[發(fā)明專利]一種用于異性金屬擴散焊的焊接夾具及其焊接方法

有效

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• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102699593A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳華夏;張文丙;朱剛;王鵬康;劉志意;張麗;孫梅林;尹麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽華東光電技術(shù)研究所
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K31/02
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 宮軼琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波電真空中行波管管外組件制作領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于異性金屬擴散焊的焊接夾具及其焊接方法。

背景技術(shù)

行波管為一種電真空器件，是一種微波信號放大器件，其結(jié)構(gòu)包括電子槍、慢波系統(tǒng)、收集級、輸能結(jié)構(gòu)和聚焦結(jié)構(gòu)等。其冷卻方式可以分為風(fēng)冷、傳導(dǎo)冷卻和水冷結(jié)構(gòu)，在風(fēng)冷結(jié)構(gòu)中，需要對其熱量最大的部位收集級和慢波系統(tǒng)進行強風(fēng)散熱。收集級在設(shè)計及制作時，已考慮到散熱問題，問題不大。但是在慢波系統(tǒng)中由于其外部需要強磁進行電子束的聚焦，一般采用純鐵和永磁體來實現(xiàn)聚焦，散熱結(jié)構(gòu)難以在設(shè)計中實現(xiàn)。為了增加散熱性能，有時采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的銅插入到純鐵和永磁體縫隙中，有時采用焊接的方式將銅和純鐵焊接。焊接時能夠保證銅金屬更快的導(dǎo)走純鐵上的熱量，常采取的焊接方式有錫焊、釬焊和擴散焊。

錫焊一般常用于傳導(dǎo)冷卻中，將散熱片一段焊接在底板上，同時散熱片另一端和純鐵焊接，缺點是焊接時對周圍熱沖擊大，焊料流淌不易控制。釬焊為在慢波組件組裝前將散熱片和純鐵焊接，焊接強度好，利用率多，缺點是焊料流淌到純鐵表面影響磁片的裝配精度。擴散焊為將銅片夾在純鐵之間，銅片的外徑為散熱片狀結(jié)構(gòu)，便于強風(fēng)散熱，常利用在風(fēng)冷慢波系統(tǒng)中，銅片的內(nèi)徑和純鐵內(nèi)徑相同，和純鐵的接觸面積大，利于將熱量導(dǎo)出，優(yōu)點是無焊料，不影響裝配尺寸，缺點是異性金屬材料特性不同，膨脹系數(shù)不同，難以焊接成一體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種用于異性金屬擴散焊的焊接夾具及其焊接方法，其目的是通過采用一定的焊接夾具，按照一定的方法進行焊接，解決異性金屬擴散焊接難以焊接的問題，保證異性金屬擴散焊接的順利實施。

本發(fā)明的技術(shù)方案是該種用于異性金屬擴散焊的焊接夾具包括上底板、下底板、螺桿、對中芯桿和螺母，所述的上底板和下底板的形狀完全相同，均是圓盤狀結(jié)構(gòu)，圓盤上設(shè)有三個均勻分布的孔和一個中心孔，螺桿安裝在三個均勻分布的孔內(nèi)，且螺桿的兩端均設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)，所述的螺母與該螺紋結(jié)構(gòu)相互配合，所述的對中芯桿安裝在中心孔內(nèi)。

所述的上底板、下底板、螺桿以及螺母的材料均為高溫低膨脹系數(shù)的金屬鉬。

所述的螺桿上每段螺紋的長度均不小于螺桿總長度的1/3。

利用上述用于異性金屬擴散焊的焊接夾具進行焊接的方法包括：

1）將待擴散焊接的異性金屬第一種金屬和第二種金屬清洗后，在48小時內(nèi)進行組裝；

2）將下底板放置在底座上，將對中芯桿插入下底板的中心孔，將螺桿下端通過螺母旋緊放置在下底板相應(yīng)的孔內(nèi)；

3）將擴散焊接的第一種金屬和第二種金屬通過焊接夾具內(nèi)部的對中芯桿穿過依次固定在焊接夾具的下底板上，順序按照第一種金屬、第二種金屬、第一種金屬、云母片的順序依次重復(fù)；

4）將上底板通過對中芯桿放置在已經(jīng)放好的異性金屬和云母片上；將螺桿穿入上底板的孔，并通過螺母擰緊固定；

5）在上底板上放置一個壓塊，在壓塊上施加一定的壓力，旋緊三個螺桿上的螺母，取消壓力，取下壓塊，取出對中芯桿，即可完成擴散焊接組件的裝配；

6）將裝配好的擴散焊接組件的焊接夾具放置在加熱設(shè)備中，按一定的工藝曲線升降溫，即可完成異性金屬的擴散焊接。

作為本發(fā)明的一種具體實施方式，第一種金屬為純鐵，第二種金屬為銅，其中銅的組裝時間是在清洗后2小時內(nèi)完成。

放置云母片時，需要在其接觸的金屬上涂一層酒精、氧化鋁粉末混合體。

所述的酒精、氧化鋁粉末之間的配方關(guān)系是：4-5g的氧化鋁粉末需10ml的酒精，以及與該比例相同的任何配方關(guān)系。

所述的工藝曲線是指銅和純鐵金屬的焊接升降溫工藝曲線為升溫速度為5-60℃/分鐘，在800-1200℃下保溫20-40分鐘，然后隨爐冷卻。

更為優(yōu)選的是，所述的升溫速度為12-40℃/分鐘，在950±20℃下保溫30±1分鐘，然后隨爐冷卻。

該種用于異性金屬擴散焊的焊接夾具能夠滿足片狀異性金屬間的擴散焊，解決了異性金屬焊接難的問題，焊接操作簡單，可以應(yīng)用到ku波段100W風(fēng)冷行波管的慢波系統(tǒng)散熱片制作中，還可以應(yīng)用到環(huán)狀結(jié)構(gòu)金屬間的擴散焊接中。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中上、下底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為裝配好待焊接異性金屬的焊接夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為單個擴散焊接組件零件放置順序示意圖。