СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА Советский патент 1995 года по МПК H01J9/26 H01J9/38 

Изобретение относится к электровакуумной технике и радиоэлектронике, а именно к способам газонаполнения и герметизации электровакуумных приборов (ЭВП).

Целью изобретения является уменьшение габаритов оболочки ЭВП и повышение надежности герметизации за счет выполнения соосно газонапускному отверстию теплоизолирующей канавки и выбором диаметра луча лазера.

На фиг. 1 показана часть оболочки ЭВП с выполненными в ней газонапускным отверстием и теплоизолирующей канавкой; на фиг. 2 вакуумная камера с размещенной в ней оболочкой ЭВП.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно в оболочке 1 ЭВП выполняют газонапускное отверстие и соосно ему теплоизолирующую канавку 2, конструктивные размеры которых определяются диаметром луча лазера и материалом оболочки.

Теплоизолирующая канавка необходима для обеспечения условий расплавления материала буртика 3, ограничивающего канавку, энергией лазерного луча и исключения образования трещин. При лазерной сварке металлов, а особенно обладающих высокой теплопроводностью и низкой температурой плавления (например, алюминиевые сплавы), возникает вероятность образования трещин в сварном соединении. Это вызвано существенным тепловым расширением материала при нагреве лазерным лучом и резкой усадкой при охлаждении. Для исключения вероятности растрескивания сварного соединения необходимо обеспечить наиболее медленный теплоотвод от места сварки. Реализация этого условия обеспечивается выполнением теплоотсекающей канавки соосно газонапускному отверстию. Максимальную глубину L_макс проплавления буртика 3, ограничивающего канавку 2, и глубину h канавки выбирают из соотношений
L_макс

h 1,5L_макс, где r_о радиус активного пятна луча лазера, мм;
Т_к температура кипения материала оболочки, ^оС;
Т_пл температура плавления материала оболочки ^оС.

Минимальная глубина h определяется из следующих соображений. При производстве корпусов радиоэлектронной аппаратуры применяют алюминиевые сплавы, титан, ковар, которые отличаются друг от друга своими физическими характеристиками, температурами плавления и кипения, коэффициентом светового отражения.

При герметизации вследствие неодинаковости теплофизических свойств применяемых материалов в них образуются различные по глубине зоны воздействия лазерного луча. Зона воздействия состоит из двух частей зоны проплавления и расположенной под ней зоны термического влияния, в которой материал претерпевает структурные изменения.

Для получения качественной герметизации напускного отверстия, исключения образования трещин, вызываемых усадкой металла, зону воздействия необходимо отнести от основной массы металла. Исходя из этого, глубина h должна быть не менее зоны воздействия лазерного луча, т. е. не менее величины, определяемой суммой зон проплавления и термического влияния.

Обычно толщина зоны термического влияния лежит в пределах 0,2-0,5 от величины зоны проплавления. Внутренний диаметр d канавки выбирается равным диаметру активного пятна луча лазера, что необходимо для обеспечения условий герметизации отверстия подачей одного сварочного импульса. Если внутренний диаметр d канавки больше диаметра активного пятна, то возникает необходимость в подаче нескольких сварочных импульсов, перекрывающихся между собой, что снижает технологичность способа.

Пример конкретного выполнения.

По данному способу в оболочке из алюминиевого сплава АМГ-6 выполняли газонапускное отверстие диаметром 0,5 мм, соосно отверстию теплоизолирующую канавку с внутренним диаметром d 1 мм и буртик высотой h 1,5 мм.

Процесс газонаполнения и герметизации оболочки ЭВП осуществлялся в вакуумной камере 4 (см. фиг. 2) с помощью установки "Квант-16" с радиусом активного пятна луча лазера r_о 0,5 мм.

Предварительный расчет показал, что максимальная глубина L_макс проплавления составляла 0,85 мм, при этом высота патрубка должна быть не менее 1,3 мм.

После газонаполнения и герметизации оценивали герметичность оболочки ЭПВ. Степень натекания составила
7×10^-6
Преимущества данного способа определяются повышением герметизации и уменьшением габаритов оболочек ЭВП, так как данный способ обеспечивает отсутствие выступающих частей на оболочке ЭВП, что исключает возможное механическое повреждение оболочки ЭВП при транспортировке и эксплуатации.

Изобретение относится к электровакуумной технике и может быть использовано при герметизации оболочки электровакуумного прибора (ЭВП). Цель изобретения уменьшение габаритов оболочки ЭВП и повышение надежности герметизации достигается тем, что при герметизации оболочки ЭВП соосно откачному отверстию на наружной поверхности оболочки выполняют теплоизолирующую канавку 2, глубина которой и максимальная глубина проплавления буртика 3, ограничивающего канавку, выбирают из математического соотношения, приведенного в описании изобретения. Способ реализован в устройстве. 2 ил.

СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОЛОЧЕК ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА, включающий размещение оболочки в вакуумной камере, откачку оболочки, наполнение рабочим газом и герметизацию откачного отверстия лучом лазера, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов оболочки и повышения надежности герметизации, предварительно соосно откачному отверстию на наружной поверхности оболочки выполняют теплоизолирующую канавку, глубину которой и максимальную глубину L_макс проплавления буртика, ограничивающего канавку, выбирают из соотношений

h 1,5 L_макс,
где r₀ радиус луча лазера, мм;
T_к температура кипения материала оболочки, ^oС;
T_пл температура плавления материала оболочки, ^oС,
а диаметр активного пятна лазера выбирают равным внутреннему диаметру канавки.