Способ соединения стеклоизделий путем сварки

 

(72) Авторы .изобретения (71) Заявитель

Ю.А.Корниенко, П.И.Гурский, В.N.Ñóâîðèí, И.А.Розэ, В.B.Гаглоева и Л.Н.Подгорелова

4;

Фр, (, Аг ф ф /у (4)

ПУТЕМ СВАРКИ

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частное ти к области соединения стеклоизде" лий путем сварки, и может использоваться для сварки стеклянного штенгеля при герметизации электровакуумного

5 прибора, например фотоэлектронного умножителя, электровакуумного реле или конденсатора и т.п.

Наиболее близким но технической

10 сущности к предлагаемому является способ соединения стеклоизделий путем сВарки нх под давлением, который . используют для соединения стеклянного штенгеля электровакуумного прибора. При этом штенгель соединяют путем сварки давлением с помощью пуансонов, производящих одновременно и их нагрев. Этот способ во всем объеме используется при сварке стеклянного штенгеля (1 $

Недостатками данного способа являются растрескивание штенгеля (его поломка) по боковой поверхности; резкое утоненне стенки штенгеля в местах, прилегающих к участку деформации, что приводит к растрескиванию и разрушению; процесс соединения осуществляется медленно за 40-50 мин; интесивный процесс газовыделения при нагреве штангеля, что ухудшает рабочий вакуум в отсоединяемом приборе на два порядка, например вакуум ухудшается с 10 "до 10 торр, что отрицательно влияет на срок н качество работы прибора; возникновение термических напряжений, вызывающих впоследствии трещины и сколы на .поверхности шва, т.е. ухудшение качест" ва шва при его выполнении и дальнейшей работе прибора.

Цель изобретения — улучшение качЕстна изделия sa счет предупреждения растрескивания стеклоизделия и улучшения качества сварного шва.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу соединения стеклоизделий путем сварки их под

3 854898 давлением перед сваркой часть изделия в месте соединения охватывают теплопроводящей деформируемой прокладкой, а сварку осуществляют при вязкости стекла в 10 -1йП с нарастающим.

2, 5 пульсирующим давлением изменяемым в пределах 0,2 кгс/см — 10 кгс/см по величине и 0,01 - 1 Гц по частоте.

Такая совокупность приемов позволяет сваривать стеклянный штенгель т.е. производить герметизацию замкнутых вакуумных объемов, при этом удается получить сварное соединение без трещин н сколов, надежную црочность стенок штенгеля в местах, прилегающих к участку деформирования.

Во время процесса сдавливания гаэовыделение ухудшает вакуум в отсоединяемом объеме не более, чем

20 на полпорядка, например ухудшение вакуума происходит от 8 ° 10 до

7110 торр, т.е. рабочий вакуум в приборе получен в 4 раза лучший, чем при старом способе отсоединения.

Время выполнения сварки сокращается с 40-50 до 8-10 мин, т.е. почти в 5 раз . Предлагаемая установка позволяет сваривать стеклянные штен-. гели на откачном вакуумном посту при вакууме 1 10Г торр. Сварку выполняют путем поперечного сдавливания стеклянного штенгеля нагреваемыми пуансонами. В установке предусмотрены .регулируемый и замеряемый температурный режимы нагрева пуансонов

35 (нагрев пуансонов раздельный); измеряемая и регулируемая по величине, частоте и амплитуде нагрузки на рабочих пуансонах.

Пример, Сварку стеклянного

40 штенгеля ф 6 мм из стекла марки С-52 проводят с прокладкой толщиной 0,2 мм иэ материала БрЬМг с шириной 10 мм, охватывающей диаметр штенгеля снаружи на 1,1 дИаметра-штенгеля. Удель- 45 ная величина сдавливания изменяется от 0,2 до 10 кгс/см1, при этом прикладываемый импульс усилия уменьшается под конец сварки и находится в пределах от 2 до 0,1 кгс/см, при 50

Ф

: этом частота импульсного нагружения от начала сварки до конца ее изменяется от 0,01 до 1 Гц. Сдавливание и ведут при вязкости стекла 10 П, а йРИ УМЕНЬШЕНИИ ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ 55 ро О,! исходного диаметра вязкость стекла вследствие уменьшения нагреsa 10 !4 П.

Время включения очередного импульса и его величина в указанных йределах выбираются оператором во время сварки в указанных пределах в соответствии со скоростью нарастания деформации стекла.

Ниже приведены результаты испытаний.

На фиг.! показана схема размещения стеклянного штенгеля с охватывающей деформируемой прокладкой между пуансонами; на фиг.2 — штенгель и прокладка после выполнения сдавливания и сварки ; на фиг.3 — зависимость между деформацией внутреннего диаметра штенгеля, выраженного в процентах от начального размера, и регулируемой во время сдавливания вязкостью стекла в месте сдавливания; на фиг.4 — зависимость между деформацией внутреннего диаметра штенгеля, выраженного в процентах от начального размера, и усилением сдавливания штенгеля на пуансонах.

Технологический процесс отсое динения вакуумного объема по предлагаемому способу ведут в такой последовательности.

Штенгель 1 концом 2 подсоединен .к вакуумному откачному посту., на котором также измеряется вакуум (пост не показан). Конец 3 штенгеля 1 подсоединен к электровакуумному прибору (не показан), в котором измеряют вакуум и характеристики работы прибора в процессе герметизации. Следовательно, штенгель 1 жестко закреплен своими концами на откачном посту.

Участок штенгеля перед размещением

erv между пуансонами 4 охватывается теплопроводящей деформируемой прокладкой 5. Прокладкой служит например, металлическая фольга БрАМг. Ножи имеют регулируемый нагрев, поэтому температуру возможно измерить (не показано). Предварительно выполнена градуировка .шкалы температуры по вязкости стекла требуемой марки, например стекла марки С-52.

Процесс герметизации производится следующим образом.

Первоначально штенгель 1 охватывают прокладкой 5, затем надвигают сварочную головку (не показана) с пуансонами 4 на участок,где расположена прокладка 5, и пуансоны

4 сводят до соприкосновения с прокладкой 5, нагревают стекло до получе-. ,ния вязкости порядка 1(РП, переда5 85489 вая тепло от пуансонов 4 к стеклу через прокладку 5. По измерительным .приборам (микрометрам) устанавливают время начала деформации штенгеля и скорость сдавливания (деформации).

В зависимости от скорости сдавливания в соответствии с зависимостями, указанньа4и на фиг. 3 и 4, усилие наращивают в пределах О, 2-10 кгс/см

2.. увеличивают частоту пульсации усилия а к концу сдавливания в пределах 0.,011 Гц; вязкость стекла увеличивают путем уменьшения подвода тепла к стеклу от пуансона 4. Изменение усилия сдавливания, частоты сдавлнвания д и вязкости стекла выполняют одновременно, а критерием правильности выбранного режима для каждого конкретного штенгеля и марки стекла служит отсутствие ухудшения вакуума в откачной системе н в отсоеди-няемом обьеме..Например, для сварки штенгеля 1У б мм из стекла С-52 ис- пользуется следующий режим. Время выполнения сварки 8 мин, величина р5 деформации 5,7 мм, прокладка из ма- . териала 5pANr толщиной 0,2 мм, шириной 10 мм, охватывающая штенгель

Изменение диаметра штенгеля, мм ф0,4 Ф 0,3

Фб 45

Удел ьная в ели чина импульса, кгс/см

9,8

2,2 4,0

0,2

Частота импульса, . Гц

0,01 Q 08 - . 0,1

0,9

4а вают теплопроводящей деформируемой прокладкой а сварку осуществ ляют при вязкости стекла в 10 - 10"П с нарастающим нульсирукнцим давлением, изменяемым в пределах 0,2 — 10 кгс/см

4 по величине.и 0 01 — 1 Гц по частоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

:.У 211757, кл. С 03 В 23/20, 1966.

Формула изобретения

Способ соединения стеклоизделий путем сварки их под давлением,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества изделия за счет предупреждения растрескивания стеклоизделия и улучшения качества .сварного шва, перед сваркой часть изделия в месте соединения охватыЮ

8 6 на 1,1 по окружности. Сдавливание ведут вначале при вязкости 10. П, а при уменьшении проходного сечения штенгеля по О, 1 исходного сечения вяз-. кость стекла 10+ П. Удельные усилия сдавливания изменяются от 0,2 до

10 кгс/см . Колебания нагрузки изменяются от 0,01 до 1 Гц в конце сдавливания. На приведенном режиме сварки выполнено около 100 приборов,испытания которых показывают удовлетворительные результаты. По характеристикам приборы оказываются лучше, чем приборы, отсоединяемые газоплазменными горелками.

Технико-экономическая эффективность данного способа состоит в том, что удлиняется срок работы выпускаемьас заводами электровакуумных приборов; улучшаются характеристики работы приборов; уменьшается брак при выпопиении закпючительной операции сборки-герметизации вакуумного баллона. Способ может найти применение на различных заводах по изготовлению электровакуумной тех тки.Годовой зкономический эффект около 100 тыс. руб.

854898

tab

fuf% во%

Фис. 3. фее®@/а а

ВНИИПИ Заказ 6799/3 l Тира:к 520 Подписное

Фнлпал ННП "Патент", г. Ужгород, ул Лроектная, 4