JP3409967B2 - Manufacturing method of impregnated cathode - Google Patents
Manufacturing method of impregnated cathodeInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子管に用いる含
浸型陰極の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an impregnated cathode used in an electron tube.
【0002】[0002]
【従来の技術】含浸型陰極は、カラーブラウン管等の陰
極線管に用いられる。そして、この含浸型陰極は電子ビ
ーム源としての役割を果たす。以下、図5を用いて従来
の含浸型陰極の一例について説明する。2. Description of the Related Art Impregnated cathodes are used in cathode ray tubes such as color cathode ray tubes. Then, this impregnated cathode serves as an electron beam source. An example of a conventional impregnated cathode will be described below with reference to FIG.
【0003】図5は、従来の含浸型陰極の一例の斜視図
を示す。円柱状のマトリックス1には、カップ状の金属
部品であるマトリックス被覆部品2が被覆されている。
マトリックス1は、電子放出電極である。本従来例のマ
トリックス1の寸法は、直径が約1mm、高さが約0.
5mmである。マトリックス被覆部品2は、含浸型陰極
が電子管内で動作する際、マトリックス1から電子放射
剤が蒸発するのを最小限に抑えるために設けられてい
る。このマトリックス1は、支持線4を介して円筒形の
陰極スリーブ3に固定されている。この陰極スリーブ3
の内側には、加熱用ヒータが内蔵されている。そして、
支持線4を介したマトリックス1と陰極スリーブ3との
結合体は、固定リング11に固定されている。この固定
は、支持線4の各先端部を固定リング11に接合するこ
とにより行われる。前記のように構成された含浸型陰極
は、固定リング11をガラスホルダ(図示せず)に接続
することによって、電子銃(図示せず)に固定すること
ができる。FIG. 5 shows a perspective view of an example of a conventional impregnated cathode. The columnar matrix 1 is coated with a matrix-coated component 2 which is a cup-shaped metal component.
The matrix 1 is an electron emission electrode. The matrix 1 of this conventional example has a diameter of about 1 mm and a height of about 0.
It is 5 mm. The matrix-coated component 2 is provided to minimize evaporation of the electron emissive agent from the matrix 1 when the impregnated cathode operates within the electron tube. This matrix 1 is fixed to a cylindrical cathode sleeve 3 via support wires 4. This cathode sleeve 3
A heater for heating is built in inside. And
The combined body of the matrix 1 and the cathode sleeve 3 via the supporting wire 4 is fixed to the fixing ring 11. This fixing is performed by joining each tip of the support wire 4 to the fixing ring 11. The impregnated cathode constructed as described above can be fixed to an electron gun (not shown) by connecting the fixing ring 11 to a glass holder (not shown).
【0004】マトリックス1は、W等の耐熱性多孔質基
体の孔中に、例えばBaOを主成分とするアルカリ土類
酸化物からなる電子放射物質を含浸させて形成される。
マトリックス被覆部品2及び陰極スリーブ3は、Mo、
WまたはTaなどの高融点金属、あるいはこれら金属の
2種類以上の合金で形成される。支持線4は、W、M
o、TaまたはReなどの高融点金属、あるいはこれら
金属の2種類以上の合金で形成される。The matrix 1 is formed by impregnating the pores of a heat-resistant porous substrate such as W with an electron emitting substance made of, for example, an alkaline earth oxide containing BaO as a main component.
The matrix coating component 2 and the cathode sleeve 3 are made of Mo,
It is formed of a refractory metal such as W or Ta, or an alloy of two or more kinds of these metals. Support line 4 is W, M
It is formed of a refractory metal such as o, Ta, or Re, or an alloy of two or more kinds of these metals.
【0005】前記の支持線4を介したマトリックス1と
陰極スリーブ3との接合には、抵抗溶接が用いられる。
また、支持線4の先端部と固定リング11との接合に
も、抵抗溶接が用いられる。Resistance welding is used to join the matrix 1 and the cathode sleeve 3 through the support wire 4.
Resistance welding is also used to join the tip of the support wire 4 and the fixed ring 11.
【0006】以下、この抵抗溶接について具体的に説明
する。従来、これらの含浸型陰極を構成する金属部品の
抵抗溶接には、単相交流電源から得られた商用周波数6
0Hzの正弦波の1周期分を通電させていた。含浸型陰
極は、その動作温度が1000℃以上と非常に高温であ
る。このため、含浸型陰極に用いられる金属部品には
は、高融点金属を用いることが一般的である。これらの
高融点金属の溶接には、大きな熱エネルギーが必要であ
る。実際には、溶接時に1300〜1600A程度の波
高値の電流を通電していた。図6に、溶接時の電流波形
の時間Tと電流値Iとの関係の一例を示した。本図の例
では、電流の波高値は1600Aで、1周期分の時間は
1/60msである。The resistance welding will be specifically described below. Conventionally, for resistance welding of metal parts constituting these impregnated cathodes, a commercial frequency 6 obtained from a single-phase AC power source was used.
The current was applied for one cycle of a 0 Hz sine wave. The impregnated cathode has an operating temperature of 1000 ° C. or higher, which is extremely high. Therefore, a refractory metal is generally used for the metal parts used for the impregnated cathode. Welding of these refractory metals requires large thermal energy. Actually, a current having a peak value of about 1300 to 1600 A was applied during welding. FIG. 6 shows an example of the relationship between the time T of the current waveform during welding and the current value I. In the example of this figure, the peak value of the current is 1600 A, and the time for one cycle is 1/60 ms.
【0007】[0007]
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の含浸型陰極の製造方法では、以下のような
問題があった。
(1)溶接時に1300〜1600A程度の高い波高値
の電流を通電すると、マトリックス内に溶融含浸されて
いる電子放射剤が熱分解し、大気にさらされた電子放出
面へ熱拡散するなどの問題があった。この様な陰極を電
子管に用いると、電子放出特性が低下したり、電子ビー
ムが取り出せない場合があった。
(2)また、前記のように溶接時に1300〜1600
A程度の高い波高値の電流を通電すると、接合部が過度
に加熱され、金属溶融物が飛散するスプラシュの発生す
る場合があった。スプラシュの発生があると、このスプ
ラシュはブラウン管内で、管内異物となり高圧不良やシ
ャドウマスクの穴詰まり不良の原因となっていた。
(3)溶接電流を小さく抑えれば、前記のような問題は
解決できる。しかし、この場合は各部品の接合部分の引
張強度が著しく低下してしまい、ときには溶接されない
という別の問題が生じてしまう。
(4)抵抗溶接では、溶接部の接触状態のばらつきや加
圧のばらつきによる接触抵抗の変動等により、溶接電流
が変動し易い。溶接電流が著しく小さくなった場合は、
十分な溶接強度の確保されないことになる。
(5)また、抵抗溶接は電極をワークに接触させて行う
ため、溶接時の熱がこの接触箇所や電極にも蓄積され
る。この為、電極のワークとの接触面には磨耗が生じ
る。電極の磨耗が大きくなれば、それにつれて接触抵抗
のバラツキも大きくなってしまう。したがって、生産数
の増加につれて溶接品質のバラツキも大きくなるという
問題があった。この為、高融点金属を溶接できるほどの
大電流を必要としながら、通電時間は短かくする必要が
あった。However, the above-mentioned conventional method for manufacturing an impregnated cathode has the following problems. (1) When a high peak current of about 1300 to 1600 A is applied during welding, the electron emissive agent melt-impregnated in the matrix is thermally decomposed, causing thermal diffusion to the electron emission surface exposed to the atmosphere. was there. When such a cathode is used for an electron tube, the electron emission characteristic may be deteriorated or the electron beam may not be extracted. (2) Also, as described above, 1300 to 1600 during welding.
When a current having a high peak value of about A is applied, the joint may be excessively heated, and a splash of the metal melt may occur. When the splash occurs, the splash becomes a foreign substance in the tube in the cathode ray tube, which causes a high-pressure defect and a defective clogging of the shadow mask. (3) If the welding current is kept small, the above problems can be solved. However, in this case, the tensile strength of the joint portion of each component is remarkably reduced, and sometimes another problem of not being welded occurs. (4) In resistance welding, the welding current is likely to fluctuate due to variations in contact resistance due to variations in the contact state of the welded portion and variations in pressurization. If the welding current becomes extremely small,
Sufficient welding strength will not be secured. (5) Further, since resistance welding is performed by bringing the electrode into contact with the work, heat during welding is also accumulated at the contact point and the electrode. Therefore, wear occurs on the contact surface of the electrode with the work. The greater the wear of the electrodes, the greater the variation in the contact resistance. Therefore, there is a problem that the variation in welding quality increases as the number of products produced increases. For this reason, it is necessary to shorten the energization time while requiring a large current for welding the high melting point metal.
【0008】本発明は、前記問題を解決するものであ
り、電子放出特性の低下を防止し、かつ溶接部分には必
要な引張強度を確保することができる含浸型陰極の製造
方法を提供すること目的とする。The present invention solves the above problems, and provides a method for producing an impregnated cathode capable of preventing the deterioration of electron emission characteristics and ensuring a necessary tensile strength in a welded portion. To aim.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の含浸型陰極の製造方法は、電子放射物質を
含浸した多孔質基体で形成されたマトリックスの底面部
を含む部分を被覆するマトリックス被覆部品の底面部と
内部にヒータを格納する陰極スリーブの天面部との間
に、前記マトリックス被覆部品と前記陰極スリーブを支
持する支持線を挟み込んだ状態で抵抗溶接を行うことに
より、前記支持線を介してマトリックス被覆部品の底面
部と前記陰極スリーブの天面部との接合を同時に行う含
浸型陰極の製造方法であって、前記抵抗溶接の際には通
電時間が2〜9msのパルス状電流を少なくとも2回通
電し、前記パルス状電流の通電終了時から、次の通電開
始時までの間には休止時間を設け、前記パルス状電流の
通電方向は、1回目が前記陰極スリーブ側から前記マト
リックス側で、2回目が前記マトリックス側から前記陰
極スリーブ側であることを特徴とする。In order to achieve the above object, in the method for producing an impregnated cathode of the present invention, a portion including a bottom portion of a matrix formed of a porous substrate impregnated with an electron emitting material is coated. By performing resistance welding while sandwiching a support wire supporting the matrix-coated component and the cathode sleeve between the bottom surface of the matrix-coated component and the top surface of the cathode sleeve that houses the heater therein, A method for manufacturing an impregnated cathode in which a bottom surface of a matrix-coated component and a top surface of the cathode sleeve are simultaneously joined via a support wire, wherein a pulse-like current having an energization time of 2 to 9 ms during the resistance welding A current is supplied at least twice, and a pause time is provided between the end of the energization of the pulsed current and the start of the next energization .
The energizing direction is the first time from the cathode sleeve side to the mat
On the lix side, the second time from the matrix side to the shadow
It is characterized by the pole sleeve side .
【0010】前記のような方法によれば、接合部が過度
に加熱されることがないため、マトリックス内に溶融含
浸している電子放射物資が熱分解して電子放出面に表面
拡散したり、スプラッシュが発生したりすることを防止
できる。また、高融点金属を溶接できるほどの大きな電
流を通電できるため、必要な引張強度を確保することが
できる。また、前記のように品質を安定させることがで
きるため、従来の方法による場合と比べ、歩留まりが改
善され製造コストを低減することができる。さらに、引
張強度のばらつきを小さくすることができる。なお、休
止時間は30〜200msが好ましい。According to the above-mentioned method, since the joint portion is not excessively heated, the electron emission material melt-impregnated in the matrix is thermally decomposed and surface-diffused on the electron emission surface. It is possible to prevent a splash from occurring. Further, since a large current that can weld a high-melting point metal can be applied, necessary tensile strength can be secured. Moreover, since the quality can be stabilized as described above, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case of the conventional method. In addition,
Variation in tensile strength can be reduced. The rest time is preferably 30 to 200 ms.
【0011】前記含浸型陰極の製造方法においては、前
記パルス状電流の通電が2回で、1回目のパルス状電流
の波高値が2回目のパルス状電流の波高値より小さいこ
とが好ましい。In the method of manufacturing the impregnated cathode, it is preferable that the pulsed current is applied twice and the peak value of the first pulsed current is smaller than the peak value of the second pulsed current.
【0012】前記のような方法によれば、1回目のパル
ス状電流を低く抑えることにより、ワーク間の接触抵抗
を安定させることができる。このため、実質的な溶接が
行われる2回目のパルス状電流の変動が小さく、引張強
度のばらつきを小さくすることができる。According to the above method, the contact resistance between the works can be stabilized by suppressing the first pulsed current to be low. For this reason, the fluctuation of the pulsed current in the second welding in which substantial welding is performed is small, and the variation in tensile strength can be reduced.
【0013】また、前記含浸型陰極の製造方法において
は、前記パルス状電流の1回目の波高値をI1、2回目
の波高値をI2すれば、1100A≦I2≦1400A
の範囲内において、0.16I2≦I1≦0.5I2の
関係を満足することが好ましい。In the method of manufacturing the impregnated cathode, if the first peak value of the pulsed current is I1 and the second peak value is I2, 1100A≤I2≤1400A.
Within the range, it is preferable to satisfy the relationship of 0.16I2 ≦ I1 ≦ 0.5I2.
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の含浸型陰極の製造
方法の一実施形態について図面を用いて説明する。図1
は本発明の含浸型陰極の製造方法の一例を示した模式図
である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the method for producing an impregnated cathode of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a method for manufacturing an impregnated cathode of the present invention.
【0016】マトリックス1は、Wの多孔質基体中に電
子放射剤を含浸して形成される。マトリックス1の電子
放出面8以外の部分は、カップ状でMo製のマトリック
ス被覆部品2によって被覆される。直径1.5mmの円
筒状の陰極スリーブ3の内側には、直径約1.4mmの
ステンレス製ピン7が挿入されている。陰極スリーブ3
はMo製で底面部(図1では天面部)を有する。陰極ス
リーブ3の天面部の上には、線径が0.05mmのW合
金製の支持線4が十字に重ねて配置されている。さらに
その上には、先に組み立てられたカップ付マトリックス
が配置されている。つまり、この状態では支持線4は、
マトリック被覆部品2の底面とスリーブ3の天面との間
に挟まれていることになる。The matrix 1 is formed by impregnating a W porous substrate with an electron emitting agent. Portions other than the electron emission surface 8 of the matrix 1 are covered with a cup-shaped matrix coating component 2 made of Mo. Inside the cylindrical cathode sleeve 3 having a diameter of 1.5 mm, a stainless pin 7 having a diameter of about 1.4 mm is inserted. Cathode sleeve 3
Is made of Mo and has a bottom surface portion (a top surface portion in FIG. 1). On the top surface of the cathode sleeve 3, a W alloy support wire 4 having a diameter of 0.05 mm is arranged in a cross shape. On top of that, the previously assembled matrix with cups is arranged. That is, in this state, the support line 4 is
It is sandwiched between the bottom surface of the matrix-coated component 2 and the top surface of the sleeve 3.
【0017】次に、溶接工程においては、まず直径1m
mの円筒形をした銅の電極5の先端部をマトリックス1
の電子放出面8に当てる。同様に、電極6を陰極スリー
ブ3に当てる。この状態で各電極5、6を矢印10方向
に加圧しながら、抵抗溶接を行う。加圧時の圧力は3.
0〜5.5kg/mm2が好ましい。抵抗溶接時には、
溶接電源9により溶接電流を通電する。陰極スリーブ3
の溶接部の板厚は、0.12mmで、マトリックス被覆
部品2の溶接部の板厚は、0.4mmである。前記溶接
方法によれば、支持線4を介した、マトリックス被覆部
品2の底面と陰極スリーブ3の天面との接合を同時に行
うことができる。Next, in the welding process, first, the diameter is 1 m.
m of the copper electrode 5 in the shape of a cylinder is attached to the matrix 1
It is applied to the electron emission surface 8 of. Similarly, the electrode 6 is applied to the cathode sleeve 3. In this state, resistance welding is performed while applying pressure to the electrodes 5 and 6 in the direction of arrow 10. The pressure during pressurization is 3.
0 to 5.5 kg / mm 2 is preferable. During resistance welding,
A welding current is supplied by the welding power source 9. Cathode sleeve 3
The plate thickness of the welded portion is 0.12 mm, and the plate thickness of the welded portion of the matrix-coated component 2 is 0.4 mm. According to the welding method, the bottom surface of the matrix-coated component 2 and the top surface of the cathode sleeve 3 can be simultaneously joined via the support wire 4.
【0018】前記溶接時の、溶接電流の波形を図2に示
した。通電は、1回目と2回目とに分けて行う。1回目
の通電は、5msのパルス状の矩形波を通電する。通電
電流の方向は、陰極スリーブ3からマトリックス1方向
である。1回目の通電終了後、160msの休止時間を
取る。2回目の通電は、5msのパルス状の矩形波を1
回目と反対方向に通電して、溶接を完了する。The waveform of the welding current during the welding is shown in FIG. The energization is divided into the first time and the second time. The first energization energizes a pulsed rectangular wave of 5 ms. The direction of the energizing current is from the cathode sleeve 3 to the matrix 1. After the end of the first energization, a pause time of 160 ms is taken. For the second energization, 5 ms pulse-shaped rectangular wave
The welding is completed by energizing in the opposite direction to the first time.
【0019】次に、溶接時におけるパルス状電流の波高
値の設定について、実験結果を交えて、具体的に説明す
る。本実験では、溶接電流は、波高値を除き前記の図2
に示したものと同一である。図3は、1回目のパルス状
電流の波高値I1を300Aに固定した場合の、2回目
のパルス状電流の波高値I2と引張強度Fとの関係の実
験結果を示している。本図は、I2を1200Aから1
600Aに変化させた場合の引張強度Fの測定結果(試
料数は10個)を記入したものである。線12は、各波
高値における引張強度Fの最小値を結んだ線である。線
13は、各波高値における引張強度Fの最大値を結んだ
線である。したがって、線12と線13との垂直方向と
の間隔は、引張強度Fのバラツキを示す。この間隔が広
いほど、引張強度Fのバラツキは大きい。Next, the setting of the crest value of the pulsed current at the time of welding will be specifically described with reference to experimental results. In this experiment, the welding current is the same as that shown in FIG.
Is the same as that shown in. FIG. 3 shows the experimental results of the relationship between the peak value I2 of the pulsed current for the second time and the tensile strength F when the peak value I1 of the pulsed current for the first time is fixed to 300A. This figure shows I2 from 1200A to 1
The measurement results (the number of samples is 10) of the tensile strength F when changed to 600 A are entered. The line 12 is a line connecting the minimum values of the tensile strength F at each crest value. The line 13 is a line connecting the maximum values of the tensile strength F at each crest value. Therefore, the distance between the line 12 and the line 13 in the vertical direction shows the variation in the tensile strength F. The wider the spacing, the greater the variation in tensile strength F.
【0020】図4は、2回目のパルス状電流の波高値I
2を1200Aに固定した場合の、1回目のパルス状電
流の波高値I1と引張強度Fとの関係を示す。本図は、
I1を200Aから600Aに変化させた場合の引張強
度Fの測定結果(試料数は10個)を記入したものであ
る。線14は各波高値における引張強度Fの最小値を結
んだ線である。線15は各波高値における引張強度Fの
最大値を結んだ線である。図3の場合と同様に、線12
と線13との垂直方向との間隔が広がれば、引張強度F
のバラツキも大きくなることになる。FIG. 4 shows the peak value I of the second pulsed current.
2 shows the relationship between the peak value I1 of the pulsed current for the first time and the tensile strength F when 2 is fixed to 1200A. This figure shows
The measurement result of the tensile strength F when I1 is changed from 200 A to 600 A (the number of samples is 10) is entered. The line 14 is a line connecting the minimum values of the tensile strength F at each crest value. The line 15 is a line connecting the maximum values of the tensile strength F at each crest value. As in the case of FIG. 3, line 12
If the distance between the line and the line 13 in the vertical direction increases, the tensile strength F
The variability of will also increase.
【0021】なお、引張強度Fは以下に説明する引張強
度試験によって得た。本試験は、まず長さ30mm程度
のNi合金リボンの中央部を試作したマトリックス1の
電子放出面8上にレーザ溶接する。このリボン両端は抵
抗溶接により接合してリング状に形成する。次に、治具
により陰極スリーブ3全体を固定する。この状態で、リ
ング状に形成されたNi合金リボンに引張荷重測定器の
フックを引掛け、リング状リボンを一定速度で引張る。
前記試験によって得られた最大荷重を引張強度Fとし
た。The tensile strength F was obtained by the tensile strength test described below. In this test, first, the center portion of a Ni alloy ribbon having a length of about 30 mm is laser-welded on the electron emission surface 8 of the matrix 1 which was prototyped. Both ends of this ribbon are joined by resistance welding to form a ring shape. Next, the entire cathode sleeve 3 is fixed with a jig. In this state, a hook of a tensile load measuring device is hooked on the ring-shaped Ni alloy ribbon to pull the ring-shaped ribbon at a constant speed.
The maximum load obtained by the test was defined as the tensile strength F.
【0022】図3、図4に示した結果より、引張強度F
は10Nが確保されていることがわかる。各波高値にお
ける引張強度Fの範囲は10〜14N程度であり、バラ
ツキはほぼ一定している。また、本実験によるものはす
べて、溶接後のマトリックスの電子放出面8には異物等
の発生がなく外観は良好であった。従来の交流電流を用
いた溶接による引張強度は2〜10Nの範囲であった。
したがって、本発明の方法によれば、引張強度は向上し
引張強度のバラツキも小さくなることがわかる。引張強
度が3N以下であれば、含浸型陰極を例えばカラーブラ
ウン管に用いた場合には、スピーカーからの振動で溶接
部が外れる場合がある。溶接部が外れると不良品となっ
てしまう。このような不良品が多発すれば、歩留まりが
悪くなり、コスト高となってしまう。本発明の方法によ
れば、引張強度は10Nが確保されるため、このような
不良品は発生せず、従来の方法による場合と比べ、歩留
まりが改善され製造コストを低減することができる。From the results shown in FIGS. 3 and 4, the tensile strength F
Shows that 10N is secured. The range of the tensile strength F at each peak value is about 10 to 14 N, and the variation is almost constant. Further, in all of the experiments, the appearance was good with no foreign matter or the like generated on the electron emission surface 8 of the matrix after welding. The tensile strength by welding using a conventional alternating current was in the range of 2 to 10N.
Therefore, according to the method of the present invention, the tensile strength is improved and the variation in the tensile strength is reduced. When the tensile strength is 3 N or less, when the impregnated cathode is used in, for example, a color cathode ray tube, the welded portion may come off due to vibration from the speaker. If the welded part comes off, it becomes a defective product. If such defective products occur frequently, the yield will deteriorate and the cost will increase. According to the method of the present invention, a tensile strength of 10 N is ensured, so such a defective product does not occur, and the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case of the conventional method.
【0023】さらに、I1、I2を変化させた実験を追
加した。実験条件は前記実験と同じである。この追加実
験の結果と前記実験の結果をまとめると、以下の(1)
から(4)に示したI1、I2の範囲では、結果が良好
であった。結果が良好とは、引張強度Fが10N以上
で、電子放出面8に異物等の発生がないことをいう。ま
た、陰極スリーブ3の板厚が0.03〜0.2mm、被
覆部品2の板厚が0.02〜0.1mm、支持線4の線
形が0.03〜0.1mmの範囲内であれば、同等の結
果が得られる。
(1)I2=1100AでI1=100〜600A
(2)I2=1200AでI1=100〜600A
(3)I2=1300AでI1=200〜700A
(4)I2=1400AでI1=200〜700A
以上の結果を数式で表現すれば、以下のようになる。1
100A≦I2≦1400Aの範囲内において、0.1
6I2≦I1≦0.5I2つまり、前記の数式を満足す
るI1、I2を設定すれば、溶接後の引張強度Fが10
N以上で、電子放出面8に異物等の発生がない含浸型陰
極が得られる。Further, an experiment in which I1 and I2 were changed was added. The experimental conditions are the same as in the above experiment. The results of this additional experiment and the results of the above experiment are summarized in the following (1).
In the range of I1 and I2 shown from (1) to (4), the result was good. The good result means that the tensile strength F is 10 N or more and no foreign matter is generated on the electron emission surface 8. The thickness of the cathode sleeve 3 is 0.03 to 0.2 mm, the thickness of the covering component 2 is 0.02 to 0.1 mm, and the linear shape of the support wire 4 is 0.03 to 0.1 mm. Equivalent results are obtained. (1) I2 = 1100A, I1 = 100 to 600A (2) I2 = 1200A, I1 = 100 to 600A (3) I2 = 1300A, I1 = 200 to 700A (4) I2 = 1400A, I1 = 200 to 700A The result can be expressed as a mathematical expression as follows. 1
Within the range of 100A ≦ I2 ≦ 1400A, 0.1
6I2 ≦ I1 ≦ 0.5I2 That is, if I1 and I2 that satisfy the above formula are set, the tensile strength F after welding is 10
When it is N or more, an impregnated cathode in which no foreign matter is generated on the electron emission surface 8 can be obtained.
【0024】前記実験では、パルス状電流の通電方向
は、1回目はスリーブ側からマトリックス側で、2回目
にマトリックス側からスリーブ側としている。この通電
方向の違いによる実験結果の差を調べるために、さらに
実験を行った。この実験では、I1を300A、I2を
1200Aとした。パルス状電流の通電方向を、1回目
にスリーブ側からマトリックス側、2回目にマトリック
ス側からスリーブ側にした場合には引張強度が10〜1
4Nであった。これに対し、同一条件の下で、1回目と
2回目の電流の極性を、これ以外の組合せにした場合
は、引張強度は7〜12Nであった。したがって、パル
ス状電流の通電方向を、1回目にスリーブ側からマトリ
ックス側、2回目にマトリックス側からスリーブ側にす
れば、引張強度のバラツキを小さくできることがわか
る。In the above experiment, the energization direction of the pulsed current was set from the sleeve side to the matrix side at the first time and from the matrix side to the sleeve side at the second time. Further experiments were conducted to examine the difference in the experimental results due to the difference in the energizing direction. In this experiment, I1 was 300A and I2 was 1200A. Tensile strength is 10 to 1 when the direction of pulsed current is changed from the sleeve side to the matrix side for the first time and from the matrix side to the sleeve side for the second time.
It was 4N. On the other hand, under the same conditions, when the polarities of the first and second currents were set to other combinations, the tensile strength was 7 to 12N. Therefore, it is understood that the variation in tensile strength can be reduced by changing the energizing direction of the pulsed current from the sleeve side to the matrix side for the first time and from the matrix side to the sleeve side for the second time.
【0025】なお、通電の回数は3回にしても、溶接品
質への影響はなかった。したがって、とくに3回以上に
する必要はない。また1回のパルス電流のみの場合は、
引張強度のバラツキが大きかった。したがって、休止時
間を設けることと、1回目のパルス電流を低く抑えるこ
とで、ワーク間の接触抵抗が安定することになる。この
為、通電電流の変動が小さくなり、引張強度のばらつき
が抑制されることになる。Even if the number of times of energization was 3, the welding quality was not affected. Therefore, it is not particularly necessary to make it three times or more. In case of only one pulse current,
There was a large variation in tensile strength. Therefore, by providing the pause time and suppressing the first pulse current to be low, the contact resistance between the works becomes stable. Therefore, the fluctuation of the energizing current becomes small, and the fluctuation of the tensile strength is suppressed.
【0026】休止時間は、前記実験では一定値160m
sとして良好な結果を得たが、1回目の通電電流が10
0Aの場合は、休止時間が60msで最も引張強度のば
らつきが小さかった。また1回目の通電電流を600A
とした場合には、180msで最も引張強度のばらつき
が小さかった。したがって、1回目の通電電流値が異な
れば、休止時間の最適値も異なることがわかる。具体的
には、1回目の通電電流値に応じて、休止時間は30〜
200msの範囲内で引張強度のばらつきが最も小さく
なる値を設定することが好ましい。The rest time is a constant value of 160 m in the above experiment.
Although a good result was obtained as s, the first conduction current was 10
In the case of 0 A, the rest time was 60 ms and the variation in tensile strength was the smallest. The first energizing current is 600A
In that case, the variation in tensile strength was the smallest at 180 ms. Therefore, it can be seen that the optimum value of the pause time is different if the first energization current value is different. Specifically, depending on the first energizing current value, the rest time is 30 to
It is preferable to set a value that minimizes the variation in tensile strength within the range of 200 ms.
【0027】また、通電時間を10ms以上にすると、
マトリックス内の電子放射物質が熱分解し、電子放出面
に吹き出した。一方、通電時間を1msにすると溶接で
きなかった。したがって、通電時間は2〜9msとする
ことが好ましい。If the energization time is set to 10 ms or more,
The electron emitting material in the matrix was thermally decomposed and blown to the electron emitting surface. On the other hand, welding was not possible when the energization time was set to 1 ms. Therefore, it is preferable to set the energization time to 2 to 9 ms.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明の含浸型陰極の製造
方法によれば、抵抗溶接の際にはパルス状電流を少なく
とも2回通電し、前記パルス状電流の通電終了時から、
次の通電開始時までの間に所定の休止時間を設けること
により、必要な引張強度を確保し、かつ電子放出面に異
物等の発生がない品質の良好な含浸型陰極を得ることが
できる。As described above, according to the method of manufacturing an impregnated cathode of the present invention, a pulsed current is applied at least twice during resistance welding, and after the completion of the application of the pulsed current,
By providing a predetermined rest time before the start of the next energization, the necessary tensile strength can be secured, and a good quality impregnated cathode in which no foreign matter is generated on the electron emission surface can be obtained.
【0029】また、パルス状電流の通電方向を、1回目
にスリーブ側からマトリックス側、2回目にマトリック
ス側からスリーブ側にすることにより、引張強度のバラ
ツキを小さくすることができる。Further, the variation of the tensile strength can be reduced by changing the energizing direction of the pulsed current from the sleeve side to the matrix side for the first time and from the matrix side to the sleeve side for the second time.
【0030】また、前記のように品質を安定させること
ができるため、従来の方法による場合と比べ、歩留まり
が改善され製造コストを低減させることができる。Further, since the quality can be stabilized as described above, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional method.
【図1】本発明の製造方法の一実施形態を示す模式図FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a manufacturing method of the present invention.
【図2】本発明の製造方法における溶接電流波形の一例
を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a welding current waveform in the manufacturing method of the present invention.
【図3】本発明の製造方法における2回目のパルス状電
流と引張強度との関係を示す図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the second pulsed current and the tensile strength in the manufacturing method of the present invention.
【図4】本発明の製造方法における1回目のパルス状電
流と引張強度との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the first pulsed current and the tensile strength in the manufacturing method of the present invention.
【図5】従来の含浸型陰極の一例の斜視図FIG. 5 is a perspective view of an example of a conventional impregnated cathode.
【図6】従来の製造方法における溶接電流波形の一例を
示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of a welding current waveform in a conventional manufacturing method.
1 マトリックス 2 マトリックス被覆部品 3 陰極スリーブ 4 支持線 5 加圧電極 6 電極 7 ピン 8 電子放出面 9 溶接電源 10 加圧方向 11 固定リング 1 matrix 2 Matrix coated parts 3 cathode sleeve 4 support line 5 Pressure electrode 6 electrodes 7 pin 8 Electron emission surface 9 welding power source 10 Pressing direction 11 fixing ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 克之 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−232635(JP,A) 特開 平6−162916(JP,A) 特開 平8−7744(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuyuki Yamashita 1-1 No. 1 Sachimachi, Takatsuki City, Osaka Prefecture Matsushita Electronic Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-1-232635 (JP, A) JP-A 6-162916 (JP, A) JP-A-87744 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 9/04
Claims (3)
成されたマトリックスの底面部を含む部分を被覆するマ
トリックス被覆部品の底面部と内部にヒータを格納する
陰極スリーブの天面部との間に、前記マトリックス被覆
部品と前記陰極スリーブを支持する支持線を挟み込んだ
状態で抵抗溶接を行うことにより、前記支持線を介して
マトリックス被覆部品の底面部と前記陰極スリーブの天
面部との接合を同時に行う含浸型陰極の製造方法であっ
て、前記抵抗溶接の際には通電時間が2〜9msのパル
ス状電流を少なくとも2回通電し、前記パルス状電流の
通電終了時から、次の通電開始時までの間には休止時間
を設け、前記パルス状電流の通電方向は、1回目が前記
陰極スリーブ側から前記マトリックス側で、2回目が前
記マトリックス側から前記陰極スリーブ側であることを
特徴とする含浸型陰極の製造方法。1. A space between a bottom surface of a matrix-coated component that covers a portion including a bottom surface of a matrix formed of a porous substrate impregnated with an electron emitting material and a top surface of a cathode sleeve that houses a heater therein. By performing resistance welding in a state where a support wire for supporting the matrix-coated component and the cathode sleeve is sandwiched, the bottom surface portion of the matrix-coated component and the top surface portion of the cathode sleeve are simultaneously joined via the support wire. A method for manufacturing an impregnated cathode, comprising conducting a pulsed current having a conduction time of 2 to 9 ms at least twice during the resistance welding, and from the end of conduction of the pulsed current to the start of the next conduction. A quiescent time is provided between the first and second pulse current directions.
From the cathode sleeve side to the matrix side, the second time is the front
A method for producing an impregnated cathode, wherein the matrix side is the cathode sleeve side .
目のパルス状電流の波高値が2回目のパルス状電流の波
高値より小さい請求項1記載の含浸型陰極の製造方法。2. The method for producing an impregnated cathode according to claim 1, wherein the pulsed current is applied twice, and the peak value of the first pulsed current is smaller than the peak value of the second pulsed current.
1、2回目の波高値をI2とすれば、1100A≦I2
≦1400Aの範囲内において、0.16I2≦I1≦
0.5I2の関係を満足する請求項2記載の含浸型陰極
の製造方法。3. The first peak value of the pulsed current is I
Assuming that the peak value of the first and second times is I2, 1100A ≦ I2
Within the range of ≦ 1400A, 0.16I2 ≦ I1 ≦
The method for producing an impregnated cathode according to claim 2, wherein the relationship of 0.5I2 is satisfied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19422296A JP3409967B2 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Manufacturing method of impregnated cathode |
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| JPH1040809A JPH1040809A (en) | 1998-02-13 |
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