CN116252013A - 一种行波管散热器用连接方法及系统 - Google Patents

一种行波管散热器用连接方法及系统 Download PDF

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周金
张毅
张欣玲
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Abstract

本发明属于行波管加工技术领域，具体提供了一种行波管散热器用连接方法及系统，连接方法包括：将辐射散热器套设在收集极的外部，辐射散热器内环面与收集极外环面之间形成环状间隙；在收集极远离行波管本体一端的外环面处套设环状的密封件，密封件封堵环状间隙的一端；在辐射散热器靠近行波管本体一端的内环面处设置槽口，槽口处安装有焊料环；将辐射散热器与收集极通过模具预定位；将辐射散热器与收集极的组合结构放置于真空加热炉中加热；焊料环熔化，熔融状态的焊料流入并填充环状间隙；将辐射散热器与收集极的组合结构从真空加热炉取出，领取至焊料凝固；将模具从辐射散热器和收集极处拆除。

Description

一种行波管散热器用连接方法及系统
技术领域
本发明属于行波管加工技术领域，具体提供了一种行波管散热器用连接方法及系统。
背景技术
行波管是一种微波电真空器件，具有高频率、宽频带、大功率的特点，空间行波管广泛应用在卫星有效载荷系统中，起微波末级放大的作用。由于大功率空间行波管发热功率大，会给整个卫星的温控系统造成很大压力，所以一般大功率空间行波管采用辐射散热，将发热最严重的收集极放置在卫星仓外，靠收集极上的辐射散热器将热量辐射到太空中去。当收集极处辐射散热器面对太阳照射时，辐射散热器环境温度高达+105℃，辐射器表面温度达200℃以上。
相关技术方案中，将收集极插入辐射散热器的内孔中，然后利用点焊实现二者的定位；收集极外环面直径等于辐射散热器中内孔的内环面直径，进而收集极的外环面与辐射散热器内环面贴合，以传递热量。
发明人了解到，在将收集极与辐射散热器点焊定位后，因为辐射散热器与收集极的材料不同，二者在热胀冷缩时的变化尺寸不同，进而容易使得收集极外环面与辐射散热器内环面之间出现间隙，无法紧密接触；并最终影响收集极的散热效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种行波管散热器用连接方法及系统，以至少解决上述技术问题之一。
本发明的一个或多个实施例提供了一种行波管散热器用连接方法，包括以下步骤：
将辐射散热器套设在收集极的外部，辐射散热器内环面与收集极外环面之间形成环状间隙。
在收集极远离行波管本体一端的外环面处套设环状的密封件，密封件封堵环状间隙的一端；在辐射散热器靠近行波管本体一端的内环面处设置槽口，槽口处安装有焊料环。
将辐射散热器与收集极通过模具预定位。
将辐射散热器与收集极的组合结构放置于真空加热炉中加热，焊料环熔化，熔融状态的焊料流入并填充环状间隙；
将辐射散热器与收集极的组合结构从真空加热炉取出，领取至焊料凝固；
将模具从辐射散热器和收集极处拆除。
进一步的，槽口为锥形口，锥形口直径较小的一端朝向辐射散热器的中心，锥形口直径较大的一端朝向辐射散热器的外侧。
进一步的，密封件为柔性的密封环，辐射散热器的内壁面设有环形槽，环形槽处安装有密封环。
进一步的，将收集极装配至辐射散热器之前，在收集极的外环面处涂覆焊锡膏。
进一步的，将收集极装配至辐射散热器之前，在辐射散热器的内环面镀镍。
进一步的，将辐射散热器与收集极通过模具预定位时，辐射散热器和收集极保持同轴心。
进一步的，将辐射散热器和收集极的组合结构置入真空加热炉之后，使得辐射散热器朝向行波管本体的一端倾斜朝上并定位。
本发明的一个或多个实施例还提供一种行波管散热器用焊接系统，包括模具、真空加热炉和控制器，模具用于实现辐射散热器与收集极装配后的预定位，模具能够使得辐射散热器与收集极同轴心；真空加热炉能够实现焊料环的加热；控制器能够控制真空加热炉的加热。
进一步的，模具包括支撑框架，支撑框架具有支撑空间，支撑空间能够容纳慢波段单元，慢波段单元与收集极同轴固定，支撑框架具有第一定位件，第一定位件能够支撑并实现慢波段单元沿轴向的限位；
支撑框架具有第二定位件，第二定位件能够与辐射散热器的端面接触并定位；支撑框架具有第三定位件，第三定位件能够与能量输出窗接触并定位，能量输出窗固定在慢波段单元靠近收集极一端的外侧面处
以上一个或多个技术方案的有益效果：
本方案中在辐射散热器的内环面与收集极的外环面之间形成环状间隙，然后在辐射散热器端部设置焊料环，通过加热的方式使得焊料环的焊料以熔融状态流入环状焊缝中，进而在焊料冷却后形成环状焊缝层，辐射散热器内环面、收集极外环面以及环状焊缝层固定形成一个整体。在辐射散热器和收集极热胀冷缩尺寸存在不同的情况下，仍能保证收集极向辐射散热器的有效散热。
附图说明
下面参照附图来描述本申请的部分实施例，附图中：
图1是本发明实施例中模具定位收集极与辐射散热器等结构的示意图。
图2是本发明实施例中收集极固定于辐射散热器时的示意图；
图3是本发明实施例中收集极与慢波段单元及能量输出窗连接的示意图；
图4是本发明实施例中模具的结构示意图；
图5是本发明实施例中模具定位收集极与辐射散热器等结构后的剖面示意图
图6是图5中A部分的结构放大示意图；
图7是图5中B部分的结构放大示意图。
1、模具；2、慢波段单元；3、辐射散热器；4、能量输出窗；5、收集极；101、支撑框架；102、定位端板；103、盖板；104、定位凸起；301、锥形口；302、密封环。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本申请的优选实施例，该优选实施例仅仅是用于解释本申请的技术原理，并非用于限制本申请的保护范围。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-7所示，本申请的一个典型实施例提供一种行波管散热器用连接方法，包括以下步骤：
将辐射散热器3套设在收集极5的外部，辐射散热器3内环面与收集极5外环面之间形成环状间隙；在收集极5远离行波管本体一端的外环面处套设环状的密封件，密封件封堵环状间隙的一端；在辐射散热器3靠近行波管本体一端的内环面处设置槽口，槽口处安装有焊料环。
将辐射散热器3与收集极5通过模具1预定位；将辐射散热器3与收集极5的组合结构放置于真空加热炉中加热；焊料环熔化，熔融状态的焊料流入并填充环状间隙。
将辐射散热器3与收集极5的组合结构从真空加热炉取出，领取至焊料凝固；将模具1从辐射散热器3和收集极5处拆除。
需要指出的是，槽口用于放置焊料环，则焊料环的形状与槽口的形状应保持一致，以使的焊料环能够嵌套在槽口位置，充分利用辐射散热器在槽口处预留出的空间。
作为其中一种具体的结构形式，槽口为锥形口301，锥形口301直径较小的一端朝向辐射散热器3的中心，锥形口301直径较大的一端朝向辐射散热器3的外侧。
可知，密封件用于封堵环状缝隙远离行波管本体的一端，当该位置环状缝隙被密封件封堵后，从槽口处流入的熔融状态的焊料也会被密封件阻挡限位，进而在焊料冷却后能够形成环状焊缝层。
此处密封件的一种优选结构形式为柔性的密封环302，辐射散热器3的内壁面设有环形槽，环形槽处安装有密封环302。
从图7中可以，明确的看出，将密封环302安装在环形槽之后，密封环的内径小于辐射散热器内环面的直径，将收集极插入辐射散热器内孔的过程中，密封环受压并压紧环形槽的底面以及收集极的外环面，进而实现密封封堵。
本实施例中，将收集极5装配至辐射散热器3之前，在收集极5的外环面处涂覆焊锡膏。
本实施例中，将收集极5装配至辐射散热器3之前，在辐射散热器3的内环面镀镍。
本实施例中，将辐射散热器3与收集极5通过模具1预定位时，辐射散热器3和收集极5保持同轴心。
本实施例中，将辐射散热器3和收集极5的组合结构置入真空加热炉之后，使得辐射散热器3朝向行波管本体的一端倾斜朝上并定位。
本实施例还提供一种行波管散热器用焊接系统，包括模具1、控制器和真空加热炉，模具1用于实现辐射散热器3与收集极5装配后的预定位，模具1能够使得辐射散热器3与收集极5同轴心；真空加热炉能够实现焊料环的加热；控制器，其能够控制真空加热炉的加热。
作为模具的一种具体结构形式，本实施例中模具1包括支撑框架101，支撑框架101具有支撑空间，支撑空间能够容纳慢波段单元2，慢波段单元2与收集极5同轴固定，支撑框架101具有第一定位件，第一定位件能够支撑并实现慢波段单元2沿轴向的限位。此处的第一定位件可以为图4中的定位凸起104.
支撑框架101具有第二定位件，第二定位件能够与辐射散热器3的端面接触并定位。具体的，此处的第二定位件可以为支撑框架端面的两个定位端板102，两个定位端板能够贴合辐射散热器的端面，并且定位端板能够通过螺栓件及螺孔与辐射散热器固定。
支撑框架101具有第三定位件，第三定位件能够与能量输出窗4接触并定位，能量输出窗4固定在慢波段单元2靠近收集极5一端的外侧面处。具体的，此处的第三定位件可以为盖板，该盖板与能量输出窗固定。
至此，已经结合前文的优选实施例描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围并不仅限于上述优选实施例。在不偏离本申请技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述优选实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本申请的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种行波管散热器用连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
将辐射散热器套设在收集极的外部，辐射散热器内环面与收集极外环面之间形成环状间隙；
在收集极远离行波管本体一端的外环面处套设环状的密封件，密封件封堵环状间隙的一端；
在辐射散热器靠近行波管本体一端的内环面处设置槽口，槽口处安装有焊料环；
将辐射散热器与收集极通过模具预定位；
将辐射散热器与收集极的组合结构放置于真空加热炉中加热；
焊料环熔化，熔融状态的焊料流入并填充环状间隙；
将辐射散热器与收集极的组合结构从真空加热炉取出，领取至焊料凝固；
将模具从辐射散热器和收集极处拆除。
2.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，所述槽口为锥形口，所述锥形口直径较小的一端朝向所述辐射散热器的中心，所述锥形口直径较大的一端朝向所述辐射散热器的外侧。
3.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，所述密封件为柔性的密封环，所述辐射散热器的内壁面设有环形槽，所述环形槽处安装有所述密封环。
4.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，将收集极装配至辐射散热器之前，在收集极的外环面处涂覆焊锡膏。
5.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，将收集极装配至辐射散热器之前，在辐射散热器的内环面镀镍。
6.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，将辐射散热器与收集极通过模具预定位时，辐射散热器和收集极保持同轴心。
7.根据权利要求1所述的行波管散热器用连接方法，其特征在于，将辐射散热器和收集极的组合结构置入所述真空加热炉之后，使得辐射散热器朝向行波管本体的一端倾斜朝上并定位。
8.一种行波管散热器用焊接系统，其特征在于，包括：
模具，用于实现辐射散热器与收集极装配后的预定位，所述模具能够使得辐射散热器与收集极同轴心；
真空加热炉，所述真空加热炉能够实现焊料环的加热；
控制器，其能够控制真空加热炉的加热。
9.根据权利要求8所述的行波管散热器用焊接系统，其特征在于，所述模具包括支撑框架，所述支撑框架具有支撑空间，所述支撑空间能够容纳慢波段单元，所述慢波段单元与收集极同轴固定，所述支撑框架具有第一定位件，所述第一定位件能够支撑并实现慢波段单元沿轴向的限位；
所述支撑框架具有第二定位件，所述第二定位件能够与辐射散热器的端面接触并定位；
所述支撑框架具有第三定位件，所述第三定位件能够与能量输出窗接触并定位，所述能量输出窗固定在慢波段单元靠近所述收集极一端的外侧面处。
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