat de folie 2 tussen de verbindingsplaatsen 5 en waarborgt de vacuumdichte afsluiting.Fig. 1 shows a power supply unit mounted in the flattened portion of a high pressure discharge lamp prepared from quartz glass. This unit comprises a power supply 1 and a foil 2, the foil 2 being coupled in 5 connection locations 5 to both the power supply 1 and a discharge electrode 3. A flattened part 4 of the quartz glass comprises the foil 2 between the connecting places 5 and ensures the vacuum-tight sealing.

Volgens fig. 2 zijn de stroomtoevoer 1 en een gloei-10 spiraal 6 door middel van tweepuntsverbindingen 7 met de folie 2 gekoppeld. De tweepuntsverbinding 7 veroorzaakt geen vergroting van dat oppervlak van de stroomtoevoer 1 of het rechte gedeelte van de gloeispiraal 6, dat tegen het oppervlak van de folie 2 aanligt. Dit volgt uit het feit, dat de uit het 15 oogpunt van zowel de belastbaarheid als de stroomgeleiding noodzakelijke doorsnede van de verbinding tengevolge van de gunstige geometrische (bij benadering cirkelvormige) vormgeving van de naad kan worden gewaarborgd. De tweepuntsverbindingen 7 worden in een enkele technologische stap vervaardigd 20 en dientengevolge treedt geen shuntwerking op, welke de beperking van de afstand tussen de verbindingspunten noodzakelijk zou maken.According to Fig. 2, the power supply 1 and an incandescent coil 6 are coupled to the foil 2 by means of two-point connections 7. The two-point connection 7 does not cause an enlargement of that surface of the power supply 1 or the straight part of the filament 6 which abuts the surface of the foil 2. This follows from the fact that the cross-section of the connection necessary from the point of view of both the load capacity and the current conduction can be ensured due to the favorable geometric (approximately circular) design of the seam. The two-point connections 7 are produced in a single technological step 20 and consequently no shunting occurs which would necessitate the limitation of the distance between the connection points.

De werkwijze volgens de uitvinding voor de tweepunts-weerstandslas wordt volgens fig. 3 bij de fabricage van een 25 tweepuntsverbinding van de stroomtoevoer gerealiseerd door toepassing van een buiselektrode 8.The method according to the invention for the two-point resistance weld is shown in FIG. 3 in the manufacture of a two-point connection of the power supply by the use of a tube electrode 8.

Bij weerstandslassen ontstaat de warmte-energie bij de punten, waarbij het te lassen oppervlak in aanraking is met de buiselektrode 8. De door de buiselektrode 8 uitgeoefen-30 de druk dient bij de beide laspunten gelijk te zijn teneinde de identieke sterkte van de verbinding te kunnen waarborgen. Dit kan worden bereikt door de symmetrie van de buiselektrode 8 en daardoor is in ëén proces de nagenoeg cirkelvormige, d.w.z. voor de sterkte gunstigste vormgeving van de lasnaad 35 realiseerbaar. Hiertoe dient een laselektrode 10 te worden gebruikt, die aan de buiselektrode 8 moet worden aangepast: door deze aanpassing kunnen naden van een goede kwaliteit en van gelijke afmeting bij de beide laspunten worden vervaardigd.In resistance welding, the heat energy arises at the points at which the surface to be welded comes into contact with the tube electrode 8. The pressure exerted by the tube electrode 8 must be the same at both welding points in order to ensure the identical strength of the connection. can guarantee. This can be achieved by the symmetry of the tube electrode 8 and the almost circular, that is to say the most favorable in shape of the weld seam 35 can be realized in one process. For this purpose, a welding electrode 10 must be used, which must be adapted to the tube electrode 8: this adjustment allows seams of good quality and of equal dimensions to be produced at both welding points.

40 Voor het realiseren van de lasverbinding tussen de .8402295 « r * - 7 - stroomtoevoer 1 en de folie 2 in twee gescheiden punten door middel van weerstandslassen moet de buiselektrode 8 worden uitgevoerd met een boring, waarvan de diameter groter is dan de breedte van de verbindingsplaats 5.40 To realize the weld connection between the .8402295 «r * - 7 - power supply 1 and the foil 2 in two separate points by means of resistance welding, the tube electrode 8 must be equipped with a bore, the diameter of which is greater than the width of the connection point 5.

5 Volgens de uitvinding wordt het mogelijk een eenvou dige methode voor het controleren van de afmetingen en de ver-bindingssterkte van het laspunt te gebruiken. Voorgesteld wordt bij de werkwijze voor het verkrijgen van tweepunts-weerstandslassen, in het bijzonder in aanmerking nemende de 10 door de constructie van de stroomtoevoereenheid van het staaf-folie-staaf-type alsmede de voordelen van de door de werkwijze volgens de uitvinding geboden mogelijkheden een tweekanaals-weerstandslasinstallatie toe te passen voor het verkrijgen van de stroomvoerende verbindingen, waarbij de 15 temperatuursverandering wordt waargenomen, welke na een las-cyclus bij een naverwarming optreedt. Voor de waarneming wordt de temperatuursstraling van het oppervlak van de folie tussen de twee laspunten benut en de detectie hiervan dient als een betrouwbare basis om vast te stellen of het laspunt 20 de noodzakelijke afmetingen heeft. Hiertoe wordt een foto-detector 9 in de boring van de buiselektrode 8 ingebouwd en gebruikt voor het detecteren van de temperatuursstraling van het oppervlak van de folie 2. Wanneer het laspunt de gewenste afmetingen heeft, dan neemt de overgangsweerstand af 25 en veroorzaakt een naverwarmingsimpuls (waarvan de tijdsduur een halve periode niet overschrijdt) geen aanmerkelijke verwarming van de omgeving van de puntvormige lasnaad. Door vergelijking van de gemeten waarde met een experimenteel vastgesteld niveau van de signaalamplitude kunnen de foutieve 30 verbindingen worden uitgeselecteerd. Hierdoor kunnen de toevallige invloeden van een groot aantal veranderlijken, die de kwaliteit van de lasnaad gedurende het weerstandslassen beïnvloeden, worden uitgesloten. Tevens is het mogelijk voor de verdere technologische stappen alleen die elektrische eenhe-35 den te gebruiken, die aan de gestelde kwaliteitseisen voldoen.According to the invention it becomes possible to use a simple method for checking the dimensions and the connection strength of the welding point. In the method for obtaining two-point resistance welding, it is proposed, in particular taking into account the advantages of the possibilities offered by the method according to the invention, due to the construction of the current supply unit of the rod-foil-rod-type use a two-channel resistance welding installation to obtain the current-carrying connections, observing the temperature change which occurs after a welding cycle in a post-heating. The temperature radiation of the surface of the film between the two sealing points is used for the observation and its detection serves as a reliable basis for determining whether the sealing point 20 has the necessary dimensions. For this purpose, a photo-detector 9 is built into the bore of the tube electrode 8 and used to detect the temperature radiation of the surface of the foil 2. When the welding point has the desired dimensions, the transition resistance decreases and causes a post-heating pulse ( the duration of which does not exceed half a period) no appreciable heating of the environment of the pointed weld seam. By comparing the measured value with an experimentally determined level of the signal amplitude, the incorrect connections can be selected. As a result, the accidental influences of a large number of variables, which influence the quality of the weld seam during resistance welding, can be excluded. It is also possible for the further technological steps to use only those electrical units that meet the quality requirements set.

De meetresultaten kunnen ook worden benut voor het besturen en/ of regelen van de technologische parameters van het laspro-ces.The measurement results can also be used to control and / or control the technological parameters of the welding process.

Ter nadere toelichting van de beschreven werkwijze 40 voor het in twee punten vormen van een weerstandslas worden 8402295 t - 8 - hierna praktische voorbeelden beschreven.To illustrate the described method 40 for forming a resistance weld in two points, 8402295 t-8 - practical examples are described below.

Voorbeeld I.Example I.

De stroomtoevoer 1 met een diameter van 0,6 mm van een hogedruk-gasontladingslamp werd aan een folie 2 met een 5 dikte van 22 yam gelast. Daartoe werd een paar buiselektroden 8 gebruikt, waarvan de buitendiameter D = 3 mm en de boring-diameter d^ = 1 mm bedragen. De buiselektroden 8 bevatten een uit wolfram door sinteren vervaardigd inlegstuk. Het lassen duurde 1 periode, waarbij een secondaire wisselspanning 10 van 2 V met een frequentie van 50 Hz en een elektrodekracht van 100 N werden gebruikt.The 0.6 mm diameter power supply 1 of a high pressure gas discharge lamp was welded to a film 2 having a thickness of 22 yam. For this purpose, a pair of tube electrodes 8 were used, the outer diameter of which D = 3 mm and the bore diameter d = 1 mm. The tube electrodes 8 contain an insert made of tungsten by sintering. The welding lasted 1 period, using a 2 V secondary voltage of 10 V with a frequency of 50 Hz and an electrode force of 100 N.

In het warmtegebied van de las kon geen rekristalli-satie worden vastgesteld. De verbindingen werden aan een treksterkteproef onderworpen, welke uitwees dat de tweepunts-15 verbindingen 7 ongeveer 40% hogere waarden voor de afschuifsterkte en de treksterkte vertonen dan de met de bekende methoden gelaste verbindingen.No recrystallization could be detected in the heat region of the weld. The compounds were subjected to a tensile strength test, which showed that the two-point compounds 7 exhibit about 40% higher shear strength and tensile strength values than the joints welded by the known methods.

Voorbeeld II,Example II,

Een ontladingselektrode 3 met een diameter van 1,2 20 mm van een hogedruk-ontladingslamp werd gelast op een folie 2 met een dikte van 25 jam. Daartoe werd een buiselektrode 8 met een buitendiameter van D = 3 mm en een boringdiameter van d^ = 1,5 mm gebruikt, alsmede een laselektrode 10 met een diameter van D = 3 mm. De buiselektrode 8 bevat een uit wolfram 25 gesinterd inlegstuk.A discharge electrode 3 with a diameter of 1.2 mm of a high-pressure discharge lamp was welded to a foil 2 having a thickness of 25 µm. For this purpose, a tube electrode 8 with an outer diameter of D = 3 mm and a bore diameter of D1 = 1.5 mm was used, as well as a welding electrode 10 with a diameter of D = 3 mm. The tube electrode 8 contains a tungsten 25 sintered insert.

Vastgesteld kon worden, dat het voldoende is wanneer voor het lassen slechts aan de zijde van de folie 2 een buiselektrode 8 wordt gebruikt en de laselektrode 10 bij de stroomtoevoer een eenvoudige wolframstaaf is.It could be determined that it is sufficient if a tube electrode 8 is used for welding only on the side of the foil 2 and the welding electrode 10 at the current supply is a simple tungsten rod.

30 Voorbeeld III.Example III.

In de inwendige ruimte van de buiselektrode 8 werd een detector 9 voor het detecteren van de temperatuursstraling geplaatst. Als detector 9 kan een fotodiode of een fototran- sistor dienen. De detector 9 werd ingesteld voor het bepalen 35 van de intensiteit van de in de omgeving van dat punt van « de folie 2 meetbare temperatuursstraling, dat in de as van de boring van de buiselektrode 8 ligt.A detector 9 for detecting the temperature radiation was placed in the interior of the tube electrode 8. A photodiode or a phototransistor can serve as detector 9. The detector 9 was adjusted to determine the intensity of the temperature radiation measurable in the vicinity of that point of the foil 2, which lies in the axis of the bore of the tube electrode 8.

De fotodiode is gevoelig voor de golflengten, die overeenkomen met hoger dan 100°C liggende warmtestraling en 40 bij hogere temperaturen waarborgt deze een fotostroom, waar- 8402295 - 9 - van de sterkte evenredig is met de temperatuursstraling en bij hogere temperatuurbereiken zeer stijl toeneemt.The photodiode is sensitive to the wavelengths, which correspond to heat radiation higher than 100 ° C and 40 at higher temperatures ensures a photocurrent, the strength of which is proportional to the temperature radiation and increases very steeply at higher temperature ranges.

Er zijn verschillende schakeltechnische oplossingen bekend,, die geschikt zijn voor het registreren van de door 5 het versterken van de fotostroom te verkrijgen signalen.Various switching solutions are known which are suitable for recording the signals to be obtained by amplifying the photocurrent.

Voor het detecteren van de warmtestraling werd een fototransistor van het type OS 13 toegepast, waarvan de fotostroom gedurende de na het lassen voor de naverwarming gebruikte testimpuls in de vorm van een evenredig signaal werd vast-10 gelegd door middel van een geheugenoscillator van het type Tektronix 7000. De fotostroom werd derhalve door overeenkomstige signalen geregistreerd. Op deze wijze werd het tijdsverloop van de warmtestraling van de waargenomen foliedelen gedurende de na het lassen uitgevoerde naverwarming vastge-15 steld. Hiertoe werden de grootten van de fotostroomsignalen bij de naverwarming overeenkomstig de afzonderlijke waarden van de sterkte van de naden experimenteel bepaald.A phototransistor of the type OS 13 was used to detect the heat radiation, the photocurrent of which was recorded during the test pulse used in the form of a proportional signal after the welding for postheating by means of a memory oscillator of the type Tektronix 7000. The photocurrent was therefore recorded by corresponding signals. In this way, the time course of the heat radiation of the observed foil parts during the postheating carried out after the welding was determined. For this purpose, the sizes of the photocurrent signals at the post-heating were determined experimentally according to the individual values of the seam strength.

Zo is bijvoorbeeld het met de fotostroom evenredige uitgangssignaal van de door ons toegepaste meetopstelling klei-20 ner dan 2 V bij een lasnaad van goede kwaliteit. Er kon worden vastgesteld, dat er een goede korrelatie bestaat tussen de signaalgrootte van de fotostroom en de op de tweepuntsver-binding 7 meetbare afschuifwrijvingskracht. Het uitgangssignaal is geschikt om een schakeling voor het regelen en/of 25 besturen van de technologische parameters van de fabricage van de op twee punten gelaste verbindingen, in het bij zonder bij de lampproductie, van ingangssignalen te voorzien.For example, the output signal proportional to the photocurrent of the measuring set-up we use is less than 2 V at a good quality weld seam. It could be determined that there is a good correlation between the signal size of the photocurrent and the shear friction force measurable on the two-point connection 7. The output signal is capable of providing input signals to a circuit for controlling and / or controlling the technological parameters of the fabrication of the two-point welded joints, particularly in lamp production.

Indien een maximum waarde van de beide testimpulsen (voor de naverwarming) behorende fotostroom wordt voorgeschre-30 ven en op grond hiervan een werkwijze voor het selecteren van foutieve exemplaren wordt uitgevoerd, kan een toename van de betrouwbaarheid van de werkwijze volgens de uitvinding en in het bijzonder een verhoging van de technologische veiligheid bij de lampfabricage bij de toepassing van de beschreven werk-35 wijze voor de tweepuntsweerstandslas worden bereikt.If a maximum value of the two test pulses (for the post-heating) belonging to the photocurrent is prescribed and a method for selecting defective copies is carried out on the basis thereof, an increase in the reliability of the method according to the invention and in the In particular, an increase in technological safety in lamp manufacture can be achieved by using the described method for the two-point resistance welding.

Voor het onderzoeken van het hierboven vastgestelde werden twee monsters van elk 20 stuks door lassen voorbereid, waarbij in elk monster 2 stuks door een fotostroom boven het voorgeschreven maximum konden worden gekenmerkt. Bij de monsters 40 werd bij elke verbinding een treksterkteproef uitgevoerd en 8402295 - 10 - hierna werden de waardenvan de doorsnede en de afwijking van de afschuif-breekkracht ook zonder de genoemde twee foutieve exemplaren bepaald. De breekkracht vertoonde na het uitsluiten van de niet juiste verbindingen (elk 2 stuks) een geringe 5 verhoging (slechts ongeveer 6%), waarbij een aanmerkelijke verbetering van de afwijking van de gemeten waarden kon worden vastgesteld: de afwijking van de afschuif-breekkracht daalde van 5,1 N tot 2,56 N bij het ene monster en van 5,2 N naar 2,54 N bij het andere monster.To examine the above, two samples of 20 pieces each were prepared by welding, 2 pieces of which could be characterized by a photostream above the prescribed maximum in each sample. A tensile strength test was carried out on the samples 40 at each joint and the values of the cross-section and the deviation of the shear-breaking force were determined even without the above two incorrect specimens. The breaking force showed a slight increase (only about 6%) after excluding the incorrect connections (2 pieces each), whereby a significant improvement in the deviation of the measured values could be observed: the deviation of the shear-breaking force decreased from 5.1 N to 2.56 N in one sample and from 5.2 N to 2.54 N in the other sample.

10 Op grond van de meetresultaten kon worden vastge steld, dat een sortering, waarbij een voorgeschreven waarde van de bij de lasnaad van hoge kwaliteit behorende fotostroom als selectiecriterium wordt benut, geschikt is voor het waarborgen van verbindingen van een gelijkmatige hoge kwali-15 teit en hierbij kan een door de constructie van de stroom-toevoeren geboden mogelijkheid worden gebruikt en wel het onderzoeken van de verwarming en de eventuele oververhitting van de folie gedurende het lassen. Bij de beschreven werkwijze voor het verkrijgen van een tweepuntslas kan de tweepuntsver-20 binding gedurende het lasproces zodanig worden waargenomen, dat de warmtestraling van het in de boringsas van de buiselek-trode 8 liggende foliegebied bij een elektrische naverwarming wordt gedetecteerd, waardoor de afmeting van de door het lasproces gerealiseerde tweepuntsverbinding 7 controleerbaar is. 25 De werkwijze volgens de uitvinding is geschikt voor het vormen van verbindingen van een uitstekende kwaliteit bij een massafabricage, waarbij het voldoen aan de kwaliteitseisen automatisch kan worden onderzocht.On the basis of the measurement results, it could be established that a sorting, in which a prescribed value of the photo-current associated with the high-quality welding seam is used as a selection criterion, is suitable for ensuring connections of an evenly high quality and here, a possibility offered by the construction of the current supply can be used, namely examining the heating and the possible overheating of the foil during welding. In the described method of obtaining a two-point weld, the two-point connection during the welding process can be observed such that the heat radiation of the foil region lying in the bore axis of the tube electrode 8 is detected during an electrical post-heating, whereby the size of the the two-point connection 7 realized by the welding process can be checked. The method according to the invention is suitable for forming compounds of excellent quality in a mass production, wherein the fulfillment of the quality requirements can be automatically investigated.

84022958402295

Claims

A method for manufacturing two-point welded joints, in particular for obtaining high melting point feeds of the rod-foil-rod type, which are flattened in hard glass or quartz glass, wherein a rod-shaped current-carrying element is provided by resistance welding connected to a film at two points, characterized in that the two-point connection (7) is formed in a single technological step using a tube electrode (8) on at least one side of the film (2).

Method according to claim 1, characterized in that the bore diameter of the tube electrode (8) used for resistance welding is 0.5 to 1.5 times the diameter of the current supply (1) or. is a discharge electrode (3) or a filament coil (6).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the quality of the weld seam is checked indirectly during the welding, namely, that during a test pulse applied after the welding process and causing a post-heating, the temperature radiation of the surface of the foil (2 ) in the vicinity of the two-point connection (7) is determined and a photo-detector (9) placed in the bore of the tube electrode (8) is used to carry on a signal proportional to the temperature radiation.

Method according to claim 3, characterized in that the signal from the photodetector (9) is used as a control signal for the selection of faulty welds.

Method according to claim 3 or 4, characterized in that the signal from the photodetector (9) is used to control the welding process. 8402295