CN107042347B - 一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法及高频感应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法及高频感应器,首先设计喇叭结构，喇叭与法兰之间的接头的装配间隙小于0.1mm；喇叭和法兰加工完毕后，进行预装配；清洗合格的喇叭和法兰，去除表面杂质；喇叭与法兰固定在工作台上，预涂钎剂，设置高频感应器与接头距离：限定为1‑4mm，再次校准喇叭及法兰的焊接间隙；设置高频感应加热设备，调整输出功率及焊接工艺参数；采用高频感应钎焊方式，对接头进行加热，待钎剂熔化后添加钎料；采用对称方式顺序焊接各接头，待工件冷却后进行焊后清洗，去除残余钎剂。高频感应器的连接架一端与感应线圈的端部相连，另一端与电极相连；感应线圈为M型或在感应线圈下方嵌有导磁体。

Description

一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法及高频感应器
技术领域
本发明涉及一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,属于钎焊及波导制造技术领域。
背景技术
随着航天、航空、电子信息技术的发展，微波器件的应用越来越广泛，并在重要传感器、信号传输与反馈系统、通信系统及电子信息系统中起到至关重要的作用。馈源喇叭是某产品中馈线分系统重要的微波组件，直接影响信号准确性，其可靠性也决定了产品的工作稳定性，对产品长期稳定精确工作具有举足轻重的作用。感应钎焊是依靠工件在交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热工件，使钎料熔化，液态钎料在毛细作用下填充间隙从而实现钎焊的一种方法。与其它钎焊方法相比，感应钎焊独到的特点是：加热速度快，易于实现局部加热、集中热量、控制温度、实现程控化、自动化等，而这些特点也使感应加热钎焊更符合目前市场的快速、敏捷、低成本的要求。
精密馈线零部件系统中，馈源喇叭精度要求很高：喇叭大面平面度0.05mm，表面粗糙度Ra1.6，端口及法兰盘尺寸精度0.05mm，喇叭口径与小口径X、Y方向的对称度0.05mm，并且有电镀银及涂覆要求。喇叭工作在高功率、野外较强振动的苛刻环境下，对于喇叭内表面的质量要求很高，不得有麻点、凹坑、疏松等缺陷。
为保证喇叭的平面精度和尺寸精度，通常采用的喇叭制造工艺为镶嵌结构电铸工艺，制造电铸芯子和电铸的时间周期长，材料浪费多，电铸过程中镶嵌法兰处电铸层(内壁)易出现气孔，法兰与喇叭结合力不好，后续加工时有法兰脱落风险，在后续电镀过程中，出现电镀镀层不牢、发黑、脱落等质量缺陷。产品往往需要进行返工、补焊，成品率也只能维持在60％左右，产品的质量稳定性和可靠性不够高，部分组件在后续使用过程中会逐渐暴露电镀缺陷等问题。
发明内容
针对以上问题本发明提供了一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法，新的制造工艺避免了电铸气孔，同时创新的感应钎焊焊接加热方式，使法兰盘与喇叭大面进行的焊接过程中，避免了对喇叭面集中加热，控制喇叭大面温度，保证了喇叭大面的尺寸精度，焊后喇叭大面加热基本无变形，与机加工后一致。并且法兰盘焊接接头强度高，避免了法兰盘脱落的质量问题。
解决以上问题本发明提供了一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,包括以下步骤：
步骤1.设计喇叭的结构为整体线切割结构，大面平面度0.05mm，表面粗糙度Ra1.6，端口尺寸精度及对称度0.05mm，喇叭口径与小口径X、Y方向的对称度0.05mm，法兰与喇叭为对称的钎焊接头，馈源喇叭的接头装配间隙小于0.1mm；为降低焊接过程热输入对喇叭大面和尺寸精度的影响，采用高频感应加热的方式，对法兰与喇叭的接头部位进行局部快速加热，进行焊接。
步骤2.喇叭和法兰加工完毕后，进行预装配，并按顺序编号，确保焊接间隙一致性，筛选出间隙不合格的喇叭和法兰；
步骤3.将合格的喇叭和法兰进行清洗，去除表面的氧化膜和油污以及其他杂质；
步骤4.使用工装夹具将喇叭与法兰固定在工作台上，并预涂钎剂，采用高频感应器设置高频感应器与喇叭、法兰之间的接头的距离：限定为1-4mm，之后对喇叭及法兰的焊接间隙再次校准，调整完毕；设置高频感应加热设备，调整输出功率及焊接工艺参数；
步骤5.采用高频感应钎焊方式，快速对喇叭与法兰之间的接头进行加热，待钎剂熔化后，添加钎料，形成均匀一致的钎焊缝；
步骤6.采用对称的方式，按顺序焊接其他个接头，待工件冷却后，进行焊后清洗，去除残余钎剂。
步骤4所述的高频感应器可采用M型感应器或采用“几”字型感应器。
1)所述的M型感应器包括：M型感应线圈Ⅰ、连接架A、电极Ⅰ，连接架A一端与感应线圈Ⅰ的端部相连，另一端与电极Ⅰ相连，焊接时M型感应线圈Ⅰ的凹口置于馈源喇叭接头的下方，电极Ⅰ安装在高频感应设备的输出电源上。
2)所述的“几”字型感应器包括：感应线圈Ⅱ、连接架B、电极Ⅱ、导磁体，连接架B一端分别与感应线圈Ⅱ的端部相连，另一端与电极Ⅱ相连，导磁体嵌在感应线圈Ⅱ下方，焊接时感应线圈Ⅱ置于馈源喇叭接头的下方，电极Ⅱ、安装在高频感应设备的输出电源上。
确保在快速焊接的同时，保证接头部位均匀加热。
所述的钎料为：B-Ag40CuZnCdNi。所述的钎剂为：QJ102。
步骤4所述的焊接工艺参数为：焊接温度为605-650℃，焊接时间为45-60s。输出功率为12KW。
1)采用M型感应器，高频感应输出参数1：
3s/40％-20s/45％-12s/40％-10s/36％-10s/30％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数为分别为脉冲时间和功率百分比。
2)采用“几”字型感应器，高频感应输出参数2：
4s/50％-25s/45％-20s/40％-10s/28％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数为分别为脉冲时间和功率百分比。
本发明的主要优点及可以达到的技术性能指标如下：
1)采用高频感应加热方式，设计焊接工装，对零件进行局部加热，加热效率高，能够对零部件进行精确控温，焊接过程稳定，焊缝质量均匀一致。
2)新的制造工艺避免了电铸气孔，避免了对喇叭面集中加热，控制喇叭大面温度，保证了喇叭大面的尺寸精度，焊后喇叭大面加热基本无变形，与机加工后一致。
3)法兰盘焊接接头强度高，避免了法兰盘脱落的质量问题。
4)采用此工艺方案制造的喇叭不存在电铸缺陷，所以电镀过程中不会发生电镀银层发黑、镀层不牢。
5)大大提高产品的成品率。
6)与电铸工艺相比，加工周期可缩短一倍以上。
附图说明
图1-1为本馈源喇叭的喇叭俯视示意图；
图1-2为本馈源喇叭的喇叭立体示意图；
图2为本馈源喇叭的法兰结构示意图；
图3-1为本馈源喇叭的装配俯视示意图；
图3-2为本馈源喇叭的装配仰视示意图；
图3-3为本馈源喇叭的装配立体示意图；
图4-1-1为M型高频感应器的结构示意图；
图4-1-2为M型高频感应器的立体示意图；
图4-2-1为“几”字型高频感应器的结构示意图；
图4-2-2为“几”字型高频感应器的立体示意图；
图5为采用M型高频感应器的焊接装配示意图；
图6为采用“几”字型高频感应器的焊接装配示意图；
图7-1为焊接接头俯视示意图。
图7-2为焊接接头侧视示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1-1至图7-2所示，本发明提供了一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,包括以下步骤：
步骤1.设计喇叭1的结构为整体线切割结构，大面平面度0.05mm，表面粗糙度Ra1.6，端口尺寸精度及对称度0.05mm，喇叭口径与小口径X、Y方向的对称度0.05mm，法兰2与喇叭1为对称的钎焊接头，馈源喇叭3的接头6装配间隙小于0.1mm；
步骤2.喇叭1和法兰2加工完毕后，进行预装配，并按顺序编号，确保焊接间隙一致性，筛选出间隙不合格的喇叭1和法兰2；
步骤3.将合格的喇叭1和法兰2进行清洗，去除表面的氧化膜和油污以及其他杂质；
步骤4.使用工装夹具将喇叭1与法兰2固定在工作台上，并预涂钎剂，采用高频感应器设置高频感应器4与喇叭1、法兰2之间的接头6的距离：限定为1-4mm，之后对喇叭1及法兰2的焊接间隙再次校准，调整完毕；设置高频感应加热设备，调整输出功率及焊接工艺参数；
步骤5.采用高频感应钎焊方式，快速对喇叭1与法兰2之间的接头6进行加热，待钎剂熔化后，添加钎料，形成均匀一致的钎焊缝；
步骤6.采用对称的方式，按顺序焊接其他3个接头，待工件冷却后，进行焊后清洗，去除残余钎剂。
如图4-1-1、图4-1-2所示，步骤4所述的高频感应器4为M型感应器4-1。
M型感应器包括：M型感应线圈Ⅰ4-1-1、连接架A 4-1-2、电极Ⅰ4-1-3，连接架A4-1-2一端与感应线圈Ⅰ4-1-1的端部相连，另一端与电极Ⅰ4-1-3相连，焊接时M型感应线圈Ⅰ4-1-1的凹口置于馈源喇叭接头6的下方，电极Ⅰ4-1-3安装在高频感应设备的输出电源上。
如图4-2-1、图4-2-2所示，步骤4所述的高频感应器4为M型感应器4-2。
“几”字型感应器4-2包括：感应线圈Ⅱ4-2-1、连接架B4-2-2、电极Ⅱ4-2-3、导磁体4-2-4，连接架B 4-2-2一端分别与感应线圈Ⅱ4-2-1的端部相连，另一端与电极Ⅱ4-2-3相连，导磁体4-2-4嵌在感应线圈Ⅱ4-2-1下方，焊接时感应线圈Ⅱ4-2-1置于馈源喇叭接头6的下方，电极Ⅱ4-2-3、安装在高频感应设备的输出电源上。
焊接工艺参数如下：
1)焊接温度：605-650℃；
2)焊接时间：45-60s；
3)钎料：B-Ag40CuZnCdNi；
4)钎剂：QJ102；
5)高频感应额定输出功率：12KW；
6)采用M型感应器4-1，高频感应输出参数1：
3s/40％-20s/45％-12s/40％-10s/36％-10s/30％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数为别为脉冲时间和功率百分比；
7)采用“几”字型感应器4-2，高频感应输出参数2：
4s/50％-25s/45％-20s/40％-10s/28％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数为别为脉冲时间和功率百分比；
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.设计喇叭(1)的结构为整体线切割结构，大面平面度0.05mm，表面粗糙度Ra1.6，端口尺寸精度及对称度0.05mm，喇叭口径与小口径X、Y方向的对称度0.05mm，法兰(2)与喇叭(1)为对称的钎焊接头，馈源喇叭(3)的接头(6)装配间隙小于0.1mm；
步骤2.喇叭(1)和法兰(2)加工完毕后，进行预装配，并按顺序编号，确保焊接间隙一致性，筛选出间隙不合格的喇叭(1)和法兰(2)；
步骤3.将合格的喇叭(1)和法兰(2)进行清洗，去除表面的氧化膜和油污杂质；
步骤4.使用工装夹具将喇叭(1)与法兰(2)固定在工作台上，并预涂钎剂，采用高频感应器设置高频感应器(4)与喇叭(1)、法兰(2)之间的接头(6)的距离：限定为1-4mm，之后对喇叭(1)及法兰(2)的焊接间隙再次校准，调整完毕；设置高频感应加热设备，调整输出功率及焊接工艺参数；
步骤5.采用高频感应钎焊方式，快速对喇叭(1)与法兰(2)之间的接头(6)进行加热，待钎剂熔化后，添加钎料，形成均匀一致的钎焊缝；
步骤6.采用对称的方式，按顺序焊接其他3个接头，待工件冷却后，进行焊后清洗，去除残余钎剂。
2.权利要求1所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，步骤4所述的高频感应器采用M型感应器(4-1)或“几”字型感应器(4-2)；
所述M型感应器(4-1)包括：M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)、连接架A(4-1-2)、电极Ⅰ(4-1-3)，连接架A(4-1-2)一端与感应线圈Ⅰ(4-1-1)的端部相连，另一端与电极Ⅰ(4-1-3)相连，焊接时M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)的凹口(4-1-4)4-2-1置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅰ(4-1-3)安装在高频感应设备的输出电源上；
所述“几”字型感应器(4-2)包括：感应线圈Ⅱ(4-2-1)、连接架B(4-2-2)、电极Ⅱ(4-2-3)、导磁体(4-2-4)，连接架B(4-2-2)一端分别与感应线圈Ⅱ(4-2-1)的端部相连，另一端与电极Ⅱ(4-2-3)相连，导磁体(4-2-4)嵌在感应线圈Ⅱ(4-2-1)下方，焊接时感应线圈Ⅱ(4-2-1)置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅱ(4-2-3)、安装在高频感应设备的输出电源上。
3.据权利要求1所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，所述的钎料为：B-Ag40CuZnCdNi。
4.根据权利要求1所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，所述的钎剂为：QJ102。
5.根据权利要求1所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，步骤4所述的焊接工艺参数为：焊接温度为605-650℃，焊接时间为45-60s。
6.根据权利要求1所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于，步骤4所述的输出功率为12KW。
7.根据权利要求2所述的一种新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法,其特征在于：
1)M型感应器(4-1)的形状特征，及采用的高频感应输出参数：
3s/40％-20s/45％-12s/40％-10s/36％-10s/30％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数分别为脉冲时间和功率百分比；
2)“几”字型感应器(4-2)的形状特征，及采用的高频感应输出参数：
4s/50％-25s/45％-20s/40％-10s/28％；
注：输出为脉冲式输出，两个参数分别为脉冲时间和功率百分比；
所述M型感应器(4-1)包括：M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)、连接架A(4-1-2)、电极Ⅰ(4-1-3)，连接架A(4-1-2)一端与感应线圈Ⅰ(4-1-1)的端部相连，另一端与电极Ⅰ(4-1-3)相连，焊接时M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)的凹口(4-1-4)4-2-1置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅰ(4-1-3)安装在高频感应设备的输出电源上；
所述“几”字型感应器(4-2)包括：感应线圈Ⅱ(4-2-1)、连接架B(4-2-2)、电极Ⅱ(4-2-3)、导磁体(4-2-4)，连接架B(4-2-2)一端分别与感应线圈Ⅱ(4-2-1)的端部相连，另一端与电极Ⅱ(4-2-3)相连，导磁体(4-2-4)嵌在感应线圈Ⅱ(4-2-1)下方，焊接时感应线圈Ⅱ(4-2-1)置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅱ(4-2-3)、安装在高频感应设备的输出电源上。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法中使用的高频感应器，其特征在于，包括M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)、连接架A(4-1-2)、电极Ⅰ(4-1-3)，连接架A(4-1-2)一端与感应线圈Ⅰ(4-1-1)的端部相连，另一端与电极Ⅰ(4-1-3)相连，焊接时M型感应线圈Ⅰ(4-1-1)的凹口(4-1-4)4-2-1置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅰ(4-1-3)安装在高频感应设备的输出电源上。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的新型馈源喇叭的高频感应钎焊方法中使用的高频感应器，其特征在于，包括感应线圈Ⅱ(4-2-1)、连接架B(4-2-2)、电极Ⅱ(4-2-3)、导磁体(4-2-4)，连接架B(4-2-2)一端分别与感应线圈Ⅱ(4-2-1)的端部相连，另一端与电极Ⅱ(4-2-3)相连，导磁体(4-2-4)嵌在感应线圈Ⅱ(4-2-1)下方，焊接时感应线圈Ⅱ(4-2-1)置于馈源喇叭接头(6)的下方，电极Ⅱ(4-2-3)、安装在高频感应设备的输出电源上。
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