CN102500954A - 用于浸渍钡钨阴极的合金焊料及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于浸渍钡钨阴极的合金焊料及焊接方法，其中合金焊料包括平均粒径在1至10微米之间、纯度在99.0%至99.99%之间的经过氢气净化后的经过充分混合的钴粉和钨粉，焊接方法主要包括：合金焊料的制备和焊接钨饼和阴极筒两个步骤；本发明的有益之处在于：该合金焊料的熔点温度适中流淌性好，蒸散小，介于工作温度和阴极活性物质熔点温度之间，在焊接的过程中不会引起阴极活性物质的析出，采用该合金焊料和焊接方法能将浸渍阴极活性物质后的钨饼与钼筒在整个接触面上都形成有效的焊接，重复性、稳定性、可靠性很高。

Description

用于浸渍钡钨阴极的合金焊料及焊接方法

技术领域

本发明涉及一种阴极焊料和焊接方法，具体涉及一种用于浸渍钡钨阴极的合金焊料及焊接方法。

背景技术

目前，作为电子源，浸渍钡钨阴极被广泛地应用于各类微波器件中。在其制备工艺中，钨饼与支撑它的阴极筒之间的焊接是必不可少的工序。通常，阴极中的钨饼和阴极筒（一般材料为钼）的连接通过电子束焊、激光束焊等方式来完成。但这些传统的方式各有弊病，已满足不了现代微波器件的性能要求。如进行电子束焊、激光束焊时，由于钨和钼的难熔金属的特性，需要焊接的能量非常高，如果保护措施不当，容易造成阴极氧化，降低阴极的发射性能；且在焊接之后往往只是被焊件表层的结合，难以保证被焊件整个圆周上都有紧密的焊接，在经过振动试验和环境试验后，焊接处经常会出现裂缝，导致钨饼与阴极筒位置的偏移甚至分离。由此所制成的阴极不能适应复杂的天气及地形，使用寿命不长，可靠性和稳定性差。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高焊接处可靠性和稳定性的合金焊料和利用该合金焊料的焊接方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，包括：平均粒径在1至10微米之间、纯度在99.0%至99.99%之间的经过氢气净化后的经过充分混合的钴粉和钨粉，钴粉和钨粉的重量比例范围为1：2～1：5。

前述的用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，钴粉和钨粉的重量比例为1：4。

前述的用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，钴粉和钨粉的平均粒径在3至5微米之间。

一种浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，包括如下两个主要步骤：

a、合金焊料的制备;

b、焊接钨饼和阴极筒：将上述混合好的合金焊料填充至钨饼与阴极筒的交界处，在氢气气氛下，使氢气露点≤-65℃，温度升至1520℃±5℃，然后保温15s～20s，随后降温，完成焊接；

上述步骤a包含如下3个子步骤：

a1：将平均粒径约1～10微米、纯度范围为99.9%至99.99%之间的钨粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃条件下，于850℃～900℃保温25min～30min，并冷却至室温，

a2：将平均粒径约1～10微米、纯度为99.9%至99.99%之间的钴粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃的条件下，于750℃～800℃保温25min～30min，并冷却至室温，

a3：将经过上述a1、a2步骤的钨粉、钴粉按照一定的重量比例称取，钨粉与钴粉重量比值范围为，将两种材料混合研磨不少于2.5小时，以确保两种材料混合均匀，合金焊料制备完毕。

前述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，上述子步骤a1中，钨粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

前述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，上述子步骤a2中，钴粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

前述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，在子步骤a3中，钨粉与钴粉的重量比例1：4。

本发明的有益之处在于：该合金焊料的熔点温度适中流淌性好，蒸散小，介于工作温度和阴极活性物质熔点温度之间，在焊接的过程中不会引起阴极活性物质的析出，采用该合金焊料和焊接方法能将浸渍阴极活性物质后的钨饼与钼筒在整个接触面上都形成有效的焊接，重复性、稳定性、可靠性很高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做详细介绍。

本发明的用于浸渍钡钨阴极的合金焊料包括：平均粒径在1至10微米之间、纯度在99.0%至99.99%之间的经过氢气净化后的经过充分混合的钴粉和钨粉，钴粉和钨粉的重量比例范围为1：2～1：5。

作为一种优选方案，钴粉和钨粉的重量比例为1：4。

作为一种优选方案，钴粉和钨粉的平均粒径在3至5微米之间。

本发明的浸渍钡钨阴极焊接方法其主要目标是把组成阴极的钨饼和由钼制成的阴极筒焊接在一起，其主要包括两个主要步骤：一个是制作本发明的合金焊料，即步骤a合金焊料的制备；另一个是步骤b 焊接钨饼和阴极筒。具体详述如下：

a、合金焊料的制备包含如下三个子步骤：

a1：将平均粒径约1～10微米、纯度范围为99.9%至99.99%之间的钨粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃条件下，于850℃～900℃保温25min～30min，并冷却至室温, 以便于彻底净化，并增强材料的可塑性。作为一种优选方案，在该步骤中，钨粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

a2：将平均粒径约1～10微米、纯度为99.9%至99.99%之间的钴粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃的条件下，于750℃～800℃保温25min～30min，并冷却至室温, 以便于彻底净化，并增强材料的可塑性。作为一种优选方案，在该步骤中，钴粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

a3：将经过上述a1、a2步骤的钨粉、钴粉按照一定的重量比例称取，钨粉与钴粉重量比值范围为，将两种材料混合研磨不少于2.5小时，以确保两种材料混合均匀，合金焊料制备完毕。作为优选方案，在子步骤a3中，钨粉与钴粉的重量比例1：4。

b、焊接钨饼和阴极筒：将上述混合好的合金焊料填充至钨饼与阴极筒的交界处，在氢气气氛下，使氢气露点≤-65℃，温度升至1520℃±5℃，然后保温15s～20s，随后降温，完成焊接。

经过上述步骤的操作，焊料即可均匀地充满钨饼与阴极筒之间的缝隙，将钨饼与阴极筒牢牢地焊接在一起。并且，该钨钴焊料的熔点低于阴极活性物质的熔点，在钎焊过程中不会引起阴极活性物质的析出。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，包括：平均粒径在1至10微米之间、纯度在99.0%至99.99%之间的经过氢气净化后的经过充分混合的钴粉和钨粉，钴粉和钨粉的重量比例范围为1：2～1：5。

2.根据权利要求1所述的用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，钴粉和钨粉的重量比例为1：4。

3.根据权利要求1或2所述的用于浸渍钡钨阴极的合金焊料，其特征在于，钴粉和钨粉的平均粒径在3至5微米之间。

4.一种利用如权利要求1所述的合金焊料的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，包括如下两个主要步骤：

a、合金焊料的制备;

b、焊接钨饼和阴极筒：将上述混合好的合金焊料填充至钨饼与阴极筒的交界处，在氢气气氛下，使氢气露点≤-65℃，温度升至1520℃±5℃，然后保温15s～20s，随后降温，完成焊接；

上述步骤a包含如下3个子步骤：

a1：将平均粒径约1～10微米、纯度范围为99.9%至99.99%之间的钨粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃条件下，于850℃～900℃保温25min～30min，并冷却至室温，

a2：将平均粒径约1～10微米、纯度为99.9%至99.99%之间的钴粉在氢炉中，在氢气露点≤-65℃的条件下，于750℃～800℃保温25min～30min，并冷却至室温，

a3：将经过上述a1、a2步骤的钨粉、钴粉按照一定的重量比例称取，钨粉与钴粉重量比值范围为，将两种材料混合研磨不少于2.5小时，以确保两种材料混合均匀，合金焊料制备完毕。

5.根据权利要求4所述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，上述子步骤a1中，钨粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

6.根据权利要求4所述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，上述子步骤a2中，钴粉的平均粒径在3至5微米之间，钨粉的纯度为99.9%。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的浸渍钡钨阴极焊接方法，其特征在于，在子步骤a3中，钨粉与钴粉的重量比例1：4。