BE438613A - - Google Patents

Description

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  SOUDURE DE VERRE ET DE FER. 



   La présente invention concerne le scellement de parties en fer ou en acier à une espèce de verre ayant le même coefficient de,dilatation que le fer ou l'acier*
Comme on le sait, le coefficient de dilatation du verre n'est pas le même à toutes températures, Quand on porte la dilatation du verre en fonction de la température, on obtient une soi-disant caractéristique de dilatation qui présente le plus souvent une partie droite ou légèrement courbe à laquelle se raccorde une partie où le coefficient de dilatation varie rapidement, La transition entre ces deux parties est la zone dite de transformation* Si   l'on   désire sceller le verre au métal,

   il est très désirable que les coefficients de dilatation du métal et du verre soient égaux sur une zone de température 

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 aussi grande que passible tant en-dessous de la zone de transformation qu'audessus de cette zone, car autrement il se produit, lors du refroidissement, des efforts qui peuvent donner lieu à la destruction de la soudure.C'est pourquoi on choisit, de préférence, le métal de telle façon qu'il suive le plus possible la caractéristique de dilatation du verre. Toutefois, un seul métal ne permet pas d'y parvenir dans la plupart des cas et , pour cette raison, on a généralement utilisé des alliages, C'est pourquoi il y a de nombreux brevets et d'autres publications ayant trait à des combinaisons d'espèces de verre déterminées et des alliages spéciaux de nickel, de fer et de cobalt. 



   Les soudures précitées conviennent très bien, il est vrai, mais elles présentent quelques inconvénients. En premier lieu, ces alliages sont assez   coûteux   et ,de plus, ils se travaillent souvent difficilement de sorte que le façonnage est également assez dispendieux et, en outre, ne peut pas se faire toujours avec l'exactitude nécessaire. 



   Les soudures de verre et de métal de ce genre sont particulièrement intéressantes pour les tubes à décharges électriques, dont la paroi est faite au moins partiellement en métal. 



   Conformément à la présente invention, on procède d'une autre manière et on utilise du fer ou de l'acier ordinaire, la composition du verre étant choisie de telle façon que la caractéristique de dilatation sur une grande zone de la température corresponde à la caractéristique de dilatation da fer ou d'acier. 



   Dans une soudure de verre et de fer conforme à l'invention, le verre a une caractéristique de dilatation qui correspond sensiblement à celle du fer ov de l'acier et contient un ou plusieurs des composés SiO2' B2O3' K2O' Na2O,   PbO,BaO,   CaO, et CaF2' la quantité de chaque matière étant choisie comme suit : a) la somme des pourcentages en poids de SiO2 et de B2O3 est de 4G à 50. b) le pourcentage en poids de B2O3 s'élève au plus à 5. c le pourcentage en poids de K2O et de Na2O est de 16 à 20. d) le pourcentage de PbO et de BaO est de 28 à 35. e) le pourcentage en poids de PbO est au moins de 10. f) le pourcentage en poids de CaO et de Caf2 est de 3 à 6. 



   Les pourcentages en poids précités sont des valeurs limites critiques et toute déviation de ces valeurs compromet les propriétés de la soudure, plus particulièrement en ce qui concerne le scellement au fer. 

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   Dans ces conditions, il est posé que la somme de deux composés est comprise entre des valeurs déterminées ce qui veut dire que l'un des composés peut manquer, l'autre composé seul devant satisfaire à la condition pour autant naturellement que l'absence de l'un de ces composés ne soit pas exclue par une des autres conditions. 



   Dans le tableau suivant, on a cité des compositions de verre qui répondent aux conditions a - f mentionnées plus haut. 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> 



  541 <SEP> 542 <SEP> 596 <SEP> 546 <SEP> 591 <SEP> 595
<tb> SiO2 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 46 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45
<tb> B203 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 3 <SEP> -K2O <SEP> 12 <SEP> 14 <SEP> 10 <SEP> 14 <SEP> 12 <SEP> 14
<tb> Na2O <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> 
 
 EMI3.2 
 Pbd 32 30 33 3a.e5 29 .0 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> BaO <SEP> -- <SEP> - <SEP> -- <SEP> 20
<tb> CaO <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 3.5 <SEP> -- <SEP> -CaF2 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5-- <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> 
 
Pour la soudure de verre et de fer dans les tubes à décharges électriques, conviennent notamment les espèces de verre indiquées dans les   Proie   premières colonnes du tableau. 



   Quant aux pourcentages en poids des divers composés on citera encore le suivant. Le pourcentage de B2O3 ne doit pas dépasser 5, car audessus de 5% la stabilité contre des influences de l'atmosphère décroit. Si l'on utilise le Caf2 au lieu du CaO, on obtient une espèce de verre douée d'une très bonne stabilité chimique. Le rapport des pourcentages K20 et Na2O détermine en grande partie la oonductibilité électrique du verre. Une augmen- tation du pourcentage de K2O réduit la conductibilité et de préférence, on n'utilisera donc pas moins de 10% de K2O. 



   Les espèces de verre utilisées pour la soudure conforme à l'invention ont des coefficients de dilatation compris entre 11,5 x 10-6et 13 x 10-6 cm. par  C. Du fait que le coefficient de dilatation du fer ou de l'acier se situe environ à la limite supérieure, les verres conformes à l'invention conviennent particulièrement bien à être scellées au fer. 



     Sule   dessin on a repsésenté quelques caractéristiques de dila- tation, dans lesquelles on a porté sur l'ordonnée la dilatation en centimètres par centimètre et sur l'abscisse la température en  C. La ligne 0 est la   @   

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 courbe de dilatation du fer ou de l'acier, la courbe   A   correspond au verre 542 du tableau, et la courbe B correspond au verre 541. Il se trouve que les déviations entre les coefficients de dilatation des variétés de fer et des variétés de verre ne sont que très faibles, à savoir inférieurs à 2,0 x 10-4cm. par cm. par  C. 



   Par l'expression "fer',' on entend, dans cette description, toute sorte de fer ou d'acier dont le coefficient de dilatation correspond sensiblement   à   celui du fer ordinaire. Dans son cadre rentrent donc, par exemple, l'acier laminé à   froide   le fer forgeable et l'acier étiré.

Claims (1)

1. RESUME Cette invention concerne: Une soudure de verre et de fer dans laquelle le verre a une caractéristique de dilatation qui correspond sensiblement à celle du fet et contient un ou plusieurs des composés SiO2' B2O3' K20, Na2O, PbO, BaO, CaO, ou CaF2'et dans laquelle : a) la somme des pourcentages en poids de SiO2 et de B2O3 est de 40 à 50. b) le pourcentage en poids de B2O3 s'élève au plus à 5. c) le pourcentage en poids de K20 et de Na2O est de 16 à 20. d) le pourcentage de PbO et de BaO est de 28 à 35. e) le pourcentage en poids de PbO est au moins de 10. f) le pourcentage en poids de CaO et de CaF2 est de 3 à 6.

   Cette soudure pouvant présenter, en outre, les particularités suivantes prises séparément ou selon les diverses combinaisons possibles: a. le -eerre contient 45% de SiO2, 12% de K20, 6% de Na2O, 32% de PbO et 5% de CaF2. b..- le verre contient 45% de SiO2, 3% de B2O3, 12% de K2O, 6% de Na2O, 29% de Pbo et 5% de CaF2. c,- le verre contient 45% de SIo2' 14% de K2O, 6% de Na2O 20% de BaO, 10% de PbO et 5% de CaF2.