Технологический процесс изготовления кварцевой галогенной малогабаритной лампы типа КГМ 220-500 (стр. 8 из 13)

Теоретические и экспериментальные исследования показали, что наиболее пригодными для этих целей являются галогеноводородные соединения НI,Вг, НСI и галогеноуглеводородных соединения СН

Х (где X – галоген). Такие соединения имеют, как правило, низкие температуры кипения и стабильны при нормальных температурных условиях, что очень важно с технологической точки зрения.

Укажем, что йодистые и бромистые соединения обладают во многих случаях одинаковыми преимуществами и являются равнозначными для ламп многих типов. Однако, когда к лампам предъявляются особые требования по световой отдаче и цветности излучения, йодистые соединения являются менее предпочтительными, поскольку йод в газообразном состоянии в лампах имеет специфическое голубовато-фиолетовое свечение и поглощает до 10 % излучения в видимой области спектра. Кроме того, йод в большей степени, чем бром, склонен к сепарации и осаждению. В отличие от йода бром, а также хлор и даже фтор не поглощают света и образуют прозрачные соединения.

Вместе с галогеном внутрь ламп попадают углерод и водород. После диссоциации свободный углерод реагирует с вольфрамом, образуя карбиды, которые очень вредны для тела накала, приводят к его хрупкости и преждевременному разрушению. Поэтому одним из критериев выбора того или иного соединения является стремление добиться минимального загрязнения газового наполнения ламп углеродом. Другими словами, следует отдавать предпочтение соединениям, в химический состав которых входит не молекулярный, а атомарный углерод.

Что касается водорода, то, как показали теоретические и экспериментальные исследования, в определенных количествах он не только не вреден, но и играет положительную роль. Поэтому при выборе углеводородных соединений необходимо использовать такие из них, в составе которых водород находится в оптимальных количествах.

То же можно сказать и о кислороде, попадающем в лампы по различным каналам. В определенных пределах он также не оказывает пагубного действия, более того, он даже необходим.

Таким образом, самыми подходящими галогенными соединениями, которые нашли в настоящее время наиболее широкое применение в промышленном производстве галогенных ламп, являются бромистый метил СН

Вг и бромистый метилен СН Вг .

2.10 Заштамповка арматуры и заварка ламп

В предыдущих главах были изложены операции заготовки деталей галогенных ламп и монтажа арматуры. Следующим технологическим процессом является герметичное соединение ножки с собранной арматурой и кварцевой оболочки. В электровакуумной технике такой процесс называют заваркой ламп. В прямом смысле такой термин применим в основном для мощных галогенных ламп, в которых собранная арматура на токовводах непосредственно заваривается в кварцевую трубку без изменения конфигурации последней. В большинстве же типов галогенных ламп, особенно малогабаритных, процесс герметичного соединения собранной арматуры с кварцевой трубкой-оболочкой сопровождается изменением конфигурации последней, и производится это путем формования одного или обоих концов трубки в виде плоской лопатки с одновременной заштамповкой арматуры на участках вакуумного звена токовводов.

Плоская заштампованная лопатка (или заваренный шов) должна обеспечивать вакуумную плотность спая и сохранять герметичность ламп на протяжении всего их срока службы при воздействии различных механических нагрузок и климатических факторов. Другими словами, место сварки должно быть механически-, термически- и влагостойким. Качество заштампованного и заваренного спая во многом определяет надежность ламп, их долговечность и способность к длительному хранению.

Необходимо иметь в виду, что внутри оболочки в процессе работы лампы развивается относительно большое давление наполняющих газов (до 8—10*10⁵ Па и выше) и поэтому место спая должно быть способным длительно выдерживать такие перепады давления.

При заварке ламп спай образуется соединением двух кварцевых деталей – заготовленной чашечки и трубки.

При операции заштамповки арматуры вакуумный спай образуется соединением плоской молибденовой фольги с кварцевой трубкой.

Технологические процессы заштамповки и заварки имеют отличительные черты и специфические особенности, зависящие от размеров и конструкции свариваемых деталей, которые в свою очередь определяются конкретными типами ламп.

Любой процесс заварки или заштамповки производится горячей обработкой стекла и состоит из трех этапов: медленного разогрева кварцевого стекла до его размягчения, соединения свариваемых деталей в одно целое и отжига места сварки. Эти процессы производятся на специальном технологическом оборудовании с применением различных по мощности газовых или водородно-кислородных горелок. Для кварцевых трубок малых диаметров с малой толщиной стенки возможно использование газокислородных горелок.

При заштамповке таких ламп в специальный держатель устанавливают и закрепляют заготовку кварцевой трубки с приваренным заранее штенгельным отростком. На конец штенгеля надевают наконечник гибкой трубки для подачи внутрь лампы инертного газа. Ввиду небольших размеров ламп и большой компактности размещения арматуры неминуем разогрев внутренних деталей ламп, а это может привести к их окислению; поэтому использование защитного инертного газа обязательно. Применение постоянной продувки такого газа сквозь внутренний объем ламп необходимо еще и для защиты от окисления молибденовой фольги и вывода токоввода. Для этих целей обычно используется газообразный азот, тщательно очищенный и осушенный до точки росы не выше 218 К, что соответствует содержанию паров воды в газе 0,02 г/см

В газообразном азоте не должно быть кислорода более 0,005 % во избежание окисления металлических деталей ламп.

Продувка ламп инертным газом во время заштамповки необходима также для правильной формовки очертаний места заштамповки и перехода от плоской лопатки к цилиндрической части ламп. Находясь под убыточным давлением защитного газа, размягченное стекло немного раздувается и приобретает плавные переходы.

Закрепив должным образом кварцевую трубку, устанавливают на другом держателе собранную арматуру, отцентровывают ее относительно трубки и закрепляют таким образом, чтобы края молибденовой фольги находились в определенном положении относительно нижнего торца трубки, в соответствии с конструктивными размерами лампы. Детали лампы не должны смещаться относительно друг друга, так как в процессе их сваривания и заштамповки формируются в основном габаритные размеры и конструктивное исполнение лампы в целом.

Включив подачу защитного газа во внутренний объем трубки, необходимо проследить по ротаметру его поступление в необходимом количестве и исключить образование застоя газа. После этого разогревают участок кварцевой трубки в месте будущей заштамповки до ее размягчения и путем двух-трехкратного сближения штампующих губок формуют лопатку и плотно прижимают размягченный кварц к молибденовой фольге. Затем отжигают заштампованный участок мягким пламенем горелок.

У линейных ламп с двусторонним расположением токовводов (рис. 2.2,а) сначала штампуют первый конец лампы затем второй в последовательности, указанной выше. Отличительной чертой линейных ламп является длинное тело накала, расположенное по оси кварцевой трубки и поддерживаемое кольцевыми держателями. Нужно следить, чтобы во время заштамповки не сместилось тело накала и не изменились его геометрические размеры. При заштамповке второго конца рекомендуется слегка натянуть тело накала для придания ему прямолинейной, упругой формы.

На рис. 2.2(б) показана заваренная линейная лампа большой мощности, в которой из-за повышенной токовой нагрузки неприменим фольговый спай. Здесь используется стержневой токовый ввод. Заварка таких ламп производится без штамповки, путем соединения в размягченном состоянии кварцевой трубки и заранее заготовленного остеклованного токового ввода.

В результате интенсивной обработки огнем на части оболочки может образоваться белый налет частиц испарившегося кварца. Необходимо принять защитные меры, чтобы такой налет появлялся на минимальной поверхности, причем только в зоне заварки в нижней части ламп. Только в таком случае его можно безболезненно удалить на последующих операциях.

Заштампованные и заваренные лампы еще не обеспечивают полной герметизации внутренней арматуры, так как через открытый конец штенгеля могут попадать внутрь плата, посторонние частицы и другие загрязнения. Поэтому после заштамповки необходимо закрыть отверстие штенгеля пробкой и хранить лампы в соответствующих условиях. В дальнейшем нужно соблюдать общее правило для всех электровакуумных приборов — минимально сократить время от заварки до откачки и наполнения ламп.

2.11 Методы составления газовых смесей и введения галогенных соединений в лампы

Газовое наполнение галогенных ламп состоит из двух частей: химически неактивной из одного или смеси двух или более инертных газов и химически активной, содержащей пары галогенных соединений.