Курсовая работа: Технологический процесс изготовления кварцевой галогенной малогабаритной лампы типа КГМ 220-500
Одним из основных требований нормального протекания галогенного цикла в лампах является определенный температурный режим оболочки.
Правильный выбор геометрических размеров оболочекдиаметра, длины, а также толщины стенки имеет большое значение для обеспечения заданных параметров готовых ламп. Должные соотношения между диаметром и длиной оболочки очень важны для правильного протекания галогенного цикла в лампах. Толщина стенки существенно влияет на механическую прочность готовой оболочки и на качественное оформление узла вводов на дальнейших операциях.
Первым процессом изготовления оболочек является штенгелевание. т. е. приварка к основной трубке другой вспомогательной трубки (штенгеля), служащей для откачки и наполнения ламп. В оболочках, предназначенных для изготовления ламп пальчиковой конструкции с односторонним расположением вводов, штенгель приваривают к одному из торцов заготовки. При изготовлении оболочек для ламп в софитном исполнении с двусторонним расположением вводов штенгель приваривает к цилиндрической части заготовки, как правило, в середине заготовки, однако в зависимости от конструкции и назначения лампы возможно и другое расположение места впая штенгеля.
Для всех типов малогабаритных галогенных ламп и мощных линейных ламп с двусторонним расположением токовых вводов. Для всех этих групп ламп штеягелеванные заготовки представляют собой готовые узлы, поступающие в дальнейшем на процессы сборки ламп.
Еще одной деталью из кварцевого стекла, входящей вконструкцию многих типов галогенных ламп, является мостик. Он имеет различные назначения: в одних лампах служит для крепления крючков и поддержек для монтажа тела накала, в других — мостик является к тому же остовом для крепления токовых вводов.
Размеры и количество впаиваемых в мостик крючков и поддержек различны для разных типов ламп. Мостикиизготовляются из кварцевых трубок или штабиков соответствующих размеров. В малогабаритных лампах, как правило, имеется один мостик. В лампах проекционной прожекторного типа, особенно мощных, имеются два мостика различной конфигурации
Необходимо отметить, что имеющееся многообразие конструктивного оформления ламп многих типов неизбежно вызывает необходимость использования также ряда других вспомогательных деталей из кварцевого ряда и большого разнообразия технологических приемов изготовления и поузловой сборки.
2.3 Виды спаев металла со стеклом и требования к ним
Достижения современной электровакуумной техники тесно связаны с успехами в области вакуумно-плотных спаев различных металлов со стеклами разных марок, в том числе и с кварцем. Обеспечение качественной вакуумной плотности токовых вводов в галогенных лампах имеет первостепенное значение.
Для получения идеального спая стекла с металлом необходимо выполнение двух основных условий:
температурные коэффициенты линейного расширения металла и стекла должны быть одинаковыми во всем интервале температур от комнатной до температуры изготовления спая;
температурные зависимости температурных коэффициентов линейного термическою расширения спаиваемых материалов и скорости их изменения должны быть равными.
При выполнении этих условий спаи называются согласованными, при невыполнении — несогласованными.
В природе нет металлов с такими низкими температурными коэффициентами линейного расширения, как у кварца; кроме того, имеются физические различия в характере изменения температурных коэффициентов линейного расширения у металлов и стекол— расширение металла следует, как правило, обычному линейному закону, а расширение стекла имеет экспоненциальную зависимость.
В повседневной жизни имеют дело с несогласованными спаями, в которых всегда имеются различия в температурных свойствах стекла и металла. Таким спаям всегда присущи температурные напряжения.
Теоретические исследования и практический опыт. показывают, что добиваться идеальных спаев путем абсолютного совпадения температурных коэффициентовлинейного расширения нет необходимости. Различными конструктивными и технологическими приемами всегда можно значительно снизить температурные напряжения а также целенаправленно создать такое благоприятное распределение напряжений в спае, которое дает желаемые результаты.
Так как идеально согласованных спаев в природе нет, обычно под термином «согласованный спай» принято называть спаи стекла с металлом, у которых температурные коэффициенты линейного расширения мало отличаются друг от друга и в рассматриваемых интервалах температур их разница не превышает допустимых пределов.
В технике накоплен большой опыт по изготовлению не только таких «согласованных» спаев, но и удовлетворительных по качеству несогласованных спаев.
Качество спая определяется в значительной степени адгезией стекла к металлу и должной подготовкой поверхности металла, геометрическими размерами спаиваемых деталей и конструктивным исполнением спая, технологическими приемами изготовления, обработки и отжига как исходных материалов, так и готового спая, правильностью расчета теплоотвода от металлических деталей, подверженных тепловым нагрузкам.
Дефекты спаев вызываются в основном появлением и действием внутренних напряжений в стекле в результате его неравномерного нагревания и охлаждения, что приводит к появлению в толще стекла отдельных зон с различной степенью деформации, которые, взаимодействуя между собой, ведут к образованию трещин, сколов, а также отлипанию стекла от металла. Поэтому при конструировании вводов нужно все это учитывать и подбирать условия таким образом, чтобы напряжения в стекле были минимальными и, что очень важно, чтобы напряжения сжатия преобладали над напряжением растяжения, поскольку предел прочности стекла на сжатие (600 —1800 МПа) значительно выше, чем на растяжение (30-50 МПа).
Кварцевое стекло по своим физическим свойствам существенно отличается от стекол остальных групп, Очень малый коэффициент термического расширения делает невозможным получение полностью согласованных спаев с металлами, поскольку у последних он значительно выше. Поэтому в кварцевых галогенных лампах для получения вакуумно-плотных соединений вынуждены пользоваться, где это возможно, несогласованными спаями. Когда использование таких спаев невозможно, применяют стекла, называемые переходными, с промежуточными температурными коэффициентами линейного расширения, близкими между собой и находящимися внутри интервала (6÷40)·10-7 К-1 . Благодаря такому набору удается уменьшить напряжения на границах отдельных переходов до допустимых значений. Изготовление таких промежуточных переходов путем последовательного набора ряда стекол с разными коэффициентами термического расширения — трудоемких технологический процесс, однако он позволяет удовлетворительно решить проблему герметичности токовым вводов.
Хороший спай вольфрама го стеклом получается, если их температурные коэффициенты линейного расширения отличаются не больше чем на 10·10-7
Вакуумно-плотные соединения кварцевого стекла с металлами можно получить двумя способами:
изготовлением ленточных (фольговых) спаев, которые хотя и являются несогласованными, но при выполнении ряда требований позволяют получить вакуумно-плотные соединения;
изготовлением стержневых (проволочных) спаев с пользованием переходных стекол со значениями коэффициентов термического расширения, находящимися внутри интервала крайних значений.
Ленточными спаи называются потому, что используемый металл имеет вид тонкой гладкой неширокой фольги толщиной не более 0,01—0,05 мм и шириной не более 10 mm. В этом случае металл и стекло соприкасаются плоскими поверхностями, и так как фольга тонкая и эластичная, она легко деформируется, следуя за деформацией стекла, не вызывая при этом напряжений.
Ленточные спаи широко используютс