CH361095A - Process for separating parts joined together by a devitrified glass gasket - Google Patents

Process for separating parts joined together by a devitrified glass gasket

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CH361095A
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devitrified glass
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Arthur Claypoole Stewart
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Corning Glass Works
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/095Tubes, rods or hollow products

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Description

  

  Procédé de séparation de pièces réunies par un joint de verre     dévitrifié       La présente invention a pour objet un procédé  de séparation de pièces réunies par un joint de verre  dévitrifié. Elle se rapporte particulièrement à la sépa  ration aux fins de récupération, des cône et écran  des tubes à rayons cathodiques soudés comme     ci-          dessus,    indiqués.  



  Dans la fabrication de ces tubes ainsi que pour  d'autres opérations nécessitant la soudure d'éléments.,  il est fréquemment désirable, sinon essentiel, de pré  voir un procédé de récupération efficace de la     partie     du produit manufacturé qui serait défectueuse pour  une raison quelconque.  



  Avant la mise au point des joints en verre     dévi-          trifié,    l'assemblage des éléments d'un objet compo  site était     effectué    à l'aide d'un verre de soudure  relativement tendre ou à bas point de fusion. Les élé  ments soudés suivant ce procédé peuvent être facile  ment séparés en réchauffant à la température de sou  dure pour amollir le verre de soudure et permettre  la séparation par voie mécanique.  



  Par nature, la structure cristalline rigide     formée     dans un     joint    dévitrifié ne fond qu'à des tempéra  tures     considérablement    plus élevées que les tempé  ratures de soudage ou de dévitrification, c'est-à-dire  à une température supérieure de     1500    environ pour  de nombreux verres plomb-zinc borate. Dans. un  objet tout verre cette température peut être supérieure  à celle à laquelle les éléments eux-mêmes, se     ramollis     sent et se déforment. Bien que ceci soit très intéres  sant à de nombreux points de vue, il s'ensuit que  les procédés de séparation connus jusqu'à mainte  nant ne peuvent être utilisés avec ce type de joint.

    Ceci est     particulièrement    vrai quand les éléments de  verre sont compliqués. C'est pourquoi le besoin de  nouveaux procédés de séparation     et/ou    de récupé  ration s'est fait sentir.    Il a déjà été proposé de séparer les     pièces    sou  dées suivant ce procédé soit par sciage à travers le  joint avec une scie à diamant, soit par voie mécani  que en y provoquant une fracture. Le premier pro  cédé .est relativement coûteux et, de ce fait, inappli  cable dans de nombreux cas.

   Le dernier procédé peut  poser un sérieux problème lorsqu'il s'agit d'éléments  en verre ou en     céramique    en raison des     difficultés     rencontrées pour     limiter    la fracture ou fissure à la  matière de soudure.  



  Il a alors été proposé d'employer un procédé chi  mique. Ce procédé est, en particulier,     applicable    dès  que les éléments sont séparés. Il peut aussi être uti  lisé pour la dissolution complète de la matière de  soudure sans séparation préalable. Toutefois, en rai  son de la nature de la     plupart    des joints, la sépara  tion par ce procédé est beaucoup plus longue pour  être pratiquement utilisable.  



  Il s'ensuit que le besoin d'avoir un procédé pra  tique de séparation de pièces réunies par un joint  de verre     dévitrifié    a subsisté et que la présente inven  tion a principalement pour but de répondre à ce  besoin.  



  Le présent procédé est plus     particulièrement    des  tiné à permettre la séparation du cône et de     l'écran     d'un tube à rayons cathodiques assemblés     par        un     joint de verre     dévitrifié    afin de faciliter leur récupé  ration.  



  La présente invention est basée sur certaines  constatations faites concernant l'influence d'un trai  tement thermique ultérieur sur la résistance de sou  dure de verre     dévitrifié.    La titulaire a établi que, bien  que des températures relativement élevées soient  nécessaires pour fondre la matière dévitrifiée, la  résistance à la traction d'un tel joint pouvait être  rendue très faible par chauffage à une température      de 500 C environ au-dessus de la température de       soudure    ou de dévitrification.

   Elle a de plus constaté  qu'un     tube    à     rayons        cathodiques    tout verre à soudure  de verre dévitrifié, c'est-à-dire ayant une résistance au  moins égale à celle des éléments de verre à la tem  pérature de     soudure,    peut être rapidement séparé en  éléments, pour récupération, par l'application d'air  sous pression à l'intérieur du tube après traitement à  ces températures légèrement plus élevées. La nature  exacte de la     transformation    produite dans le     joint     par ce traitement thermique n'est pas connue.

   On a  pu observer, toutefois que la résistance de l'assem  blage est     réduite    dans la proportion de 1 à 4 ou  même plus à la température critique et que, après  séparation, les pièces présentent clairement une frac  ture de structure cristalline.  



  L'invention a pour objet un     procédé    de sépara  tion de pièces réunies par un joint de verre dévitrifié  formé à une température de soudure élevée. Ce pro  cédé est caractérisé en ce que l'on     affaiblit    le joint  par chauffage au moins. de la zone de     soudûre,    à  une température supérieure à la température de sou  dure et en ce que l'on met sous tension le joint pour  séparer les pièces.  



  En général, une température de 500 C environ  au-dessus de la température de soudure est efficace  et, avec des objets creux, le joint est généralement       mis    sous tension par application d'une     pression        d'air     à l'intérieur de l'article.  



  A titre d'exemple, le dessin annexé représente  une     mise    en     oeuvre    du procédé faisant l'objet de  l'invention.  



  La fi.. 1 est une vue en élévation d'un tube à  rayons cathodiques     partiellement    coupé pour mon  trer la zone de soudure en coupe.  



  La     fig.    2 est une coupe fragmentaire agrandie  de la zone de soudure et la     fig.    3 est une élévation  en coupe d'un dispositif approprié à l'application de       l'invention.     



  La     fig.    1 représente une enveloppe de tube à  rayons cathodiques 10 composée du cône 12 et de       l'écran        14:    avec un joint 16 de verre dévitrifié réu  nissant leurs surfaces de soudure respectives 18 et  20. La zone de soudure du tube 10 est plus claire  ment représentée par la     fig.    2 qui est à plus grande  échelle.  



  De nombreux éléments d'un tube à rayons  cathodiques c'est-à-dire les revêtements des     écrans,     les contacts électriques, le canon à électrons, etc.,  ont été     omis    afin de permettre une représentation  plus claire de la présente invention.  



  Le tube 10, ou au moins la zone de soudure du  tube, est traitée     thermiquement    à une     température     supérieure à la température de soudure c'est-à-dire  à la température de formation du joint dévitrifié,  pour     affaiblir    le joint de verre dévitrifié. Ce traite  ment     thermique    peut être     effectué    dans tout four  convenable, four à     recuire    ou autre chambre de       réchauffage.    Le tube 10 est porté par un support  ou chevalet 22 logé dans le four 24.

   Ce four peut    être un four ordinaire fait de briques et comportant  des     éléments        chauffants    (non représentés) montés  sur les surfaces intérieures. Le four 24 comprend  un couvercle 26 ayant une ouverture 28 d'un dia  mètre suffisant pour permettre au col 30 du tube 10  de sortir à l'extérieur quand le four est fermé.  



  Une     pince    32 pour le col 30 est montée pivo  tante comme un levier sur le bras 34. Le col 30 est  également     muni    d'un élément de fermeture 36 ayant  une ligne d'arrivée d'air 38 qui le traverse et qui est  reliée par l'intermédiaire d'un indicateur 40 et de  la soupape 42 (représentés schématiquement l'un et  l'autre) à une source d'air     comprimé    (non représen  tée).  



  Pour     permettre    une meilleure illustration, on a  décrit une variante où le tube 10 est une enveloppe  ronde, tout verre, de 533,4 mm de diamètre (2,1 pou  ces) et     comportant    une soudure composée de verre       plomb-zinc-borate        dévitrifié    à une température de       4401,    C qui est la température utilisée     habituellement     pour les tubes récepteurs de télévision.

   Le tube 10  est placé dans le four 24, chauffé à 4900 C et main  tenu à cette température pendant 5 minutes environ  pour permettre l'affaiblissement par voie thermique  du joint 16.     L'extrémité    44 de la pince 32 est abais  sée et     verrouillée    par un élément 46 pour soulever  le tube 10 de 25,4 mm (1 pouce) environ au-dessus  du support 22 (comme représenté) et le suspendre  dans cette position. Ceci évite le contact entre     ces     éléments et la production d'écaillage ou de fracture  par ces contacts pendant et après la séparation.  



  Une     pression    d'air de 0,1406     kg/cm     (2 psi) est  momentanément appliquée à travers la     ligne    38 à  l'intérieur du tube 10. Le joint 16 étant     thermique-          ment    affaibli, cette pression est suffisante pour sépa  rer le cône 12 et l'écran 14 le long d'une ligne de  rupture dans le joint 16. L'épaisseur latérale du joint  16 de ce tube est d'environ 6 mm 35. Le calcul  montre que la pression d'air appliquée est équiva  lente à une force d'environ 2,95 kg/ce de joint  (42 psi). Dans des tubes de dimensions différentes,  la pression appliquée peut varier pour assurer une  force équivalente.

   La puissance nécessaire peut varier  quelque peu mais doit être de 1,406 à 4,218     kg/cm-          (20    à 60 psi).  



  Bien que la température optimum du traitement  thermique soit     ordinairement    de     501,    C au-dessus de  la température de     dévitrification,        celle-ci    peut varier  quelque peu avec des verres différents. Des diffé  rences de températures plus élevées peuvent être  naturellement utilisées mais ne sont pas à recom  mander avec des éléments en verre en raison de la  tendance aux déformations. En tout cas, les condi  tions optimums peuvent être rapidement     déterminées     dans la pratique.  



  A titre de comparaison des essais ont été faits  pour travailler à des températures de 470 à 4800 C  dans l'exemple ci-dessus. A des pressions de     0,4218-          0,5624        kg/cm2    environ (6-8 psi) des fractures se sont  produites     indifféremment    aussi bien dans le joint que      dans les éléments en verre. Ceci indique qu'à ces  températures, la résistance du joint est équivalente  à celles des éléments.  



  Le four 24 est alors refroidi et le cône et l'écran  séparés sont enlevés pour les opérations ultérieures  de récupération. Le verre dévitrifié restant sur les  surfaces 18 et 20 peut être enlevé par un procédé  chimique.  



  Dans une     variante,    le dispositif de chauffage peut  être modifié pour opérations à grande échelle. De  plus, la force de séparation peut être     appliquée    de       façons    différentes suivant la nature de l'objet. D'autre       part,    bien que l'invention soit     particulièrement    utile  dans la     récupération    des éléments de tubes à rayons  cathodiques, elle peut servir dans des cas beaucoup  plus généraux comme le comprendront facilement les  spécialistes de la soudure.



  A method of separating parts joined together by a devitrified glass gasket The present invention relates to a process for separating parts joined by a devitrified glass gasket. It relates particularly to the separation for the purposes of recovery, of the cones and screens of cathode ray tubes welded as above, indicated.



  In the manufacture of such tubes as well as in other operations requiring the welding of elements, it is frequently desirable, if not essential, to provide a method of efficiently recovering that part of the manufactured product which would be defective for any reason. .



  Prior to the development of devitrified glass gaskets, the assembly of the elements of a composite object was carried out using relatively soft or low melting point solder glass. The elements welded by this process can be easily separated by heating to the solder temperature to soften the weld glass and allow mechanical separation.



  By nature, the rigid crystalline structure formed in a devitrified joint only melts at temperatures considerably higher than the welding or devitrification temperatures, that is, at a temperature above about 1500 for many. lead-zinc borate glasses. In. an all-glass object this temperature may be higher than that at which the elements themselves soften, feel and deform. Although this is very useful from many points of view, it follows that the separation methods known until now cannot be used with this type of seal.

    This is especially true when the glass elements are complicated. This is why the need for new separation and / or recovery methods has arisen. It has already been proposed to separate the welded parts according to this process either by sawing through the joint with a diamond saw, or by mechanical means by causing a fracture therein. The first method is relatively expensive and therefore inapplicable in many cases.

   The latter method can pose a serious problem when it comes to glass or ceramic elements because of the difficulties encountered in limiting the fracture or crack in the solder material.



  It was then proposed to use a chemical process. This process is, in particular, applicable as soon as the elements are separated. It can also be used for the complete dissolution of the solder material without prior separation. However, due to the nature of most joints, separation by this process takes much longer to be practically usable.



  It follows that the need for a practical process for separating parts joined by a devitrified glass gasket has remained and that the present invention is mainly aimed at meeting this need.



  The present process is more particularly designed to allow the separation of the cone and the screen of a cathode ray tube assembled by a devitrified glass gasket in order to facilitate their recovery.



  The present invention is based on certain observations made concerning the influence of a subsequent heat treatment on the strength of hard glass of devitrified glass. The licensee determined that, although relatively high temperatures are required to melt the devitrified material, the tensile strength of such a joint could be made very low by heating to a temperature of about 500 C above the temperature. soldering or devitrification.

   It has also found that a cathode ray tube all solder glass devitrified glass, that is to say having a resistance at least equal to that of the glass elements at the soldering temperature, can be quickly separated. in parts, for recovery, by applying pressurized air inside the tube after treatment at these slightly higher temperatures. The exact nature of the transformation produced in the joint by this heat treatment is not known.

   It has been observed, however, that the strength of the joint is reduced in the proportion of 1 to 4 or even more at the critical temperature and that, after separation, the parts clearly show a fracture of crystal structure.



  The subject of the invention is a process for separating parts joined together by a joint of devitrified glass formed at a high welding temperature. This process is characterized in that the seal is weakened by at least heating. of the weld zone, at a temperature above the welding temperature and in that the joint is put under tension to separate the parts.



  In general, a temperature of about 500 C above the solder temperature is effective and, with hollow objects, the joint is usually tensioned by applying air pressure inside the article. .



  By way of example, the appended drawing represents an implementation of the method forming the subject of the invention.



  Fig. 1 is an elevational view of a cathode ray tube partially cut away to show the weld area in cross section.



  Fig. 2 is an enlarged fragmentary section of the weld area and FIG. 3 is a sectional elevation of a device suitable for the application of the invention.



  Fig. 1 shows a cathode ray tube casing 10 composed of the cone 12 and the screen 14: with a gasket 16 of devitrified glass joining their respective solder surfaces 18 and 20. The solder zone of the tube 10 is more clearly visible. represented by FIG. 2 which is on a larger scale.



  Many elements of a cathode ray tube i.e., shield coatings, electrical contacts, electron gun, etc., have been omitted in order to allow a clearer representation of the present invention.



  The tube 10, or at least the weld zone of the tube, is heat treated at a temperature above the weld temperature, that is to say the temperature of formation of the devitrified seal, to weaken the devitrified glass seal. This heat treatment can be carried out in any suitable furnace, annealing furnace or other reheating chamber. The tube 10 is carried by a support or easel 22 housed in the oven 24.

   This oven may be an ordinary oven made of bricks and having heating elements (not shown) mounted on the interior surfaces. The oven 24 includes a cover 26 having an opening 28 of sufficient diameter to allow the neck 30 of the tube 10 to exit to the outside when the oven is closed.



  A clamp 32 for the neck 30 is pivotally mounted like a lever on the arm 34. The neck 30 is also provided with a closure element 36 having an air inlet line 38 which passes through it and which is connected by via an indicator 40 and valve 42 (both shown schematically) to a source of compressed air (not shown).



  To allow a better illustration, we have described a variant where the tube 10 is a round envelope, all glass, 533.4 mm in diameter (2.1 inches) and comprising a solder composed of lead-zinc-borate devitrified glass. at a temperature of 4401, C which is the temperature usually used for television receiving tubes.

   The tube 10 is placed in the oven 24, heated to 4900 C and held at this temperature for approximately 5 minutes to allow the thermal weakening of the seal 16. The end 44 of the clamp 32 is lowered and locked by a member 46 for lifting the tube 10 about 25.4 mm (1 inch) above the support 22 (as shown) and hanging it in this position. This prevents contact between these elements and the production of spalling or fracture by these contacts during and after separation.



  An air pressure of 0.1406 kg / cm (2 psi) is momentarily applied through line 38 inside tube 10. Since seal 16 is thermally weakened, this pressure is sufficient to separate the cone. 12 and the screen 14 along a line of rupture in the joint 16. The lateral thickness of the joint 16 of this tube is approximately 6 mm 35. The calculation shows that the air pressure applied is equivalent slow at a force of approximately 2.95 kg / cc of joint (42 psi). In tubes of different dimensions, the applied pressure may vary to ensure an equivalent force.

   The power required may vary somewhat but should be 1.406 to 4.218 kg / cm- (20 to 60 psi).



  Although the optimum heat treatment temperature is usually 501 ° C above the devitrification temperature, this can vary somewhat with different glasses. Higher temperature differences can of course be used but are not recommended with glass elements due to the tendency to warp. In any case, the optimum conditions can be quickly determined in practice.



  For comparison, tests were made to work at temperatures of 470 to 4800 C in the example above. At pressures of about 0.4218-0.5624 kg / cm2 (6-8 psi) fractures have occurred equally well in both the joint and the glass elements. This indicates that at these temperatures, the resistance of the joint is equivalent to that of the elements.



  Furnace 24 is then cooled and the separate cone and screen are removed for subsequent recovery operations. Devitrified glass remaining on surfaces 18 and 20 can be removed by a chemical process.



  Alternatively, the heater can be modified for large scale operations. In addition, the separating force can be applied in different ways depending on the nature of the object. On the other hand, although the invention is particularly useful in the recovery of elements of cathode ray tubes, it can be used in much more general cases as will be easily understood by those skilled in the art of soldering.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de séparation de pièces réunies par un joint de verre dévitrifié formé à une température de soudure élevée, caractérisé en ce que l'on affaiblit le joint par chauffage au moins de la zone de sou dure, à une température supérieure à la température de soudure et en ce que l'on met sous tension le joint pour séparer les pièces. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on chauffe la zone de soudure à une tem pérature supérieure de 500 C environ à la température de soudure. 2. CLAIM A method of separating parts joined together by a devitrified glass joint formed at a high soldering temperature, characterized in that the joint is weakened by heating at least the hard solder area, to a temperature above the temperature of welding and in that the joint is put under tension to separate the parts. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim, characterized in that the weld zone is heated to a temperature approximately 500 C above the weld temperature. 2. Procédé selon la revendication, appliqué à un objet creux, caractérisé en ce que l'on applique une pression de séparation des pièces à l'intérieur de cet objet. 3. Procédé selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce que l'on applique une pression d'air à l'intérieur de l'objet de 1,406-4,218 kg/cm? de sec tion de joint (20-60 psi). 4. Method according to claim, applied to a hollow object, characterized in that a pressure is applied to separate the parts inside this object. 3. Method according to sub-claim 2, characterized in that an air pressure is applied inside the object of 1.406-4.218 kg / cm? seal section (20-60 psi). 4. Procédé selon la revendication pour la sépara tion du cône et de l'écran d'un tube à rayons catho diques réunis entre eux par un joint en verre dévi- trifié formé à la température de soudure d'environ 4400 C, caractérisé en ce que l'on chauffe la zone de soudure du tube à environ 490 C et en ce que l'on applique à l'intérieur du tube une pression équi valente à 2,812 kg/cm2 de soudure environ (40 psi). Process according to claim for the separation of the cone and the screen of a cathode ray tube joined together by a deflected glass joint formed at the soldering temperature of approximately 4400 C, characterized in that the weld area of the tube is heated to about 490 C and a pressure equivalent to about 2.812 kg / cm2 of weld (40 psi) is applied inside the tube.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923423A (en) * 1989-06-30 1990-05-08 Rca Licensing Corporation Integrated thermal processing for kinescopes

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