Травление

Травление производят для удаления керна, окислов вольфрама и графитовой смазки. Технология удаления керна определяется материалом и конструкцией спирали. Травление не должно вызывать заметного уменьшения диаметра проволоки, допускаются потери массы не более 3-5%. Наиболее массовый способ - травление спиралей в мешках из плетёной вольфрамовой сетки.

Для удаления молибденового керна травление производят в чашках.

Отжиг

Термическую обработку спиралей производят в электрических водородных печах для снятия оставшихся внутренних напряжений, очистки поверхности, выделения оставшихся газов и закрепления формы.

Спирали обрабатываемые при высокой температуре (выше 13000С), предварительно отжигаются при 1100-11500С. Для ламп, работающих в условиях сильных механических воздействий, термическая обработка спиралей осуществляется при более высокой температуре 2300-24000С (происходит рекристаллизация вольфрама).

Режим отжига ламп оказывает влияние на первичное провисание спиралей (если напряжение при отжиге ниже 90% номинального, наблюдается большое провисание).

2.10 Изготовление биспиралей

Приемную катушку, на которую наматывают первичную спираль, применяют в качестве шпули при вторичной спирализации. Первичную спираль готовят без тире на станках непрерывной спирализации при скорости навивочной головки 2000-4000 об/мин., а вторичную - с тире на станках периодической спирализации при скорости навивочной головки 700-900 об/мин. Тире вторичной спирали состоит из неспирализованных участков первичной спирали вместе с первичным керном. Как первичная, так и вторичная спирали имеют одностороннюю навивку, т.е. только правую или только левую. Первичную спирализацию производят с косвенным подогревом, обеспечивающим плотное прилегание витков к телу керна, а вторичную - вовсе без подогрева, так как в этом случае навивается не вольфрам на керн, а керн на керн. Первичный керн перед спирализацией очищают электролитическим травлением, а вторичный - отжигом в водороде.

Изготовление биспиралей из тонкой вольфрамовой проволоки сопряжено с большими механическими трудностями, вызываемыми очень малым расстоянием между первичными витками. Для придания биспиралям точных и однородных размеров требуется безупречная работа спирализационных станков, правильная намотка вольфрама и керна на катушки и хорошее качество самих катушек. При спирализации нужно следить за постоянством натяжения вольфрама и керна, в особенности натяжения первичной спирали при навивке на вторичный керн, так как в этом случае, как уже было сказано, на керн навивается не вольфрамовая проволока, а молибденовая, обвитая вольфрамом. Молибден же, обладая более высоким относительным удлинением, чем вольфрам, легче растягивается. В готовой биспирали вольфрамовая проволока укорачивается на столько же процентов, на сколько растягивается первичный керн при вторичной спирализации.

Просушенные биспирали 2 раза препарируют перемоткой через раскаленный алундовый муфель электрической печи с защитной средой препарировочного газа. Первое препарирование производят со скоростью 1 м/мин. при 1050-1150?С в атмосфере газа, увлажненного дистиллированной водой, а второе - с такой же скоростью при 1300-1400?С или еще выше в атмосфере сухого газа. Первое препарирование (в увлажненном газе) преследует цель обезуглероживания биспиралей: кислород, образующийся при разложении паров воды, реагирует с углеродом и образует окись углерода и углекислый газ, удаляемые проточным препарировочным газом. При этом в биспирали увеличивается содержание кислорода. Второе препарирование (в сухом газе) преследует цель снятия с биспиралей внутренних напряжений, возникших при первичной и вторичной спирализациях. При этом содержание кислорода в биспиралях уменьшается. Биспирали, препарированные второй раз при недостаточно высокой температуре, укорачиваются после вытравления керна, так как под влиянием выравнивания неснятых напряжений вольфрамовые витки склонны к сближению.

Соблюдение постоянства температуры и линейной скорости важно для предупреждения большого разброса в длине готовых биспиралей.

Отпрепарированные биспирали разрезают посредине тире на автоматических станках с управлением от фотоэлемента. Нарезанные биспирали промывают в ацетоне, сушат под сушильной лампой, после чего укладывают пачками по 500-600 шт. в молибденовые лодки и третий раз препарируют в стационарной печи в атмосфере сухого препарировочного газа при 1300-1400?С с выдержкой в зоне накала 15-20 мин. и охлаждением в холодильнике 5 мин. Третье препарирование преследует цель лучшего снятия внутренних напряжений и окончательного закрепления формы биспиралей.

Из препарированных биспиралей вытравливают одновременно первичный и вторичный керны по обычному режиму травления, установленному для спиралей на молибденовом керне, но меньшими партиями для предотвращения бурной реакции, вызываемой растворением больших масс керна. Травление биспиралей сопряжено с повышением опасности задержки в витках остаточных продуктов реакции травления под влиянием капиллярных сил. Ввиду этого биспирали после травления подвергают особенно тщательной промывке, действие которой усиливают ультразвуком. Биспирали после удаления керна в отличие от моноспиралей не только не удлиняются под действием внутренних напряжений, а даже укорачиваются до 4% своей длины, что вызывает некоторое уменьшение шага при одном и том же числе витков.

2.11 Монтаж тела накала

1) установка ножки в рабочее гнездо карусели

2) разведение внутренних звеньев электродов

3) подрезка концов электродов для выравнивания их по длине

4) расплющивание концов электродов

5) подача спирали вакуумным присосом в загнутые концы электродов и запрессовка концов спирали в концах электродов

6) отгибание электродов с зажатой спиралью для защиты их от огней на последующих позициях

7) постоянный разогрев конца штабика до размягчения

8) формовка линзы с концами молибденовых проволок и обрезка последних на требуемую длину

9) возвращение электродов в первоначальное положение

10) расплавление спирали и завивание свободных концов молибденовых отрезков вокруг спирали

11) калибрование развода электродов и окончательное расплавление спирали по форме многогранника

12) загибание чётных держателей вниз и нечётных вверх для придания спирали зигзагообразной формы

13) погружение спирали во вращающуюся ванну с газопоглотителем

14) сдувание излишка поглотителя и сушка его поглотителя подогретым до 60-700С воздухом

15) снятие смонтированной ножки и установка её на конвейер для подачи на заварку ламп.

Для механизированного монтажа требуются спирали постоянной формы и постоянных размеров; спирали должны быть прямолинейными и отличаться по длине не более чем на 1 мм.

Сжатый воздух, подводимый на позиции загрузки спирали, набрасывания спирали на держатели и сдувания излишка поглотителя, очищают от масла и грязи фильтром со стеклянной и хлопчатобумажной ватой. Детали автомата, соприкасающиеся с электродами, держателями и спиралями, должны держаться в безупречной чистоте. При смазке автомата нужно следить, чтобы масло не разбрызгивалось и не попадало на детали ножек.

Производительность автомата 1400 шт./час. Некоторые монтажные автоматы снабжают автоматическими механизмами загрузки и съёма ножек и тогда при сохранении последовательности они обслуживаются лишь одним работником, укладывающим спирали между зубьями загрузочного барабана.

2.12 Изготовление колб

Конвейеры расположены друг над другом и движутся с одинаковой скоростью. Пластичная стекломасса при температуре около 1000 0С вытекает непрерывной струёй из питателя стекловальной печи. Струя закладывается двумя прокатными волоками около выдувной машины и превращается в ленту. Один из волоков имеет гладкую поверхность, а другой круглое углубление высотой 6-7 мм. Благодаря углублению стеклянная лента выходит из волоков с выступающими утолщениями в виде дисков. Ленты с дисками укладываются в средний стеклоформующий конвейер, состоящий из пластинчатых звеньев с круглыми отверстиями, точно совпадающими со стеклянными дисками. Под действием силы тяжести каждый диск, обладающий сравнительно небольшой вязкостью медленно провисает сквозь отверстие и образует пульку (порцию стекломассы). После провисания пульки на заданную глубину, стеклоформующий конвейер встречает на своём пути средний конвейер с дутьевыми головками, каждая из которых совпадает с осью пулек. Давлением сжатого воздуха из головок начинается последовательное выдувание, заставляющее пульку провисать в отверстия среднего конвейера. Окончательное выдувание колб завершается в раздвижных формах, движущихся на нижнем конвейере. Конвейер подводит очередные формы в раскрытом виде к соответствующим пулькам. Формы автоматически сдвигаются и начинают вращаться со скоростью 200 об/мин. После окончания вращение форм прекращается, полуформы раздвигаются и колбы обдуваются воздухом для охлаждения. Движение колб продолжается до тех пор, пока неподвижный упор не отобьёт их от ленты. Затем они попадают во вращающийся транспортёр на который горелками оплавляют их края. Оплавленные колбы партиями по 9 штук передаются на промежуточный транспортёр. С него колбы поступают на сетку туннельного газового лера, колбы отжигаются в течении 4-6 мин, и после выхода с лера поступают сначала на охлаждающий, а затем на разбраковочный транспортёр, за которым их проверяют и упаковывают.

2.13 Заварка

Первый этап заварки состоит в том, что свариваемые части ножки и баллона медленно разогреваются до размягчения стекла. Необходимая скорость разогрева стекла определяется его толщиной и температурой пламени газовой горелки. Скорость разогрева стекла пламенем газовых горелок должна составлять не больше 200-300 К/мин. Более быстрый разогрев приводит к появлению сильных внутренних напряжений и может вызвать появление трещин.

На втором этапе заварки происходит соединение свариваемых частей ножки и баллона, и образовавшийся шов тщательно проваривается. Стекло при этом разогревают до более высоких температур. Полученный шов не должен иметь втянутых мест, острых углов и утолщений, где могут образовываться местные напряжения, приводящие к растрескиванию стекла.

Третий этап заварки - отжиг - служит для предохранения стекла в месте сварки от возникновения сильных постоянных напряжений в нём. Допустимые скорости охлаждения заваренных ламп в зоне отжига составляют до 50 К/мин и определяются, как правило, практически. Если первый отжиг заваренной лампы не снял напряжений, лампу подвергают вторичному отжигу.

Время охлаждения ламп с тонкими стенками может быть значительно сокращено, если лампы охлаждать в специальных формах или жидких средах. В качестве жидких сред используют расплавленные соли, например селитру. Применяя эти методы, можно уменьшить время охлаждения заваренных ламп в 4-10 раз по сравнению со временем их охлаждения в воздушной среде.

Автоматическую заварку ламп накаливания общего назначения в основном производят на заварочно-откачных автоматах с 24-65 гнёздами.

В рабочее гнездо заварочной машины помещают колбу и смонтированную ножку. Ножку устанавливают в так называемую свечу, а колбу - поверх ножки в шаблон.

При движении карусели рабочие гнёзда приводятся во вращение между газовыми горелками. При этом горловину колбы греют на уровне тарелки, а тарелка нагревается лучистым потоком. Стекло колбы начинает постепенно размягчаться и вытягиваться, образуя всё меньший и меньший зазор между колбой и тарелкой. Горловина колбы соприкасается с оплавленной кромкой тарелки, привариваясь к ней, и участок стекла между цилиндрической частью колбы и тарелкой образует горло лампы. Оставшаяся нижняя концевая часть колбы (юбка) удаляется. Стекло колбы и стекло тарелки при заварке взаимно растворяются друг в друге. Месту заварки придают размеры и форму, требуемые для правильной посадки цоколя на лампу. Современные заварочные автоматы имеют узел механической формовки горла.

2.14 Приготовление маркировочной мастики

Окись серебра и борнокислый свинец просушивают 1 час при температуре примерно 1200С, отмеряют согласно рецепту и перемешивают с помощью шпателя в фарфоровой чашке 7-10 мин, добавляют глицерин и снова перетирают 30-40 мин до получения однородной массы. Приготовленная мастика перед употреблением выдерживается в течении 24 часов, после чего она должна иметь поверхность с металлическим блеском.

В последнее время всё более частое применение находит маркировочная мастика на основе термостойкого керамического красителя, предназначенная для внесения марки на наружную поверхность стеклянной колбы ламп. Для её приготовления берётся необходимая масса просеянной керамической краски, добавляется по рецепту дистиллированный глицерин и производится их перемешивание с тщательным растиранием в фарфоровой ступке в течение 30 мин или в небольшом барабане шаровой мельницы со стальными шарами. Приготовленная мастика должна быть однородной, тёмно-красного цвета.

2.15 Маркировка

На колбу или цоколь ламп наносят оттиск (марку) с обозначением товарного знака завода-изготовителя, основных параметров ламп и при необходимости других сведений, требуемых для быстрого распознавания ламп. Колбы маркируют автоматически во время заварки ламп, а цоколи вручную после припайки вводов и обжига ламп. Маркировка колб требует закрепления оттиска при высокой температуре, поэтому не может быть применена на готовых лампах.

Маркировка - обязательная технологическая операция. Марка должна быть поставлена без переноса в месте, свободном от бокового припоя. Она должна иметь отчётливое нестирающееся и несмываемое изображение и не вызывать коррозии цоколя. Текст её должен давать правильную информацию о лампах.

2.16 Откачка

Лампа накаливания общего назначения БК_220-75 подвергается автоматической или полуавтоматической откачки. Вакуумной обработкой обеспечивается удаление атмосферного воздуха, обезгаживание стекла и внутренних деталей лампы.

Откачные автоматы для ламп накаливания общего назначения представляют собой машины карусельного типа, имеющие неподвижную часть - станину и вращающуюся - карусель. На горизонтальной карусели, по её окружности расположены на определённом расстоянии друг от друга откачные гнёзда для установки и герметизации ламп.

Уплотнение между станиной и каруселью, производится с помощью золотника, состоящего из двух массивных стальных дисков: неподвижного - установленного на станине автомата, и прилегающего к нему подвижного диска, связанных с периодически поворачивающейся каруселью. Прилегающие друг к другу плоскости золотников пришлифованы, и между ними по кольцевым канавкам для уплотнения вводится касторовое масло или вязкое масло «вапор». Масло образует тонкую плёнку между золотниками, предохраняющую их от непосредственного соприкосновения и сухого трения между собой.

По боковой цилиндрической поверхности подвижного золотника по окружности вставлены стальные штуцера.

Во время остановок карусели каналы верхнего и нижнего золотников точно совмещаются. Число отверстий в неподвижном золотнике на два-четыре меньше (на этих позициях происходят загрузка и съём ламп).

Штуцера нижнего золотника через трубопроводы подсоединены к вакуумным насосам.

Кроме того, откачной автомат имеет неподвижную дугообразную туннельную печь с газовым или электрическим нагревом и отпаячные горелки. Наиболее распространённым автоматом для откачки ламп накаливания общего назначения является заварочно-откачной автомат Б.332.03. Он имеет общую станину с раздельными каруселями заварки и откачки.

2.17 Промывка

Промывкой достигается уменьшение парциального давления вредных газов в лампе. Сущность этого процесса состоит в том, что после достижения необходимого давления в лампе (1-10 Па) её наполняют промывочным (инертным) газом (азот, аргон и др.), а затем снова откачивают. Такой цикл может повторяться несколько раз.

При каждом наполнении ламп остаточные вредные газы смешиваются (разбавляются) с промывочными газами и вместе с ним откачиваются. Тем самым уменьшается парциальное давление вредных газов в лампе.

, (2.1)

где: p - парциальное давление вредных газов в лампе после последней промывки, Па;

p0 - давление в лампе перед промывкой, Па;

p1 - давление в лампе после откачки промывочного газа, Па;

p2 - давление в лампе после наполнения промывочным газом, Па;

n - число промывок.

Многократной промывкой достигается значительно более низкое давление вредных газов, чем откачкой насосами.

При вакуумной обработке некоторых типов ламп выгодно вводить промывочный газ на переходах между позициями откачного автомата.

2.18 Отпайка ламп

Лампы после завершения откачки автоматически отпаивают от откачного автомата. Огни горелок на одной - двух позициях, предшествующих позиции отпайки, нагревают штенгель лампы до температуры близкой к размягчению. Далее на позиции отпайки специальный механизм, приводимый в действие одним из кулачков распределительного вала автомата, приподнимает лампу и заставляет размягчённое место штенгеля растянуться и сузиться в каппилярную перетяжку. Отпаянные огни переплавляют в месте перетяжки стекло и отделяют лампу от нижней части штенгеля. Лампа подхватывается другим механизмом и переносится в транспортёр для передачи на следующую операцию.

Правильная отпайка ламп требует точной настройки огней отпаячной горелки. Неточная настройка может служить причиной натекания воздуха в лампу. Наличие внутренних напряжений в носике может привести к его растрескиванию. Полезным средством против натекания и растрескивания служит предварительный подогрев штенгеля пред позицией отпайки. Подогревные огни позволяют поддерживать отпаянные огни менее резкими и быстро отпаивать лампы за время кратковременной остановки карусели, что особенно важно для автоматов с большой производительностью.

Во время отпайки из размягченного стекла выделяется абсорбированный газ, ухудшающий вакуум в лампах. Его приходится впоследствии обезвреживать газопоглотителем. Предварительный подогрев места будущего носика на одной - двух позициях, предшествующих позиции отпайки, позволяет откачать из лампы значительную часть газа, выделяющегося из штенгеля.

На автоматах откачки вакуумных ламп накаливания отпайку ведут на заглушённой позиции; при такой схеме поломка штенгеля или такой лампы на позиции отпайки не вызывает понижения давления в последующих лампах.

Сопла подогревных и отпаячных горелок должны давать одинаковые симметричные огни. Штенгель отпаиваемой лампы дожжен помещаться в середине между огнями. Огни горелок должны переплавлять штенгель на наименьшем расстоянии от горла лампы. При не соблюдении этих требований получается изогнутые носики.

Носик должен быть коротким, чтобы не мешать надеванию цоколя на лампу. Огни отпаячных горелок не должны задевать тарелок. Для их предохранения от растрескивания огни иногда экранируют металлической пластинкой. После отпайки следует оберегать разогретый носик от соприкосновения с холодными предметами. Вводы электродов перед загрузкой лампы в откачное гнездо или при движении на откачной карусели отводят от штенгеля, чтобы они не обгорали в огнях отпаячной горелки.

2.19 Изготовление цоколя

Штамповка корпуса. Штамповка корпуса цоколя Е27-1 из стальной ленты производится на кривошипном прессе-автомате с грейферной подачей отштампованных корпусов. Из ленты шириной 54 мм вырубаются диски диаметром 55,5 мм с шагом 54 мм так, что края дисков оказываются срезанными, а от ленты остаются маленькие не связанные между собой треугольники. На первой операции вместе с вырубкой производится и первая вытяжка стаканчика диаметром 28,5 мм, который грейфером передаётся на вторую вытяжку, совмещённую с пробивкой отверстия диаметром 15 мм, а затем на заключительную операцию-обрубку облоя и калибровку, в результате которой стаканчик получает диаметр 26 мм, а высоту 22 мм. Таким образом, штамповка корпуса занимает три позиции и обычно на пресс-автомат устанавливаются две ленты.

При штамповке на многорядном (обычно четырёхрядном) штампе используется стальная лента шириной 250 мм, из которой вытягиваются четыре ряда стаканчиков. На первой позиции производится просечка двух концентрических прерывистых щелей диаметром 54 и 59 мм, отделяющих заготовку корпуса цоколя от ленты по контуру с сохранением небольших перемычек. Перемычки между щелями удерживают получившийся диск в ленте, которая и перемещает заготовки с позиции на позицию. При многорядной штамповке производится последовательно три вытяжки до диаметра 33; 26,1; 26,05 мм соответственно, после чего на отдельной позиции пробивается отверстие. Заключительной операцией является обрубка облоя, в результате чего готовый стаканчик отделяется от ленты. Оставшаяся перфорированная лента нарезается гильотинными ножницами, связанными со штампом, на мелкие полоски для удобства удаления отходов. Производительность прессов с многорядными штампами достигает 30-36 тыс. в час.

Травление цоколей. Стальные цоколи пред цинкованием травятся. Цоколи обезжиривают 2-10%_ным раствором каустической соды и промывают в холодной проточной воде. Затем их травят в подогретом (не выше 50 0С) 15-20%-ном растворе серной или 5-10%-ном растворе соляной кислоты в течении 5-10 мин и промывают в проточной холодной воде.

Латунные цоколи сначала отбеливают, т.е. удаляют окислы и загрязнения, после чего производят блестящее травление - придают цоколям глянцевую поверхность и, наконец, пассивируют - создают постоянную плотную плёнку, сохраняющую естественный цвет латуни и предохраняющую от более глубокого окисления.

Для отбеливания применяют разбавленный водой раствор, предварительно использованный на блестящем травлении, после чего цоколи промывают в холодной проточной воде.

Цинкование стальных цоколей производят в гальванических ваннах. Во вращающийся барабан загружают одновременно до 3000 цоколей.

На латунные штанги подвешены цинковые плитки - аноды.

На цоколи через латунную или медную струну подаётся отрицательный потенциал. Ванна питается постоянным током при напряжении 9-11 В от двигателя-генератора.

Электролит для цинкования цоколей состоит из 300-350 г. сернокислого цинка, 100-150 г. сернокислого натрия, 20-30 г. гидрата сернокислого алюминия на 1000 см3 воды. Плотность электролита 1180-1220 кг/м3.

При электролизе сернокислый цинк разлагается на положительные ионы цинка Zn+ и отрицательные - кислотного остатка SO4. Ионы цинка, разряжаясь у катода (цоколей), осаждаются на их поверхность. Ионы кислотного остатка, достигая анода, реагируют с ним и образуют сернокислый цинк, который пополняет электролит.

Качество покрытия зависит от плотности тока в ванне, температуры, плотности электролита, концентрации водородных ионов, длительности процесса покрытия и др.

Температура электролита должна быть 40-50 0С, при этой температуре электрическая проводимость электролита наиболее высокая.

Концентрация водородных ионов (рН) должна быть около 4. При недостаточно кислом электролите (рН > 4,5) покрытие получается тёмным и крупнокристаллическим; при кислом (рН < 3,5) - покрытие светлое, но рыхлое и пористое. Для автоматического регулирования кислотности в электролит вводят сернокислый аммоний или алюминиевые квасцы.

Толщина покрытия цинком должна быть не менее 5 мкм, а для усиленного покрытия некоторых цоколей - не менее 10-12 мкм.

Обычно при массовом изготовлении цоколей Е27-1 травление и цинкование их производят автоматически. Автоматизация охватывает загрузку и выгрузку цоколей и последовательную транспортировку цоколей по монорельсу из одной ванны в другую.

2.20 Приготовление цоколевочной мастики

Пластичность - намазываться на цоколь. Схватываемость - переходить из пластичного состояния в твёрдое. Адгезия - приклеиваться к колбе и цоколю. Диэлектрические свойства - не допускать утечки тока между внешними звеньями электродов Влагостойкость - не разрушаться под влиянием влаги. Термостойкость - не разрушаться при температуре 130-140 0С. Кроме всего перечисленного, мастика должна допускать возможность в необходимых случаях отделять цоколь от лампы.

Сначала приготовляют идитоловый лак в соотношении 35% спирта на 65% идитола. Растворение ведут в водяной бане при подогреве не выше 50 0С и с перемешиванием. Затем в процеженный через сито лак вводят уротропин и 1%_ный раствор красителя и перемешивают их в смесителе 15 мин. Уротропин (СН2)6N4 - кристаллический порошок белого или жёлтого цвета получают взаимодействием аммиака с формальдегидом. Его вводят в цоколёвочную мастику для придания идитолу термореактивных свойств.

Далее в смеситель вводят предварительно перемешанные мраморную пудру и канифольный порошок и весь состав снова перемешивают 15 мин.

Канифоль - термопластичная естественная смола. При нагреве она размягчается, а при охлаждении снова затвердевает. Она представляет собой хрупкие стекловидные жёлтые или красновато-коричневые куски. Для цоколёвочной мастики обычно применяют сосновую канифоль.

Мраморный порошок СаСО3, вводимый в качестве инертного наполнителя, превращает мастику в густое пластичное тесто. Он придаёт мастике необходимую текучесть и делает её более удобной для намазывания на цоколи.

Полученная однородная липкая масса становится удобной для намазывания на цоколи. Для сохранения постоянства густоты мастики увеличивают количество спирта в холодное время года и уменьшают - в тёплое.

Важными свойствами цоколёвочной мастики, определяющими её качество, являются текучесть и скорость отверждения, т.е. скорость перехода в нерастворимое состояние.

2.21 Цоколевание

Все источники света, за исключением некоторых типов специальных ламп, имеют цоколь, с помощью которого лампы крепятся к осветительной арматуре и подключаются к источникам питания.

Крепление цоколей к лампам производится с помощью специальных мастик и цементов или же механическим способом.

Перед цоколеванием ламп БК_220-75 идитоловой мастикой производят намазку цоколей на специальных автоматах. Намазка цоколей состоит в том, чтобы на край внутренней поверхности цоколя нанести кольцевой поясок мастики толщиной 2-3 мм. Намазанные цоколи перед цоколеванием могут выдерживаться некоторое время, но не более 16 часов во избежание порчи мастики.

Цоколевание ламп производится на специальных цоколёвочных машинах карусельного типа, имеющих производительность более 2000 шт./мин. Для различных источников света применяются разнообразные машины, отличающиеся конструктивным исполнением, габаритами, количеством рабочих гнёзд, выполнением дополнительных технологических операций в процессе цоколевания ламп и т.д. Но все они выполняют одну и ту же задачу - обеспечение полимеризации мастики и надёжного скрепления цоколя с лампой.

В начальной стадии нагрева мастика стекает вниз и равномерно заполняет промежуток между цоколем и горлом. При дальнейшем нагреве идитол вступает в соединение с уротропином, полимеризуя и связывает цоколь со стеклом Температура цоколевания ламп зависит от рода мастики, типа цоколей и количества мастики. При низкой температуре цоколевания мастика не успевает полностью полимеризоваться и цоколь закрепляется непрочно, при очень высокой температуре - мастика сильно расширяется, увеличивается давление на горло лампы, в результате чего может происходить растрескивание горла.

Добавленный в мастику зелёный краситель (малахитовая зелень) при 160-1850С разлагается и обесцвечивается. Зелёный цвет мастики после цоколевания указывает на недогрев, светло-коричневый на нормальный нагрев, тёмно-коричневый - на перегрев.

2.22 Приварка вводов

Около приваренных выводов улетучивается слой цинка. Однако образующееся окисное пятно препятствует развитию коррозии. Такое же пятно образуется на противоположной стороне цоколя, если последний во время приварки был неплотно прижат к концу нижнего хобота. Грязные или окисленные вводы затрудняют приварку. Для выборочной оценки прочности приварки пользуются прибором, которым зацепляют приваренный ввод и оттягивают его с приложением силы 0,5 кг; хорошо приваренный ввод не должен при этом отделятся от цоколя.

Условия труда при приварке более благоприятны, чем при припайки благодаря отсутствию вредных испарений припоя и флюса.

2.23 Обжиг

Для ламп накаливания обжиг проводится в два этапа, первый из которых носит название «таблиц». Особенностью этого этапа является то, что его проведение сопровождается кратковременным тлеющим электрическим разрядом в лампе.

При таблице вначале на лампу подаётся напряжение несколько ниже номинального. При этом проходит выделение остаточных газов из нагретых деталей лампы и быстрое испарение газопоглотителя. Давление в лампе повышается. Газы и пары, под действием испускаемых ТН электронов и ускоряющего действия электрического поля, ионизируются и становятся токопроводящими. Ток в цепи лампы начинает проходить не только через ТН, но и через пары и газы, вызывая их свечение. Когда газопоглотитель свяжет основную массу остаточных газов, давление в лампе понизится и свечение исчезнет.

В момент появления синей вспышки электрическое сопротивление между вводами лампы сильно уменьшится. Это может вызвать резкое возрастание тока и переход тлеющего разряда в дуговой, быстро разрушающий лампу. Чтобы этого не случилось, последовательно с телом накала обрабатываемой лампы включается активное сопротивление (резистор). С возрастанием тока моментально увеличивается падение напряжения в подключённом резисторе, что в свою очередь приводит к понижению напряжения между вводами лампы. Как только светящий разряд в лампе прекратится, ток уменьшится и напряжение на лампе повысится. В результате таблица давление в лампе понижается с 1-5 Па до 10 -2 - 10 -3 Па.

Второй этап обжига проводится сразу же после таблица.

С этой целью, на несколько минут, на лампу подаётся напряжение на 15% выше номинального. При этом за счёт теплового излучения нагреваются стенки колбы и детали ножки, которые выделяют некоторое количество газов. Эти газы поглощаются отложившимися на колбе фосфорным поглотителем.

Температура колбы при обжиге лампы не должна превышать 80-1000С. В противном случае газопоглотитель на стенках колбы не удерживает поглощённых газов и давление в лампе не понижается до требуемого значения.

В лампах на этом этапе очень важным является изменение кристаллической структуры вольфрама.

На первых ступенях обжига со спиралей снимаются внутренние напряжения (проходит первичная рекристаллизация), а на последних - формируется новая кристаллическая структура вольфрама (проходит вторичная рекристаллизация). Окончательная структура устанавливается после нескольких часов эксплуатации лампы, когда вторичная рекристаллизация завершается полностью.

Все готовые лампы проверяют, так называемым «острым» током. Для этого включают лампу на напряжение превышающее номинальное рабочее на 5-10% и выдерживают в течении нескольких секунд.

Если лампа не перегорит при испытании острым током, то есть основание полагать, что она не перегорит и у потребителя при номинальном рабочем напряжении.

Как таблиц, так и обжиг ламп накаливания производят на специальных автоматах обжига или комбинированных автоматах цоколевания, припайки электродов и обжига. При изготовлении небольших партий ламп обжиг производится на специальных столах.

2.24 Контроль и испытания ламп

Конструкция тех или иных источников света и применяемая технология должна обеспечивать стабильность световых параметров и механическую прочность ламп в течение всего срока службы, при транспортировке и хранении ламп - в пределах норм, установленных стандартами или техническими условиями.

Однако не может быть гарантии, что все 100% изготовляемых ламп обладают всеми параметрами и свойствами для нормальной работы в заданных режимах. Как показала практика, часть ламп в зависимости от технического уровня производства имеет отклонение от заданных параметров. Такие лампы должны быть обнаружены и не выпущены с завода.

Правильно организованный систематический контроль производства позволяет оперативно не только ликвидировать возникший брак, но вовремя предупредить его.

Основным методом контроля производства является испытания ламп. Испытанием ламп преследуют две цели:

Первая - определение способности ламп нормально работать в режимах (электрических, механических, тепловых, климатических и др.), оговорённых в стандартах и технических условиях.

Вторая - определение измеряемых параметров ламп, их средних значений и распределения параметров у партий ламп, продукции за день, декаду, месяц и т.д.; на основании полученных данных определяется технологический запас по тем или иным параметрам и задаются новые технические нормы на контроль материалов и деталей, на допуски при изготовлении технологического инструмента, на технологические процессы и т.д.

2.25 Технологическая выдержка и упаковка

Кроме того, при повышенном браке, выявляемом при проверке среднесуточного процента брака, может устанавливаться для отдельных партий ламп более длительный срок технологической выдержки. Выявленный после технологической выдержки брак составляет от 0,2 до 1,5%.

3. Расчётная часть

3.1 Расчёт времени отжига

Для расчёта времени отжига нам необходимо знать верхнюю и нижнюю границу отжига, а также термостойкость стекла. Эти данные можно взять из таблицы 3.1

Таблица 3.1 - Границы отжига и термостойкости стекла

Для изготовления лампы накаливания общего назначения Б 127-40-1 используют марку стекла СЛ 96-1. Следовательно, верхняя граница отжига Тв = 520оС, нижняя граница - Тн = 410оС, термостойкость - Т = 110оС, толщина стенки лампы а = 0,1 см.

Для того чтобы найти общее время отжига нужно знать время этих операций. Для этого с помощью формул (3.1), (3.2), (3.3), найдем сначала скорости нагрева (С1) и скорости охлаждения (С3 и С4), скорость второй операции С2 = 0

(3.1)

(3.2)

, (3.3)

где: С1, С3, С4 - скорости нагрева и охлаждения, 0С/мин.

С1 = (0,3/0,12)*110; С1 = 3300 0С/мин

С3 = (0,075/0,12)*110; С3 = 825 0С/мин

С4 = (0,5/0,12)*110; С4 = 5500 0С/мин

Теперь, зная значение C1, C3, C4 можно найти время этих операций по следующим формулам:

(3.4)

, (3.5)

t1 = (520 - 25)/3300; t1 = 0.15 мин

t2 = 10 + 10*0.12; t2 = 10.1 мин

t3 = (520 - 410)/825; t3 = 0.13 мин

t4 = (410 - 25)/5500; t4 = 0.07 мин

t = t1 + t2 + t3 + t4, (3.8)

t = 0.15 + 10.1+0.13+0.07; t = 10.45 мин

На основании этих данных построим график зависимости времени отжига колбы от температуры (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 Зависимость времени отжига колбы от температуры

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта была разработана технология изготовления ламп накаливания общего назначения типа БК_220-75.

- время отжига лампы составило 10,45 мин.

- время заварки лампы - 9,49 с.

Все требования к технологическим процессам производства данного вида ламп накаливания общего назначения могут быть реализованы, главным образом, только в условиях массового производства, поскольку только это условие, главным образом, гарантирует однородность всех параметров и качество выпускаемой продукции, что на современном этапе развития электротехнической промышленности является главным условием конкурентоспособности продукции данного вида не только на внутреннем рынке, но и за рубежом.

1. Ульмишек Л.Г. «Производство электрических ламп накаливания», М-Л: Энергия, 1966, 640 с.

2. Денисов В.П. «Производство электрических источников света», М: Энергия, 1975, 488 с.

3. Денисов В.П., Мельников Ю.Ф. «Технология и оборудование производства электрических источников света» / Учебник для техникумов, М: Энергия, 1983, 384 с.

4. Афанасьева В.И., Скобелев М.В. «Источники света и пускорегулирующая аппаратура» / Учебник для техникумов, М: Энергоатомиздат, 1986, 272 с.

5. «Справочная книга по светотехнике» / под ред. Ю.Б. Айзенберга, М: Энергоатомиздат, 1983, 472 с.