CN107160099A - 一种双路旋转关节真空钎焊方法 - Google Patents

一种双路旋转关节真空钎焊方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双路旋转关节真空钎焊方法，它包括以下步骤：S1、上盖板的加工；S2、中盖板的加工；S3、下盖板的加工；S4、上、中、下盖板焊前表面处理；S5、采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸比相邻零件接触面大2～3mm；S6、焊前装配；S7、真空钎焊：将半成品双路旋转关节放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配该半成品双路旋转关节；设定真空钎焊温度工艺曲线；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对半成品双路旋转关节和钎料加热；在615℃温度下保温15～20min；保温结束后随炉冷却，实现了真空钎焊。本发明的有益效果是：简化生产工序、提高生产效率、减小焊接变形、提高尺寸精度、提高防腐性能。

Description

一种双路旋转关节真空钎焊方法
技术领域
本发明涉及双路旋转关节生产的技术领域，特别是一种双路旋转关节真空钎焊方法。
背景技术
现微波器件制作厂家主要使用的双路旋转关节制作过程通常是将波导管、法兰盘、中心筒、盖板、匹配块等零件采用多次火焰焊接的生产方式。这样的加工方式由于多次焊接引起的累积变形，变形量大且不易被控制，加之火焰钎焊过程的局部受热导致整个型腔的尺寸精度难以保证；双路旋转关节内部结构异型复杂，由于多次火焰钎焊使用腐蚀性较强的含氟钎剂，内部残留的钎剂很难彻底清除干净，尤其是内部无法观测到的死角处，工作时极易在潮湿环境下发生腐蚀，大幅降低使用寿命，生产效率低。
目前，现有火焰钎焊的生产方式进行焊接，但因其先天技术缺陷导致该产品整体电性能不易保证，焊接质量波动大，对焊接人员技术水平要求高，产品使用寿命大幅缩短，加之结构形式复杂，整个生产周期长，焊接时需要大量专用工装夹具进行定位，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种简化生产工序、提高生产效率、减小焊接变形、提高尺寸精度、提高防腐性能的双路旋转关节真空钎焊方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种双路旋转关节真空钎焊方法，它包括以下步骤：
S1、上盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现上盖板的加工；
S2、中盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现中盖板的加工；
S3、下盖板的加工：水切割备料；将备料弯折成L形状；数控粗铣备料的六个面；在备料顶表面铣削加工出腔体，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切腔体；数控精铣备料六个面；在备料的顶表面上精铣加工出绕腔体环形布置的环形凹槽；去毛刺；最终实现下盖板的加工；
S4、上、中、下盖板焊前表面处理：将步骤S1中的上盖板、步骤S2中的中盖板和步骤S3中的下盖板均放入温度为 60~80℃、浓度为8~10%的NaOH水溶液中浸蚀1~2min；碱洗结束后利用热水反复冲洗上盖板、中盖板和下盖板；冲洗结束后放入由浓度为10%的HNO3溶液和浓度为0.25%的HF溶液组成的混合液中浸蚀3~5min；浸蚀结束后利用冷水反复冲洗上盖板、中盖板和下盖板；冲洗结束后对上、中、下盖板进行烘干处理；最终实现上、中、下盖板焊前表面处理；
S5、采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸比相邻零件接触面大2~3mm；
S6、焊前装配：在上盖板与下盖板竖直部之间安放制作好的钎料，同时将上盖板的环形凸肩安装于下盖板竖直部的环形凹槽内，实现了上盖板的自动定位；在中盖板与下盖板的水平部之间安放制作好的钎料，同时将中盖板的环形凸肩安装于下盖板水平部的环形凹槽内，实现了中盖板的自动定位，其中上盖板、中盖板与下盖板之间构成型腔，通过环形凸肩与环形凹槽的配合保证了后续焊接精度，装配后形成半成品双路旋转关节；
S7、真空钎焊：将步骤S6中装配好的半成品双路旋转关节放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配该半成品双路旋转关节；设定真空钎焊温度工艺曲线；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对半成品双路旋转关节和钎料加热；在615℃温度下保温15~20min；保温结束后随炉冷却，实现上盖板、中盖板与下盖板连为一体，实现了真空钎焊；
S8、真空钎焊完成后在半成品双路旋转关节上加工出法兰盘，并在下盖板下方加工出中心筒，最终加工出成品双路旋转关节。
本发明具有以下优点：
（1）本发明打破双路旋转关节传统的工艺设计方法，放弃由标准波导组合焊接形式，将双路旋转关节拆分为由上盖板、中盖板和下盖板三部分，双路旋转关节的型腔尺寸和外导体外形均由上盖板、中盖板定位组合而成，因此通过加工工艺即可控制双路旋转关节型腔的精度，型腔内壁表面粗糙度可达Ra1.6μm。
（2）本发明通过上盖板的环形凸肩安装于下盖板竖直部的环形凹槽内，且中盖板的环形凸肩安装于下盖板水平部的环形凹槽内，实现了自动定位，进一步保证装配精度，尺寸精度可控制在0.015~0.03mm内。
（3）在环形凸肩与环形凹槽加工中扣除焊片的崁入厚度，再增加单边间隙0.02～0.04mm，保证钎焊时钎料流动填缝。
（4）本发明在真空钎焊过程中采用金属镁作活化剂，促使铝的表面氧化膜破裂变质，保证钎料在母材表面的润湿、铺展，保证获得致密光亮的钎焊接头，而钎焊接头具有优良的机械性能和抗腐蚀性能。
（5）本发明在真空钎焊过程中不使用钎剂，既没有手工火焰钎焊多次焊接引起的焊接变形，而且从根本上避免了含氟钎剂对基材和焊缝的腐蚀，不仅使得产品寿命大幅度提高，而且焊接变形极低。
附图说明
图1 为双路旋转关节的结构示意图；
图2为真空钎焊温度工艺曲线图；
图中，1-上盖板，2-中盖板，3-下盖板，4-法兰盘，5-中心筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种双路旋转关节真空钎焊方法，它包括以下步骤：
S1、上盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现上盖板1的加工；
S2、中盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现中盖板2的加工；
S3、下盖板的加工：水切割备料；将备料弯折成L形状；数控粗铣备料的六个面；在备料顶表面铣削加工出腔体，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切腔体；数控精铣备料六个面；在备料的顶表面上精铣加工出绕腔体环形布置的环形凹槽；去毛刺；最终实现下盖板3的加工；
S4、上、中、下盖板焊前表面处理：将步骤S1中的上盖板1、步骤S2中的中盖板2和步骤S3中的下盖板3均放入温度为 60~80℃、浓度为8~10%的NaOH水溶液中浸蚀1~2min；碱洗结束后利用热水反复冲洗上盖板1、中盖板2和下盖板3；冲洗结束后放入由浓度为10%的HNO3溶液和浓度为0.25%的HF溶液组成的混合液中浸蚀3~5min；浸蚀结束后利用冷水反复冲洗上盖板1、中盖板2和下盖板3；冲洗结束后对上、中、下盖板进行烘干处理；最终实现上、中、下盖板焊前表面处理；
S5、采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸比相邻零件接触面大2~3mm；
S6、焊前装配：在上盖板1与下盖板3竖直部之间安放制作好的钎料，同时将上盖板1的环形凸肩安装于下盖板3竖直部的环形凹槽内，实现了上盖板1的自动定位；在中盖板2与下盖板3的水平部之间安放制作好的钎料，同时将中盖板的环形凸肩安装于下盖板水平部的环形凹槽内，实现了中盖板2的自动定位，其中上盖板1、中盖板2与下盖板3之间构成型腔，通过环形凸肩与环形凹槽的配合保证了后续焊接精度，装配后形成半成品双路旋转关节；
S7、真空钎焊：将步骤S6中装配好的半成品双路旋转关节放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配该半成品双路旋转关节，在装夹的过程中不能对双路旋转关节约束过度，防止双路旋转关节内腔高温热膨胀后冷却收缩变形；设定真空钎焊温度工艺曲线，该工艺曲线如图2所示；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对半成品双路旋转关节和钎料加热；在 615℃温度下保温15~20min；保温结束后随炉冷却，实现上盖板、中盖板2与下盖板连为一体，实现了真空钎焊；
S8、真空钎焊完成后在半成品双路旋转关节上加工出法兰盘4，并在下盖板3下方加工出中心筒5，最终加工出成品双路旋转关节。
通过该工艺保证了整个双路旋转关节从零件初始加工到焊接，再到最后零件成形的整个加工过程，都处于高精度控制之下，变形量极小，焊接质量和电性能都得到了可靠保证，大量减少了生产加工工序，提高了生产效率和双路旋转关节的综合质量，适用于双路旋转关节批量生产。

Claims (1)

1.一种双路旋转关节真空钎焊方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、上盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现上盖板（1）的加工；
S2、中盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕备料边缘布置的环形凸肩；去毛刺；最终实现中盖板（2）的加工；
S3、下盖板的加工：水切割备料；将备料弯折成L形状；数控粗铣备料的六个面；在备料顶表面铣削加工出腔体，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切腔体；数控精铣备料六个面；在备料的顶表面上精铣加工出绕腔体环形布置的环形凹槽；去毛刺；最终实现下盖板（3）的加工；
S4、上、中、下盖板焊前表面处理：将步骤S1中的上盖板（1）、步骤S2中的中盖板（2）和步骤S3中的下盖板（3）均放入温度为 60~80℃、浓度为8~10%的NaOH水溶液中浸蚀1~2min；碱洗结束后利用热水反复冲洗上盖板（1）、中盖板（2）和下盖板（3）；冲洗结束后放入由浓度为10%的HNO3溶液和浓度为0.25%的HF溶液组成的混合液中浸蚀3~5min；浸蚀结束后利用冷水反复冲洗上盖板（1）、中盖板（2）和下盖板（3）；冲洗结束后对上、中、下盖板进行烘干处理；最终实现上、中、下盖板焊前表面处理；
S5、采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸比相邻零件接触面大2~3mm；
S6、焊前装配：在上盖板（1）与下盖板（3）竖直部之间安放制作好的钎料，同时将上盖板（1）的环形凸肩安装于下盖板（3）竖直部的环形凹槽内，实现了上盖板（1）的自动定位；在中盖板（2）与下盖板（3）的水平部之间安放制作好的钎料，同时将中盖板的环形凸肩安装于下盖板水平部的环形凹槽内，实现了中盖板（2）的自动定位，其中上盖板（1）、中盖板（2）与下盖板（3）之间构成型腔，通过环形凸肩与环形凹槽的配合保证了后续焊接精度，装配后形成半成品双路旋转关节；
S7、真空钎焊：将步骤S6中装配好的半成品双路旋转关节放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配该半成品双路旋转关节；设定真空钎焊温度工艺曲线；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对半成品双路旋转关节和钎料加热；在615℃温度下保温15~20min；保温结束后随炉冷却，实现上盖板、中盖板（2）与下盖板连为一体，实现了真空钎焊；
S8、真空钎焊完成后在半成品双路旋转关节上加工出法兰盘（4），并在下盖板（3）下方加工出中心筒（5），最终加工出成品双路旋转关节。
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