CN106531597B - 磁控管及其阴极组件以及制造磁控管的阴极组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁控管，公开了一种磁控管及其阴极组件以及制造磁控管的阴极组件的方法，所述磁控管的阴极组件包括灯丝(10)和钼支架(20)，所述钼支架(20)包括上钼帽(21)和下钼帽(22)，所述灯丝(10)的两端分别与所述上钼帽(21)和下钼帽(22)通过焊料(30)焊接，所述焊料(30)以横向受阻的方式设置在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)与所述灯丝(10)的焊接处。由于焊料以横向受阻的方式设置在上钼帽和下钼帽与灯丝的焊接处，因而在焊料熔化时，焊料的横向流动受阻，确保焊接的有效性和高质量，从而获得性能稳定的闭合回路。
Description
技术领域
本发明涉及磁控管，具体地，涉及一种磁控管的阴极组件、包括该阴极组件的磁控管以及制造磁控管的阴极组件的方法。
背景技术
磁控管因其振荡效率高、微波输出功率大等特点而广泛用作微波炉等设备的微波发生源。其中，阴极组件是维持电子持续振荡的电子源，如图3至图5所示，阴极组件包括灯丝10和钼支架20，灯丝10的两端分别与钼支架20的上钼帽21和下钼帽22通过焊料焊接，以形成维持阴极组件正常工作的闭合回路。现有技术中，焊料30通常设置在上钼帽21和下钼帽22的相应的凹槽中并与灯丝10轴向(即灯丝的长度方向)接触并最终连接。在这种轴向接触的情况下，在焊接前，由于灯丝10的端部并未直接接触凹槽的底部，而是通过焊料30间接接触；在焊接时，焊料30熔化并发生横向(即螺旋状灯丝10的径向)流动时，灯丝10的端部与凹槽底部之间的焊料30的厚度会减薄，导致灯丝凹槽的连接强度不够甚至可能产生断开现象，从而使产品不良品率升高。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁控管的阴极组件，以提高灯丝和钼支架的焊接质量。
为了实现上述目的，本发明提供一种磁控管的阴极组件，其中，所述磁控管的阴极组件包括灯丝和钼支架，所述钼支架包括上钼帽和下钼帽，所述灯丝的两端分别与所述上钼帽和下钼帽通过焊料焊接，所述焊料以横向受阻的方式设置在所述上钼帽和下钼帽与所述灯丝的焊接处。
优选地，在所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中，所述焊料与所述灯丝径向接触。
优选地，在所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中设置有第一凹槽，所述焊料以环状的形式设置在所述第一凹槽的底部并填充所述第一凹槽的部分或全部高度，所述焊料与所述灯丝的外周接触。
优选地，在所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中设置有环形凹槽，所述焊料设置在所述环形凹槽中并与所述灯丝的端部轴向接触。
优选地，所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中设置有第二凹槽，所述第二凹槽的底部设置有所述环形凹槽，所述灯丝的端部抵接所述环形凹槽的开口边缘。
优选地，所述焊料在焊接前为固态环状并一体地内置在所述上钼帽和/或下钼帽中；或者，所述焊料在焊接前为固态环状并以固定连接的方式内置在所述上钼帽和/或下钼帽中。
本发明还提供一种磁控管，其中，所述磁控管包括本发明的阴极组件。
本发明还提供一种制造磁控管的阴极组件的方法，该方法包括焊接所述阴极组件的灯丝的两端与上钼帽和下钼帽，其中，所述方法包括：S、使所述焊料以横向受阻的方式设置在所述上钼帽和下钼帽与所述灯丝的焊接处。
优选地，所述步骤S包括：S1、在所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中，使所述焊料以与所述灯丝径向接触的方式焊接。
优选地，所述步骤S1包括：S11、所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中内设置用于设置所述焊料的第一凹槽；S12、将所述焊料以环状的形式设置在所述第一凹槽的底部并填充所述第一凹槽的部分或全部高度，并使所述焊料与所述灯丝的外周接触。
优选地，所述步骤S12包括：S121、将所述焊料和成型剂混合并压制成环状毛坯；S122、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；S123、将所述焊环放入所述第一凹槽并进行二次烧结，以使所述焊环与所述第一凹槽固定。
优选地，所述步骤S包括：S2、在所述上钼帽和下钼帽中的至少一者中设置环形凹槽，使所述焊料设置在所述环形凹槽中并以与所述灯丝的端部轴向接触的方式焊接。
优选地，所述步骤S2包括：S21、所述上钼帽和下钼帽中的至少一者内设置第二凹槽，并在所述第二凹槽的底部设置所述环形凹槽；S22、将所述焊料设置在所述环形凹槽中并且平齐或凸出于所述环形凹槽的顶部，使所述灯丝的端部抵接所述环形凹槽的开口边缘，以使所述焊料与所述灯丝的端部轴向接触。
优选地，所述步骤S22包括：S221、将所述焊料和成型剂混合并压制成环状毛坯；S222、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；S223、将所述焊环放入所述环形凹槽并进行二次烧结，以使所述焊环与所述环形凹槽固定。
通过上述技术方案，由于焊料以横向受阻的方式设置在上钼帽和下钼帽与灯丝的焊接处，因而在焊料熔化时，焊料的横向流动受阻，确保焊接的有效性和高质量，从而获得性能稳定的闭合回路。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明磁控管的结构的立体图；
图2是图1的另一方向的立体图；
图3是显示现有技术中磁控管的阴极组件的结构的剖视图；
图4是图3中上钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图；
图5是图3中下钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图；
图6是本发明的阴极组件的一种实施方式的上钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图；
图7是本发明的阴极组件的另一种实施方式的上钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图；
图8是本发明的阴极组件的一种实施方式的下钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图；
图9是本发明的阴极组件的另一种实施方式的下钼帽与灯丝的焊接结构的局部放大图。
附图标记说明
10-灯丝，20-钼支架，21-上钼帽，21a-第二凹槽，21b-环形凹槽，22-下钼帽，22a-第一凹槽，30-焊料
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
根据本发明的一个方面，提供一种磁控管的阴极组件，其中，如图1和图2所示，所述磁控管的阴极组件包括灯丝10和钼支架20，所述钼支架20包括上钼帽21和下钼帽22，所述灯丝10的两端分别与所述上钼帽21和下钼帽22通过焊料30焊接，所述焊料30以横向(即沿灯丝10的径向(横截面方向))受阻的方式设置在所述上钼帽21和下钼帽22与所述灯丝10的焊接处。
根据本发明的另一方面，提供一种磁控管，其中，所述磁控管包括本发明的阴极组件。
由于焊料30以横向受阻的方式设置在上钼帽21和下钼帽22与灯丝10的焊接处，因而在焊料30熔化时，焊料30的横向流动受阻，确保焊接的有效性和高质量，从而获得性能稳定的闭合回路。
其中，可以通过各种适当的形式来设置焊料30，以使焊料30以横向受阻的方式设置在上钼帽21和下钼帽22与灯丝10的焊接处。
根据本发明的一种实施方式，在所述上钼帽21和下钼帽22中的至少一者中，所述焊料30与所述灯丝10径向接触。通过使焊料30与灯丝10径向接触，可以利用灯丝10阻碍焊料30熔化时的横向流动。
另外，现有技术中，焊料30与灯丝10的端部轴向接触，只能绕灯丝10端部的一圈与灯丝10接触并熔接，接触面积和熔接区域较小，焊接牢固性较差。而本发明通过使焊料30与灯丝10径向接触，焊料30可以在沿灯丝10的长度方向的预定距离上与灯丝10的整个圆周接触并熔接，从而增加焊料30与灯丝10的接触面积和熔接区域，进一步提高焊接的牢固性。
在本发明的更优选实施方式中，焊料30可以与灯丝10的外周接触的方式实现上述径向接触，并使焊料30与相应的钼帽也径向接触，也就是使焊料30的两侧分别与灯丝10和相应的钼帽径向接触，以便增加焊料30与灯丝10以及钼帽的接触面积和熔接区域。为此，在所述至少一者中设置有第一凹槽22a，所述焊料30以环状的形式设置在所述第一凹槽22a的底部并填充所述第一凹槽22a的部分或全部高度，所述焊料30与所述灯丝10的外周接触。
例如，在图8所示的实施方式中，下钼帽22设置有第一凹槽22a，焊料30填充在第一凹槽22a的部分高度，使得焊料30的内外两侧分别与灯丝10和第一凹槽22a接触并横向受阻。图9所示的实施方式与图8所示的实施方式的区别在于，焊料30填充第一凹槽22a的全部高度，使得焊料30与灯丝10、第一凹槽22a在第一凹槽22a的全部高度的范围内充分接触，从而能够获得更大的接触面积和熔接区域。虽然图8和图9所示的实施方式中，第一凹槽22a设置在下钼帽22上，但也可以设置在上钼帽21上，例如图6所示。
可选择地，本发明中，也可以使灯丝10的端部与焊料30以轴向接触的方式焊接，同时确保焊料30的横向流动受阻。具体地，在所述上钼帽21和下钼帽22中的至少一者中可以设置有环形凹槽21b，所述焊料30设置在所述环形凹槽21b中并与所述灯丝10的端部轴向接触。由此，焊料30可以通过环形凹槽21b横向定位，避免横向流动，从而即使焊料30与灯丝10的端部轴向接触，仍能确保良好的接触和熔接效果。
为便于设置环形凹槽21b以及为确保灯丝10与焊料30的露出环形凹槽21b的部分充分接触，优选地，所述至少一者中设置有第二凹槽21a，所述第二凹槽21a的底部设置有所述环形凹槽21b，所述灯丝10的端部抵接所述环形凹槽21b的开口边缘。具体地，如图7所示的实施方式中，上钼帽21设置有第二凹槽21a，环形凹槽21b设置在第二凹槽21a的底部，焊料30的端部伸入第二凹槽21a并抵接在环形凹槽21b的开口边缘，从而能够与容纳在环形凹槽21b并露出环形凹槽21b的开口的焊料30充分接触，确保良好的焊接效果。
本发明中，焊料30可以通过各种适当的方式设置在上钼帽21和下钼帽22中。为避免现有的涂抹方式导致的涂抹不均以及因而影响最终焊接效果，同时为了确保焊料30相对于钼帽在焊接前的精确定位，优选地，所述焊料30在焊接前为固态环状并一体地内置在所述上钼帽21和/或下钼帽22中；或者，所述焊料30在焊接前为固态环状并以固定连接的方式内置在所述上钼帽21和/或下钼帽22中。
具体地，根据本发明的一种实施方式，可以将焊料30在焊接前形成为固态环状并一体地成型在上钼帽21和/或下钼帽22中。例如，可以将焊料30和成型剂混合并压制成环状毛坯，然后对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环，最后，将所述焊环放入所述上钼帽21和/或下钼帽22中(例如放入第一凹槽22a或环形凹槽21b内)并进行二次烧结，从而将焊料30一体成型在上钼帽21和/或下钼帽22中。
根据本发明的另一种实施方式，可以将焊料30在焊接前形成为固态环状并以固定连接的方式设置在上钼帽21和/或下钼帽22中。例如，可以将焊料30和成型剂混合并压制成环状毛坯，然后对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环，最后可以通过紧固件(例如在第一凹槽22a内设置用于夹持环形件的夹具)将焊环固定在上钼帽21和/或下钼帽22中。
根据本发明的还一方面，提供一种制造磁控管的阴极组件的方法，该方法包括焊接所述阴极组件的灯丝10的两端与上钼帽21和下钼帽22，其中，所述方法包括：S、使所述焊料30以横向受阻的方式设置在所述上钼帽21和下钼帽22与所述灯丝10的焊接处。
由于焊料30以横向受阻的方式设置在上钼帽21和下钼帽22与灯丝10的焊接处，因而在焊料30熔化时，焊料30的横向流动受阻，确保焊接的有效性和高质量，从而获得性能稳定的闭合回路。
其中，可以通过各种适当的形式来设置焊料30，以使焊料30以横向受阻的方式设置在上钼帽21和下钼帽22与灯丝10的焊接处。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤S包括：S1、在所述上钼帽21和下钼帽22中的至少一者中，使所述焊料30以与所述灯丝10径向接触的方式焊接。
通过使焊料30与灯丝10径向接触，一方面，可以实现上述对焊料30的横向流动的阻挡；另一方面，焊料30可以在沿灯丝10的长度方向的预定距离上与灯丝10的整个圆周接触并熔接，从而增加焊料30与灯丝10的接触面积和熔接区域，进一步提高焊接的牢固性。
为此，可以使焊料30与灯丝10的外周接触来实现上述径向接触，并使焊料30与相应的钼帽也径向接触。具体地，所述步骤S1包括：S11、所述至少一者中内设置用于设置所述焊料30的第一凹槽22a；S12、将所述焊料30以环状的形式设置在所述第一凹槽22a的底部并填充所述第一凹槽22a的部分或全部高度，并使所述焊料30与所述灯丝10的外周接触。
其中，为便于将焊料30以环状形式设置在第一凹槽22a的底部，优选将焊料30预先形成固态环状。具体地，所述步骤S12包括：S121、将所述焊料30和成型剂混合并压制成环状毛坯；S122、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；S123、将所述焊环放入所述第一凹槽22a并进行二次烧结，以使所述焊环与所述第一凹槽22a固定。
可选择地，本发明中，也可以使灯丝10的端部与焊料30以轴向接触的方式焊接，同时确保焊料30的横向流动受阻。具体地，所述步骤S包括：S2、在所述上钼帽21和下钼帽22中的至少一者中设置环形凹槽21b，使所述焊料30设置在所述环形凹槽中并以与所述灯丝10的端部轴向接触的方式焊接。
为便于设置环形凹槽21b以及为确保灯丝10与焊料30的露出环形凹槽21b的部分充分接触，优选地，所述步骤S2包括：S21、所述至少一者内设置第二凹槽21a，并在所述第二凹槽21a的底部设置所述环形凹槽21b；S22、将所述焊料30设置在所述环形凹槽21b中并且平齐或凸出于所述环形凹槽21b的顶部，使所述灯丝10的端部抵接环形凹槽21b的开口边缘，以使所述焊料30与所述灯丝10的端部轴向接触。
其中，为便于将焊料30以环状形式设置在环形凹槽21b中，优选将焊料30预先形成固态环状。具体地，所述步骤S22包括：S221、将所述焊料30和成型剂混合并压制成环状毛坯；S222、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；S223、将所述焊环放入所述环形凹槽21b并进行二次烧结，以使所述焊环与所述环形凹槽21b固定。
本发明的方法的将焊料30形成为固态环状的优选实施方式中，可以采用各种适当的焊料30，只要能够便于成型为固态环状即可。例如，可以使用各组分的质量百分含量为：钌：41％～44％；钼：56％～59％的主体成分的焊料30。
下面参考附图说明本发明的具体实施例。
根据本发明的阴极组件的第一实施例，如图6和图8所示，上钼帽21和下钼帽22内均设置有第一凹槽22a，焊料30形成为固态环状并内置在第一凹槽22a中，以使焊料30径向设置在第一凹槽22a和灯丝10的端部之间。
形成上述阴极组件的步骤具体如下：
将百分含量为钌粉42％、钼粉58％的混合物(钼粉的粒径为20μm～40μm；钌粉的粒径为35μm～60μm)倒入球磨罐中，向球磨罐中加入磨球(混合物与磨球的质量比为1：3.5～8)，并加入无水乙醇(混合物与无水乙醇的固液质量比为3：1)，然后球磨6～9小时；
取出磨球，并将球磨罐中的粉末放入干燥箱内烘干2小时；
将干燥的粉末与成型剂(聚乙二醇和聚乙烯醇)混合并压制成环状毛坯；
将环状毛坯在1450～1500℃的氢气气氛烧结炉中烧结60～90分钟以形成焊环；
将焊环放置于第一凹槽22a内，通过氢炉烧结后，使焊环与钼帽一体成型，烧结温度为1900～2050℃，烧结时间为25～35分钟；
将灯丝10放入第一凹槽22a，以将焊料30接触灯丝10的外周，然后通过高频焊接使钼帽与灯丝10焊接牢固。
根据本发明的阴极组件的第二实施例，如图7和图9所示，下钼帽22内设置有第一凹槽22a，焊料30形成为固态环状并内置在第一凹槽22a中，以使焊料30径向设置在第一凹槽22a和灯丝10的端部之间；上钼帽21内设置有第二凹槽21a和环形凹槽21b，焊料30形成为固态环状并内置在环形凹槽21b中，灯丝10的端部与焊料30轴向接触。
形成上述阴极组件的步骤具体如下：
将百分含量为钌粉42％、钼粉58％的混合物(钼粉的粒径为20μm～40μm；钌粉的粒径为35μm～60μm)倒入球磨罐中，向球磨罐中加入磨球(混合物与磨球的质量比为1：3.5～8)，并加入无水乙醇(混合物与无水乙醇的固液质量比为3：1)，然后球磨6～9小时；
取出磨球，并将球磨罐中的粉末放入干燥箱内烘干2小时；
将干燥的粉末与成型剂(聚乙二醇和聚乙烯醇)混合并压制成环状毛坯；
将环状毛坯在1450～1500℃的氢气气氛烧结炉中烧结60～90分钟以形成焊环；
将焊环分别放置于第一凹槽22a和环形凹槽21b内，通过氢炉烧结后，使焊环与钼帽一体成型，烧结温度为1900～2050℃，烧结时间为25～35分钟；
将灯丝10的上端放入第一凹槽22a，以将焊料30接触灯丝10的外周，将灯丝10的下端放入第二凹槽21a并使灯丝10的下端端面与焊料30轴向接触，然后通过高频焊接使钼帽与灯丝10焊接牢固。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (12)
1.一种磁控管的阴极组件，其特征在于，所述磁控管的阴极组件包括螺旋状的灯丝(10)和钼支架(20)，所述钼支架(20)包括上钼帽(21)和下钼帽(22)，所述灯丝(10)的两端分别与所述上钼帽(21)和下钼帽(22)通过焊料(30)焊接，所述焊料(30)以横向受阻的方式设置在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)与所述灯丝(10)的焊接处，在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的至少一者中设置有环形凹槽(21b)，所述焊料(30)设置在所述环形凹槽(21b)中并与所述灯丝(10)的端部轴向接触。
2.根据权利要求1所述的磁控管的阴极组件，其特征在于，在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的一者中设置有所述环形凹槽(21b)，在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的另一者中，所述焊料(30)与所述灯丝(10)径向接触。
3.根据权利要求2所述的磁控管的阴极组件，其特征在于，在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的另一者中设置有第一凹槽(22a)，所述焊料(30)以环状的形式设置在所述第一凹槽(22a)的底部并填充所述第一凹槽(22a)的部分或全部高度，所述焊料(30)与所述灯丝(10)的外周接触。
4.根据权利要求1所述的磁控管的阴极组件，其特征在于，所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的至少一者中设置有第二凹槽(21a)，所述第二凹槽(21a)的底部设置有所述环形凹槽(21b)，所述灯丝(10)的端部抵接所述环形凹槽(21b)的开口边缘。
5.根据权利要求1所述的磁控管的阴极组件，其特征在于，所述焊料(30)在焊接前为固态环状并一体地内置在所述上钼帽(21)和/或下钼帽(22)中；或者，所述焊料(30)在焊接前为固态环状并以固定连接的方式内置在所述上钼帽(21)和/或下钼帽(22)中。
6.一种磁控管，其特征在于，所述磁控管包括权利要求1-5中任意一项所述的阴极组件。
7.一种制造磁控管的阴极组件的方法，该方法包括焊接所述阴极组件的灯丝(10)的两端与上钼帽(21)和下钼帽(22)，其中，所述方法包括：S、使焊料(30)以横向受阻的方式设置在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)与所述灯丝(10)的焊接处；
所述步骤S包括：
S2、在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的至少一者中设置环形凹槽(21b)，使所述焊料(30)设置在所述环形凹槽中并以与所述灯丝(10)的端部轴向接触的方式焊接。
8.根据权利要求7所述的制造磁控管的阴极组件的方法，其特征在于，所述步骤S包括：
S1、在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的一者中设置有所述环形凹槽(21b)，在所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的另一者中，使所述焊料(30)以与所述灯丝(10)径向接触的方式焊接。
9.根据权利要求8所述的制造磁控管的阴极组件的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的另一者中内设置用于设置所述焊料(30)的第一凹槽(22a)；
S12、将所述焊料(30)以环状的形式设置在所述第一凹槽(22a)的底部并填充所述第一凹槽(22a)的部分或全部高度，并使所述焊料(30)与所述灯丝(10)的外周接触。
10.根据权利要求9所述的制造磁控管的阴极组件的方法，其特征在于，所述步骤S12包括：
S121、将所述焊料(30)和成型剂混合并压制成环状毛坯；
S122、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；
S123、将所述焊环放入所述第一凹槽(22a)并进行二次烧结，以使所述焊环与所述第一凹槽(22a)固定。
11.根据权利要求7-10中任意一项所述的制造磁控管的阴极组件的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、所述上钼帽(21)和下钼帽(22)中的至少一者内设置第二凹槽(21a)，并在所述第二凹槽(21a)的底部设置所述环形凹槽(21b)；
S22、将所述焊料(30)设置在所述环形凹槽(21b)中并且平齐或凸出于所述环形凹槽(21b)的顶部，使所述灯丝(10)的端部抵接所述环形凹槽(21b)的开口边缘，以使所述焊料(30)与所述灯丝(10)的端部轴向接触。
12.根据权利要求11所述的制造磁控管的阴极组件的方法，其特征在于，所述步骤S22包括：
S221、将所述焊料(30)和成型剂混合并压制成环状毛坯；
S222、对所述环状毛坯进行一次烧结以形成焊环；
S223、将所述焊环放入所述环形凹槽(21b)并进行二次烧结，以使所述焊环与所述环形凹槽(21b)固定。
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