Спосіб лазерного зварювання деталей зі скла

ОПУБЛИКОВАНО ! Б. К ДЛЯ С СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ЛІ1ПЯ J K H І-4. Л (51) *-» -Л Я С 03 В 23/20 ГОСУЛ "СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОЬНЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР 1 ( 2 0 4307568/23-33 (22) 22.09.87 (72) Й.Р,Дорога, ИцИ0Дутка, Б,П.Мартынова и Г.Л„Матвишиин (53) 666.1.953(088,8) (56) Заявка ФРГ К 2238070, к л . 32 Ъ 27/00,.1474. (54) С О О ЛАЗЕРНОЙ С А К Д Т Л Й П С Б ВР И ЕА Е ИЗ СТЕКЛА (57) Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, к технологии лазерной с в а р ки стеклодеталей при изготовлении оболочек электронно-лучевых приборов. Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения скорости с в а р к и . Для этого детали помещают в зону сварки, совмещают по контуру с в а р к и , оставляя между ними определенный з а я о р , зависящий от температуропроводности стекла, в я з к о с ти стекла при температуре испарения, минимальной толщины стенки сваривае Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, v те>нологии лазерной сварки и предназначено для сварки деталей из стекла при изготовлении оболочек элегтроимо-лучеяых приборов (ЭЛП). Цель изобретения - повышение производительно-стр путем увеличения скорости с в а р к и . Способ опробован при сггрке конуса с экраном прибора 5ЛК2Л, П р и м е р К Волоконно-оптический (ВО) экран диаметром 50 мм ча41-89 мых д е т а л е й , радиуса луча л а з е р а на поверхности, коэффициента поверхностного натяжения и технологического допуска на неровность сварного с о е динения. Фокусировку луча лачера производят на д е т а л и , размещенной с в е р ху, при синхронном вращении д е т а л е й происходит расплав и з а т е к а н и е р а с плавленного стекла верхней детали в з а з о р в В случае наличия з а з о р а п е р е дача тепла во внутренние области с в а риваемых деталей происходит при з а текании расплавленной массы стекла в зазор за с ч е т сил поверхностного натнкениЯо При с в а р к е стекла происходит перемещение стекла с поверхности внутрь з а з о р а , В р е з у л ь т а т е этого на поверхности образуется к а н а в к а , ширина которой совпадает с диаметром л у ч а . Для выполнения качественного соединения необходимо, чтобы глубина канавки не превышала величины технологического допуска на неровность шва о 1 табло крешіяют в верхнем зажимном устройстве станка (СОБ-897), Конус прибора закрепляют в нияснем прижимном устройстве станка. Между деталями устанавливают щуп (откалиброванная пластина) толщиной 0,4 мм. При этом обеспечивается выставление зазора Х=0,4 мм, В качестве печи предварительного нагрева используют специально сконструированную электропечь,, Предварительный нагрев экрана и конуса проводят при 500°С. Для сварки используют С0 г -лазер ИЛГН-704 с мощностью излучения 40 Вт (Л 00 1520814 и длиной РОЛНЫ излучения 10,6 мкм„ Фокусировку луча пазера проводят по ччжней кромке ВО э к р а н а . Конус прибора изготовлен из электровакуумного с т е к ла С 5 2 - 1 . Материал экрана (ВО диска) 5 согласован по коэффициенту линейного расширения со стеклом С 5 2 - 1 , Время сварки при наличии зазора 0,4 мм с о с т а в п я е т 3 мин (по прототипу время ! 10 сварки 5 мин) е П р и м е р 2 О Диск из стекла С 52-1 диаметром 30 мм закрепляют в верхнем зажимном устройстве станка (СОБ-897). Цилиндр из стекла С 52-1 закрепляют в нижнем прижимном устройстве станка©.Между деталями устанавливают щуп (откапиброванная пластинка) толщиной 0 9 3 мм. При этом обеспечивается выставление зазора Х=0 Е 3 мм Предварительный нагрев диска и цилиндра производят при 500 С. Время сварки составляет 2 В 5 мин с SiOj П р и м е р З . В О экран диаметром 30 мм сваривают с конусом из стекла 25 С 7 9 - 3 , Величина зазора 0,4 мм. Предварительный нагрев экрана с конусом проводят при 450 С Экран - ВО диск е согласованный по коэффициенту линейного* расширения со стеклом С 79~3 в ЗЭ Время сварки при наличии забора 0,4 мм с о с т а в л я е т 2 мин о П р и м е р 4„ Цилиндр и? стекла С 52-Ї диаметром 50 мм сваривают с цилиндром из того же стекла е Величина з а з о р а 0,35 ммо Предварительный нагрев деталей производят три 500 С, Время сварки составляет окопо 3 мин. ' П р и м е р 5 . ВО экран диаметром 30 мм сваривают с конусом из свекла С 5 2 - 1 . Величина зазора между д з талями 0,3 мм„ Предварительный нагрев деталей проводят при 5 0 0 ° С Экран ВО диск» согласованный по коэффициен45 ту линейного расширения со стеклом С 5 2 - 1 , Время сварки составляет 2 мин. Насчет минимальной и максимальной величин з а з о р а X для стекла С 52-1 определяют но формулам 8а I S л „ макс Стекло содержит 68,7% S i 0 2 , 3,5% А 1 г 0 3 в 14,0% В а 0 3 е 4 9 4% К 2 0 и 4,4% Ка 2 О. Коэффициент поверхностного натяжения (С ) стекла определяют по известной методике в соответствии с Формулой 0 ( l ) -поверхностное натяжение компонента; М,, -молекулярная масса компо10 нента; - содержание в стекле каж6(0 дого из компонентов в массовых процентахв Для расчета 6\м используют следующие значения величин, которые приведены в таблица 68,7 3,5 19,0 4,4 1. 45 0 , 034 0 0 о. 071 0 , 290 0 , 586 0 0 0» 295 После подстановки всех значений б = 0,297 Ь/м, это значение дано для температуры расплава стекла 1300°С, Так как поверхностное натяжение ( G ) слабо зависит от температуры, то этим значением можно воспользоваться для оценки величины миним льного з а з о ра X. Вязкость стекля наоборот сильно . зависит с телгературы расплава с т е к л а , В качесті • вязкости ( }1 ) для оценки Х м м н взято значение температуры і400°С, Зависимости вязкости ( £ ) от температурі! для состава K 2 0 - B ^ 0 3 - S i 0 u известно. ^ =100 П, и системе СИ £ = =10 Па-с. Температурот ->оводность стекла ( а ) равна 0,59 х 1 ( Г е м 4 / с , Мі^ниііальную величину зазора X ^Ы{ определяют для стенки стекла конуса толщиной 2 мм, а свару ведут с помощью СО^-лазером ИЛГН-70& (радиус пуча ла Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я туре испарения, Па»с; 5 - минимальная толщина.стенки Способ лазерной сварки деталей из свариваемых д е т а л е й , м; стекла путем установки их по контуру (5 6 - коэффициент поверхностного сварки с зазором,-фокусировки л а з е р натяжения, Н/м; ного луча в зоне сварки и нагрева, U S - технологический допуск на нео т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , ровность сварного соединес целью повышения производительния, м; ности путем увеличения скорости свар- 20 г л - радиус луча л а з е р а на п о ки, луч л а з е р а фокусируют на кромке верхности, м. 4 Редактор Л.Курасова Составитель Т.Парамонова Техред Л.Сердюкова Корректор Б.Кабаний Заказ 2Ї25/ДСП Тираж 244 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Н ИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", .г.Ужгород, у л . Гагарина,101