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procédé de fermeture étanche des récipients à vide, par soudure rapportée ou autogène.
Il existe des procédés qui permettent de réunir par une ferme- ture hermétique des éléments de récipients à vide en métal par bra- sure ou par soudure autogène. cette opération peut être exécutée par exemple avec le brûleur-soudeur Arcatom, et consiste à souder le ré- cipient à vide au moyen d'un arc au tungstène jaillissant dans une atmosphère d'hydrogène, ue procédé de soudure est souvent appliqué aux récipients à vide de grandes dimensions ; il a l'inconvé- nient de ne pas permettre de réduire l'arc jusqu'à une limite déter- = minée sans devenir instable.
En raison de cette grandeur nécessaire de l'arc, ce procédé ne peut être appliqué à la fermeture de réci- pients à vide très petits, étant donné que le récipient tout entier devient trop chaud pendant la soudure et que les pièces qui y sont montées, telles que les oxycathodes, eto. ainsi que les conducteurs d'amenée du courant sont endommagés.
Un procédé qui convient très bien à la fermeture hermétique des petites lampes est celui de la soudure par pointe. Ce procédé de souaure consiste à poser deux reboras en fer ou en alliage de fer l'un sur l'autre et à les placer entre les électrodes de soudu- re annulaires d'une grande machine à souder par points. Puis. on
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fait passer une impulsion de courant courte et très intense de plu- sieurs milliers d'ampères en travers dans les rebords à souder.
En raison de la résistance électrique relativement forte de la matière à souder, rapportée à la résistance électrique des électrodes de soudure, il se produit un dégagement de chaleur très intense de courte durée dans le métal à souder..Les rebords prennentla tempé- rature de soudure et se soudent ainsi, lorsque les valeurs des di- vers facteurs sont convenablement choisies. Le leste du récipient à vide ne s'échauffe pas sensiblement, C'est la un grand ava,ntage du procédé de soudure par points. Un inconvénient de ce procédé consis- te sans la grande dépense qui est nécessaire pour .La machine à sou- der.
Les machines à souder de ce type que l'on construit 8.1 vue de la fabrication des lampes de radio-transmission dont les rebords ont un diamètre d'environ 36 mm. absorbent une puissance de 800 KVA.
En conséquence, la quantité de cuivre nécessaire à la machine à sou- der elle-même et aux transformateurs correspondants est très considé- rable, en particulier parce que toute la canalisation venant des transformateurs d'alimentation du reseau principal doit être calou- lee pour les fortes intensités de courant, mais n'est pas utilisée au point de vue purement thermique. Le prix ae cette installation et les quantités de cuivre nécessaires à sa construction, ainsi que la main-d'oeuvre sont sensiblement plus grands que pour tous les autres procédés, connus jusqu'à présent, d.e fermeture des récipients à vide, tels que la soudure de disques et de tubes en verre, la sou- dure Arcatom des récipients en métal, etc.
Un autre inconvénient du procédé de soudure par points est le suivant . les conducteurs élec- triques, tels que le platine, le fer, etc. file soudent difficilement entre eux d'une manière étanche ; par exemple, on ne réussitpas à réunir entre eux deux rebords en cuivre d'une manière étanche par soudure par points ; c'est parce que la chaleur nécessaire à l'opéra- tion de la soudure doit être produite dans les pieces à souder. Deux rebords en cuivre posés l'un sur l'autre ont une réactance si faible qu'une soudure ne peut se faire par la chaleur dégagée dans la pièce ; les pièces en cuivre ne peuvent être réunies que par la fusion qui se produit dans l'arc ou dans la soudure Arcatom.
Les pièce, en cuivre ne peuvent pas non plus être réunies entre elles par soudure
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par points, lorsqu'on pose entre les pièces en cuivre une soudure rapportée, par exemple une soudure formée d'une eutectique d'argent et de cuivre, car la soudure possède également une très bonne con- ductibilité électrique.
On connaït, dans un autre domaine de la technique, une petite pince à. souder formée de deux électro'des en cuivre dans lesquelles sont inséres deux petits morceaux de charbon. On pose 'les tôles mé- talliques à souder entre les électrodes en charbon superposées et on fait passer le courant en travers par les morceaux de charbon et les deux tôles. ce courant provoque un échauffement très intense aes électrodes en charbon qui s'échauffent en peu de temps et cèdent leur chaleur par conductibilité ou par rayonnement aux tôles métalli ques qui se trouvent entre elles. Les tôles atteignent très rapide- ment, en une à dix secondes environ, la température de fusion et se soudent entre elles.
A l'encontre de la soudure normale par points, ,le dégagement de chaleur ne se produit pas dans la pièce, mais dans les électrodes existant à cet effet; l'échauffement de la pièce s'effectue indirectement de l'extérieur. Ce procédé a certains avan- tages par rapport à la soudure normale par points, car la chaleur permet de souder des métaux bons conducteurs, par exemple du cuivre.
En particulier, le procédé offre des avantages lorsqu'on intercale entre les pièces de tôle à réunir, des soudures rapportées, de sorte que l'assemblage ne s'effectue pas par soudure autogène par points, mais par soudure rapportée par points. Pour exécuter le même assem- blage par soudure autogène par points ou par fusion, ou par soudure rapportée par chauffage de la pièce au moyen d'électrodes en charbon ponctuelles, on a besoin de transformateurs de soudure de dimensions très différentes.
Suivant l'invention, on emploie pour réaliser des assemblages hermétiques, par soudure autogène ou par brasure, en particulier ,pour fermer les récipients à vide, au moins une pièce annulaire en une matière mauvaise conductrice de l'électricité, parcourue par le courant électrique dans le sens transversal, de façon qu'elle prenne une température élevée et cède sa chaleur par conductibilité ou rayon- nement aux points de la pièce à souder par soudure rapportée ou auto-) gène. La pièce annulaire de chauffage peut être de préférence en gra-
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phite ou en mélanges de graphite avec des métaux: ou .ses corps non métalliques, tels que l'argile, etc.
En particulier, la pièce annu- laire de chauffage peut être en carbure, par exemple en carbure de silicium.
.Les figs. 1 à 8 du dessin ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple, représentent des formes de réalisation de dispositifs servant à l'exécution de soudure- autogènes ouiapportées par le mou- veau procédé suivant l'invention.
La fig.l représente schématiquement un dispositif servant à souder deux pièces métalliques tubulaires. Deux pièces annulaires 3 en une matière résistante, pa,r exemple du graphite, sont fixées dans deux électrodes métalliques tubulaires 1 et 2, situées l'unp en face de l'autre suivant le même axe. Les rebords de deux tubes 5 et 6 en cuivre ont été posés entre ces électrodes en charbon et sont encore séparés par une soudure rapportée 4.
Si ou pousse l'une sur l'autre les électrodes 1 et 2 et, en maire temps, les électrodes en graphite 3 et les rebords 5 et 6 des tubes, et si on fait passer un courant de l'électrode 1 à l'électrode 2, les électrodes annulai- res en graphite 3 se chauffent en peu de temps d'une manière trèe intense et de leur côté chauffent les rebords en cuivre 5 et 6, jusqu'à ce que la soudure 4 fonde et que les rebords soient ainsi soudés entre eux d'une manière étanche. De préférence, toute cette opération de soudure autogène ou rapportée s'exécute dans une atmos- phère d'un gaz protecteur, par exemple dans l'hydrogène ou l'azote.
La soudure peut ainsi être exécutée sans flux, étant donné que les piècesmétalliques destubes ne peuvent pas s' oxyder. Sur la fig.l, le cylindre protecteur est désigné par 7 et est alimenté au point
8 par le gaz protecteur.
La durée de la soudure est courte de sorte que, comme dans la soudure par points, le système des électrodes de la lampe ne s'é- chauffe pas sensiblement. Les écrans de protection contre le rayon- nement 9 servent aussi à réduire l'échauffement du système. La du- rée de chauffage, un peu plus longue que celle de la soudure nor- male par points, est compensée, si on emploie une soudure qui fend à température relativement basse (environ 800 ). pour souder les mé- taux, il faut, par exemple pour le fer, une tèmpérature de 1500 .
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Le nouveau procédé se distingue d'essaims antérieurement effectués en vue de réaliser la soudure de tubes métalliques avec interposition de soudure, parce que dans ces essais la quantité de chaleur nécessaire à l'assemblage a toujours été dégagée dans les rebords eux-mêmes, en exigeant ainsi l'emploi de machines à souder de dimensiol excessive. L'ancien procédé ne permettait de réaliser que difficilement, sinon pas du tout, un assemblage entre des pièces en cuivre, ce que le nouveau procédé permet de faire sans difficulté.
Il convient de faire remarquer, à ce propos, que la dépense d'une machine normale à souder par points est au moins dix fois plus grande que celle de l'installation permettant d'exécuter la soudure autogène ou rapportée suivant le nouveau procédé.
Les autres figures représentent d'autres solutions possibles de l'application du nouveau procédé. La fig.2 représente un dispositif qui ne comporte une pièce annulaire de résistance que dans une seule électrode, de sorte que le chauffage de la pièce ne se fait que d'un côté. Le point du rebord qui se trouve en face de l'élec- trode de résistance doit être en une matière résistant à la chaleur mais mauvaise conductrice de la chaleur, afin que le chauffage de la pièce puisse se faire d'une manière parfaite. Le courant arrive par l'intermédiaire de l'électrode 10 et de la pièce annulaire de résis- tance 11 ; sort par le rebord complémentaire 12 qui comporte une pièce rapportée annulaire 13, par exemple en matière céramique ou en amiante.
Si le rebord complémentaire 12 est bien refroidi, le systèw me 14 qui est monté dans le récipient à vide, par exemple sur la plaque 15, est très bien protégé contre les hautes températures. A cet effet, le rebord complémentaire 12 peut comporter un canal de refroidissement 16.
La fig. 3 représente un dispositif analogue dans lequel l'arrivée et le départ du courant s'effectuent par l'intermédiaire de deux tubes rentrant l'un dans l'autre 17 et 18. Le courant ne traverse plus la pièce, mais passe sur un court trajet dans le sens radial, par la tôle de rebord supérieur. Le refroidissement du 'système est assuré par l' électrode 18. Tous les dispositifs représentés peuvent être aussi disposés dans l'espace en sens inverse. par exemple, dans
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le dispositif de la fig.3, il est avantageux de construire le dispo- sitif en sens inverse pour empêcher la pièce annulaire de résistan- ce 19 de tomber en dehors.
La fig. 4 représente un autre dispositif' construit sur celui qui précède. La pièce annulaire de résistance 20 est traversée par le courant des électrodes 21 et 22 dans le sens transversal et s'é- chauffe par le passage du courant sans que la pièce 23 ait besoin de se trouver en place. La pièce n'est plus traversée elle-même par le courant dans ce dispositif maisest seulement chauffée par la pièce annulaire de :résistance par conductibilité et rayonnement calo- rifique. Le grand avantage de ce dispositif consiste en ce que l'am- poule de la lampe n'a plus absolument besoin d'être décalée sur sa surface extérieure mais que le chauffage s'effectue même à travers une mince couche d'oxyde.
La soudure autogène ou rapportée de piè- ces qui ne sont pas complètement propres à l'extérieur est impousi- ble par un des procédés antérieurs.
Les figs.5 et 6 représentent d'autres dispositifs que, pour le chauffage des pièces annulaires de chauffage, fonctionnent avec des formesd'électrodes avantageuses. Dans lesdispositifs de cesfigu- res, le courant ne passe pas non plus directement dams les pièces métalliques à souder. Les dispositifs de ce type fonctionnent d'une manière particulièrement satisfaisante, car la pièce annulaire de résistance est serrée dans des conditions constantes.
Les figs.7 et 8 représentent des formes d'assemblage pessibles d'après le principe décrit ci-dessus de deux bouts de tubes enfoncés l'un dans l'autre dans le but de réaliser une fermeture étanche de tubes métalliques. Dans le dispositif de la fig.7, la pièce est par- courue par le courant et les tubes métalliques située l'un à coté de l'autre se soudent entre eux suivant leursbords extérieurs par chauf- fage par l'électrode en graphite. Le dispositif de la fig. 8 fonction- ne sans passage direct du courant.
Les procédés décrits ci-dessus d'assemblage hermétique de bouts de tubes métalliques ont donné d'excellents résultats dans leur ap- plication pratique, on remarquera en particulier le bas pris de l'opération par rapport à celui de la soudure par points d'usage courant jusqu'à présent dans la technique deslampes avec un rendement égal.