CN103433701B

CN103433701B - 自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺

Info

Publication number: CN103433701B
Application number: CN201310352993.4A
Authority: CN
Inventors: 陈忠; 涂学明
Original assignee: Chengdu Jinjiang Electronic System Engineering Co Ltd
Current assignee: Chengdu Jinjiang Electronic System Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: CN103433701A

Abstract

本发明涉及自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，它包括：备料，完成波导上部分和波导下部分的机加工；将加工后的波导上、下部分分别进行表面处理；根据波导上、下部分外形尺寸制作钎料，装配波导上部分、下部分和钎料；将装配好的电桥波导配合工装夹具放入真空铝钎焊炉内；按真空钎焊温度工艺曲线对多腔电桥波导进行真空钎焊；数控加工波导外形及法兰盘；钻孔、电化学处理。本发明将法兰盘与波导管合为一体一次成形，简化加工工序，生产周期短；设有凹槽和凸肩，实现自定位，减少组合次数，且装配精度高；采用真空钎焊一次焊接成形，避免了多次焊接导致的腔体变形，且不需要钎剂，避免了钎剂对腔体的腐蚀，延长了多腔电桥波导的使用寿命。

Description

自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺

技术领域

本发明涉及自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺。

背景技术

波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以极小的损耗的被送到目的地，波导管内径的大小因所输信号的波长而异。正因为波导管在传输电磁波时损耗小而被广泛应用于厘米波及毫米波的无线电通讯、雷达导航等无线电领域。

波导管的截面尺寸精度、内表面粗糙度和几何精度对其使用性能有重大影响。现微波器件制造厂家沿用的多腔电桥波导，常规的生产加工工艺是把多根波导管分割、折弯、组合成腔体型腔，多次采用火焰钎焊的方法把分割折弯后的波导管等零件焊接成腔体，最后波导管端部配合焊接法兰盘成为多腔电桥波导。这样的生产方式存在如下弊端：①多次火焰钎焊需要多次焊前的表面处理和焊后清洗钎剂工序，加工工艺复杂，生产周期长；②在成型腔体两端焊接法兰盘时，需将两者进行精确的定位装配，操作人员工作量大，且技能要求较高；③为使钎料在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝，在焊接时通常会使用钎剂，由于多次火焰钎焊使用腐蚀性较强的含氟钎剂，腔体内残留的钎剂很难彻底清除干净，波导在以后的使用过程中将会受到不同程度的腐蚀，使用寿命大大缩短；④多次火焰钎焊导致多腔电桥波导局部加热不均匀，腔体焊接变形量大，多腔电桥波导的尺寸精度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能自定位装配、工序少的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，它能提高多腔电桥波导的装配精度，提高型腔的尺寸精度，提高产品的防腐性能，延长产品使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，它包括如下步骤：

（1）准备原材料，根据设计完成波导上部分和波导下部分的机加工；

（2）将加工后的波导上部分和波导下部分分别进行表面处理；

（3）根据波导上部分和波导下部分外形尺寸制作钎料，装配波导上部分、波导下部分和钎料；

（4）将装配好的电桥波导配合使用合理的工装夹具放入真空铝钎焊炉内；

（5）按设定的真空钎焊温度工艺曲线对多腔电桥波导进行真空钎焊；

（6）数控加工波导外形及法兰盘；

（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔；

（8）电化学处理。

波导上部分的加工工艺包括如下子步骤：

S11：根据产品的设计将原材料切割出波导上部分的外形，预留3～5mm的加工余量，预留3～5mm的厚度余量；

S12：对数控铣床进行编程，完成波导上部分型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；

S13：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；

S14：进一步对数控铣床进行编程，完成波导上部分型腔的精铣加工。

波导下部分加工工艺包括如下子步骤：

S21：根据产品的设计将原材料切割出波导下部分的外形，预留3～5mm的加工余量，预留3～5mm的厚度余量；

S22：对数控铣床进行编程，完成波导下部分型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；

S23：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；

S24：进一步对数控铣床进行编程，完成波导下部分型腔的精铣加工。

所述波导上部分和波导下部分的切割方式均为水切割，所述的原材料为铝合金。波导上部分和波导下部分均包括波导管和法兰盘，波导上部分和波导下部分分别设有凹槽或凸肩。

步骤（2）中表面处理的方式为酸洗，酸洗包括如下步骤：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对波导上部分和波导下部分进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将波导上部分和波导下部分放入热水中反复清洗；第三步：将波导上部分和波导下部分放入由10%HNO₃溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将波导上部分和波导下部分放入冷水中反复冲洗；第五步：将波导上部分和波导下部分分别烘干。

本发明的有益效果是：

（1）将法兰盘与波导管合为一体一次成形，减少了加工工序，生产周期短，且避免了法兰盘在与波导管组合时产生间隙的现象；

（2）在波导上部分和波导下部分设有相对应的凹槽和凸肩，波导上下部分通过凹槽和凸肩实现自定位，减少了零件组合次数，且装配精度高；

（3）采用数控加工型腔提高了型腔尺寸精度及表面粗糙度，采用水切割的方式制作外形毛坯可以保证零件的表面质量；

（4）采用真空钎焊一次焊接成形，减少了生产加工工序，避免了多次焊接导致的腔体变形，且不需要钎剂即可连接高活性铝合金金属，避免了钎剂对腔体的腐蚀，提高了多腔电桥波导的使用寿命。

附图说明

图1为根据本发明的工艺制造的多腔电桥波导；

图2为真空钎焊温度工艺曲线；

图中，1-波导上部分，2-波导下部分。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示为根据本发明的工艺制造的多腔电桥波导，自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，它包括如下步骤：

（1）准备原材料，根据设计完成波导上部分1和波导下部分2的机加工。

（2）将加工后的波导上部分1和波导下部分2分别进行酸洗；酸洗包括如下步骤：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对波导上部分1和波导下部分2进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将波导上部分1和波导下部分2放入热水中反复清洗；第三步：将波导上部分1和波导下部分2放入由10%HNO₃溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将波导上部分1和波导下部分2放入冷水中反复冲洗；第五步：将波导上部分1和波导下部分2分别烘干。

（3）根据波导上部分1和波导下部分2外形尺寸制作钎料，装配波导上部分1、波导下部分2和钎料，装配过程中需严格控制钎料准确预置在待焊波导上部分1和波导下部分2钎缝处，保证波导上部分1和波导下部分2配合间隙良好，保证波导上部分1和波导下部分2的装配精度和真空钎焊时钎料能够有效的在零件间隙内流动、填缝，且保证钎料不能在腔体内部漫流。

（4）将装配好的电桥波导配合使用合理的工装夹具放入真空铝钎焊炉内，在装夹过程中不能对多腔电桥波导约束过度，防止电桥波导内腔高温热膨胀后冷却收缩变形。

（5）按设定的真空钎焊温度工艺曲线对多腔电桥波导进行真空钎焊，具体为：第一步：对真空铝钎焊炉抽粗真空；第二步：对真空铝钎焊炉抽高真空；第三步：按如图2所示的真空钎焊温度工艺曲线对多腔电桥波导进行加热、保温，完成615℃真空钎焊，随炉冷却。

（6）数控加工波导外形及法兰盘。

（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔。

（8）电化学处理。

波导上部分1的加工工艺包括如下子步骤：

S11：根据产品的设计将原材料切割出波导上部分1的外形，预留3～5mm的加工余量，预留3～5mm的厚度余量；

S12：对数控铣床进行编程，完成波导上部分1型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；

S14：进一步对数控铣床进行编程，完成波导上部分1型腔的精铣加工。

波导下部分2加工工艺包括如下子步骤：

S21：根据产品的设计将原材料切割出波导下部分2的外形，预留3～5mm的加工余量，预留3～5mm的厚度余量；

S22：对数控铣床进行编程，完成波导下部分2型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；

S24：进一步对数控铣床进行编程，完成波导下部分2型腔的精铣加工。

所述的原材料为铝合金，所述波导上部分1和波导下部分2的切割方式均为水切割，保证波导上部分1和波导下部分2的表面质量，数控粗铣后对板材进行消除应力处理再进行数控精铣，可防止在数控粗铣后材料本身产生的应力变形，焊前对零件进行表面处理可以除去零件表面的油污、杂质等。波导上部分1和波导下部分2均包括波导管和法兰盘，波导上部分1和波导下部分2分别设有凹槽或凸肩。产品在设计时，为保证组装后的内腔尺寸到位，凸肩和凹槽应扣除钎料焊片的崁入厚度，再增加单边间隙0.02～0.04mm，波导端面留3～5mm加工余量，且平面度要求控制在0.02mm以内，法兰盘端面各留2～3mm加工余量。

如图1所示为根据本发明的工艺制造的多腔电桥波导，该多腔电桥波导包括波导上部分1和波导下部分2，波导上部分1和波导下部分2分别采用铝合金一次加工完成波导型腔和法兰盘的加工，采用凹槽和凸肩来实现自定位装配，确保波导上部分1和波导下部分2的装配精度，并控制多腔电桥波导六个自由度尺寸。装配后，再通过真空钎焊、钻孔和电化学处理得到成品多腔电桥波导。

Claims

1.自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：它包括如下步骤：

（1）准备原材料，根据设计完成波导上部分和波导下部分的机加工；波导上部分和波导下部分的切割方式均为水切割；波导上部分和波导下部分分别设有凹槽或凸肩，且波导上部分和波导下部分不同时设置凹槽，且不同时设置凸肩，凸肩和凹槽的单边间隙应在钎料焊片的嵌入厚度的基础上，再增加0.02～0.04mm；

（6）数控加工波导外形及法兰盘；

（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔；

（8）电化学处理。

2.根据权利要求1所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述的波导上部分的加工工艺包括如下子步骤：

S11：根据产品的设计将原材料切割出波导上部分的外形，预留3～5mm的加工余量；

3.根据权利要求1所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述的波导下部分加工工艺包括如下子步骤：

S21：根据产品的设计将原材料切割出波导下部分的外形，预留3～5mm的加工余量；

4.根据权利要求1所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述的原材料为铝合金。

5.根据权利要求1所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述波导上部分和波导下部分均包括波导管和法兰盘。

6.根据权利要求1所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述的步骤（2）中表面处理的方式为酸洗。

7.根据权利要求6所述的自定位多腔电桥波导真空钎焊工艺，其特征在于：所述的酸洗包括如下步骤：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对波导上部分和波导下部分进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将波导上部分和波导下部分放入热水中反复清洗；第三步：将波导上部分和波导下部分放入由10%HNO₃溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将波导上部分和波导下部分放入冷水中反复冲洗；第五步：将波导上部分和波导下部分分别烘干。