玻璃封接后存在內(nèi)應(yīng)力，會降低燈的穩(wěn)定性，使其在使用過程中出現(xiàn)炸裂。本文對屏錐式封接玻璃應(yīng)力與燃點(diǎn)可靠性關(guān)系進(jìn)行了試驗(yàn)和分析，得出一些新的結(jié)果，提供給同行作為借鑒。

　　鹵素?zé)粜臼酵渡錈舻纳�產(chǎn)工藝通常為：燈絲制造，鹵素?zé)粜局圃�，燈芯裝架，錐體可伐帽封接，蒸鋁，然后進(jìn)行定焦，封屏，排氣，清除焊料，成品檢驗(yàn)，包裝等工序。

　　在這些加工工藝中，燈絲制造、鹵素?zé)粜局圃煲约安Ａ�屏和玻璃錐封接工藝尤其重要。因?yàn)闊艚z制造工藝關(guān)系著燈的壽命、燈的光強(qiáng)指標(biāo);鹵素?zé)粜竟に囮P(guān)系著鹵鎢循環(huán)的效果和使用可靠性。玻璃屏和玻璃錐封接工藝關(guān)系著封接質(zhì)量，進(jìn)而關(guān)系著燈使用可靠性———如果玻璃屏和玻璃錐封接不好，封接部位就會存在不牢固問題，出現(xiàn)炸裂情況。

　　最近，我們對玻璃屏和玻璃錐封接處存在的應(yīng)力狀況與封接質(zhì)量的關(guān)系，進(jìn)行了跟蹤試驗(yàn)和分析，從中有了一些新認(rèn)識。

1、應(yīng)力等級的劃分

　　應(yīng)力等級是衡量玻璃封接的一個重要指標(biāo)。但現(xiàn)代的專業(yè)書中往往只提及玻璃材料產(chǎn)生應(yīng)力的原因以及應(yīng)力對玻璃材料產(chǎn)生不良影響的情況，很少進(jìn)行具體的分級。

　　本文按照對電真空玻璃應(yīng)力等級的理解將其分為4級，如表1所示。

表1　應(yīng)力等級劃分

2、應(yīng)力試驗(yàn)

　　為了弄清玻璃屏和玻璃錐封接處應(yīng)力狀況與封接可靠性關(guān)系，我們進(jìn)行了試驗(yàn)。

　　(1)按照應(yīng)力等級將燈分類：將240只試驗(yàn)燈逐個通過應(yīng)力儀照射，標(biāo)上“應(yīng)力等級”；

　　(2)進(jìn)行燈的燃點(diǎn)試驗(yàn)：給燈加上1.05倍的額定電壓，即額定電壓是28V，則加上29.4V，進(jìn)行5個燃點(diǎn)循環(huán)(一個燃點(diǎn)循是燃點(diǎn)10min、熄滅10min)，試驗(yàn)有專人負(fù)責(zé)；

　　(3)將試驗(yàn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示。

3、結(jié)果分析

　　由試驗(yàn)結(jié)果看出：0級應(yīng)力共15只，封接處出現(xiàn)炸裂的數(shù)量有3只，占總數(shù)20%，比例很大;1級應(yīng)力共95只，封接處出現(xiàn)炸裂的數(shù)量有8只，占總數(shù)8.42%;2級應(yīng)力和3級應(yīng)力燈沒有出現(xiàn)炸燈。

表2　應(yīng)力等級試驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)

　　試驗(yàn)結(jié)果出乎預(yù)料，原先認(rèn)為，3級應(yīng)力燈出現(xiàn)炸裂的可能性最大，0級應(yīng)力燈出現(xiàn)炸裂的可能性最小，為此就導(dǎo)致這個結(jié)果的原因進(jìn)行了分析，存在以下幾種可能：

　　(1)0級應(yīng)力出現(xiàn)炸裂的燈，可能是封接部位內(nèi)在質(zhì)量不高導(dǎo)致的，這一點(diǎn)，可以從“鋼化”玻璃的破碎狀態(tài)得到啟示。

　　所謂“鋼化”玻璃，就是進(jìn)行特殊工藝處理：先將玻璃升溫到一定溫度，然后將它突然投入某一介質(zhì)中，例如：油，此時介質(zhì)溫度是設(shè)定好的。由于玻璃在由高溫向低溫轉(zhuǎn)變過程中是驟變的，玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)還來不及變化，便被按照某一方向“排列”并固定。這種結(jié)構(gòu)會使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。工藝處理較好的鋼化玻璃損壞時，是在極短時間內(nèi)整塊玻璃瞬間爆炸，同時產(chǎn)生蠶豆粒大小的玻璃碎片，破碎后內(nèi)應(yīng)力不復(fù)存在。普通玻璃損壞時，既留有大塊碎片，也留有小塊碎片。

　　投射燈玻璃屏和玻璃錐的封接面呈0級應(yīng)力情況，只有兩種極端可能：一是工藝控制很好、很到位，退火后達(dá)到了幾乎完美狀態(tài);另一種是封接不好，內(nèi)部出現(xiàn)了炸裂的小細(xì)紋。產(chǎn)生小細(xì)紋導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力徹底釋放，但此時由于玻璃屏和玻璃錐厚度較厚，小細(xì)紋并不能馬上讓燈出現(xiàn)漏氣情況，真正讓燈顯現(xiàn)問題的是“燃點(diǎn)循環(huán)”試驗(yàn)。

　　“燃點(diǎn)循環(huán)”試驗(yàn)使燈體由室溫驟升變成高熱，然后又由高熱降低回到室溫狀態(tài)，再由室溫驟升變成高熱，多次的循環(huán)，令小細(xì)紋的裂口逐步擴(kuò)大，直至封接處炸裂開來。

　　0級應(yīng)力組3只炸裂開的玻璃屏和玻璃錐端口形狀，映證了前面的分析、判斷，因?yàn)榉饨用娌皇浅嗜廴跔�，而是呈平滑狀，說明玻璃屏與玻璃錐之間沒有充分熔合。

　　(2)2級應(yīng)力和3級應(yīng)力燈沒有出現(xiàn)炸燈情況，這是因?yàn)椴Ａ�屏和玻璃錐封接處雖然存在內(nèi)應(yīng)力，但它們之間沒有存在炸裂的小細(xì)紋。燃點(diǎn)時，燈腔體溫度上升可達(dá)300℃以上，這時作為窗口的玻璃屏，溫度上升會更快和更高，有可能達(dá)到500℃ 以上，這是光發(fā)出的熱量與燈絲發(fā)出熱量經(jīng)熱傳導(dǎo)疊加造成的。在此狀態(tài)下，玻璃內(nèi)部的分子變得活潑，應(yīng)力的束縛力反而減弱，應(yīng)力的破壞性急劇下降，玻璃炸裂的可能性因此降低。

　　(3)解剖了幾只使用過的2級和3級應(yīng)力燈，發(fā)現(xiàn)封接處熔合程度很好，玻璃之間熔為一體。由此推斷，在封接處留有2級應(yīng)力和3級應(yīng)力，可能是退火曲線把握不到位，產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力所致。因?yàn)閱纹�玻璃屏和單片玻璃錐未加工時的內(nèi)應(yīng)力，曾做過檢測：絕大多數(shù)為0級，極少數(shù)為1級。當(dāng)將它們封接在一起時，總的厚度增加，退火工藝需要的退火時間更長。此時如不注意，容易在玻璃內(nèi)留下大的內(nèi)應(yīng)力。能否將單片玻璃屏和單片玻璃錐做得相對薄一些來解決上述問題?這樣既可以降低制造成本，又可以把兩玻璃件加工厚度與應(yīng)力關(guān)系分析變得簡單許多。但是眾所周知，玻璃有其自身特性，它抗壓不抗張。

　　燈在燃點(diǎn)過程中，隨著溫度上升，燈腔體內(nèi)的氣體壓力也隨之增大。高色溫?zé)粜臼絇AR 燈燃點(diǎn)時，燈芯腔體內(nèi)的氣壓是不燃點(diǎn)時的3～4倍。如果燈芯壓封的氣密性不高，有微量氣體從燈芯中泄漏到燈腔體內(nèi)，燈腔體內(nèi)的壓力會大大增加。玻璃材料抗壓性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于抗張性能，燈腔體內(nèi)大氣壓讓玻璃承受了較大壓強(qiáng)的抗張壓，如果燈玻璃厚度設(shè)計(jì)偏薄，極有可能引起整體爆炸，帶來的后果不堪設(shè)想。選擇單片玻璃屏和單片玻璃錐稍厚，可以提高抗張性能。

　　玻璃屏和玻璃錐封接后，有的封接處內(nèi)應(yīng)力小，有的則很大，有可能是試驗(yàn)燈在制造過程中，不同批次生產(chǎn)之間存有差異。

4、結(jié)論

　　(1)封接質(zhì)量包括兩個方面，一是玻璃屏和玻璃錐之間的熔合程度;另一個是熔合之后的退火曲線把握。熔合很好，但退火曲線把握不到位，會產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力;熔合不好，有可能出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力很小但內(nèi)在可靠性不高的情況。

　　(2)設(shè)計(jì)固然重要，但是工藝的探索和改進(jìn)更為件下使用。允許變動范圍為額定值的±5%(釷鎢陰極)，過高或過低的陰極電壓都會影響電子管的使用壽命。

　　對于強(qiáng)制冷卻的電子管，在接入陰極電壓之前，必須先啟動冷卻系統(tǒng);而在陰極電壓關(guān)斷后，作為冷卻電子管的水和風(fēng)仍需繼續(xù)冷卻10min以上，以驅(qū)散余熱。

　　對于水冷陽極的電子管，必須滿足所需要的水流量和水壓力。通常陽極入水口的水壓應(yīng)為0.2～0.3MPa。

　　當(dāng)水流量或水壓不能滿足電子管冷卻所要求的數(shù)值時，必須降低板耗(陽極耗散功率)使用，以使進(jìn)出水溫度盡量降低。出水口溫度最高不得超過70℃，進(jìn)、出水口溫差在10℃左右為宜，最高不超過20℃。水冷陽極的冷卻水純度要高，以防止嚴(yán)重結(jié)垢。陽極和水套要定期清洗除垢。清洗水垢時可用10%～30%的鹽酸浸泡。嚴(yán)禁用金屬利器刮削陽極表面。電子管工作時，其陽極電流、柵極電流、板極(陽極)耗散功率、柵極耗散功率均不得超過極限值。陽極電流和柵極電流的比例要按照整機(jī)說明書中規(guī)定的范圍和實(shí)際負(fù)載情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。過大或過小的陽、柵電流比例會使陽極或柵極損耗功率超過規(guī)定值而損壞電子管。

　　備用的電子管要與設(shè)備上使用的電子管交替作業(yè)，使用前要按照規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)檢查和老煉。