[發(fā)明專利]一種用于釬焊電真空管用TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的卡具及釬焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510414365.3
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105149720B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋曉國;司曉慶;曹建;雷玉珍;周志強;馮吉才
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(威海)
• 主分類號: B23K3/08
• 分類號: B23K3/08;B23K1/19;B23K1/20;B23K1/008;B23K101/36;B23K103/08
• 代理公司: 威?？菩菍＠聞?wù)所37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于連接對封結(jié)構(gòu)的卡具及釬焊方法，具體涉及一種用于釬焊電真空管用TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的卡具及釬焊方法。

背景技術(shù)

TZM合金是在鉬中加入Ti、Zr和C等微量元素而形成的一種鉬合金，它是鉬基合金中使用最為廣泛的高溫合金之一。具有比純鉬高的再結(jié)晶溫度和室溫力學性能，同時具備導電導熱性好，抗拉強度以及高溫力學性能優(yōu)良等特點，使其在軍工、石油化工、航空航天和核能技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。瓷封合金作為陶瓷-金屬封接材料，具備很高的氣密性，適中的強度，較好的延伸率和切削性能，良好的導熱、導電性及高溫使用能力，在電真空器件中有獲得了廣泛的應用。將以上兩種具備優(yōu)異高溫性能的材料進行可靠連接，可以組成具備高氣密性和良好高溫使用能力的對封結(jié)構(gòu)。并有望將該對封結(jié)構(gòu)應用在電真空器件中，使電真空器件獲得優(yōu)異的高溫使用性能。

電真空器件中的對封結(jié)構(gòu)，不僅要保證結(jié)構(gòu)的可靠連接，還要滿足高密封性和嚴格裝配精度的要求。真空釬焊在對封結(jié)構(gòu)的連接過程中展示了其巨大優(yōu)勢，選用合適的卡具能夠保證對封結(jié)構(gòu)的精確裝配，合適的釬料配合恰當?shù)拟F焊工藝能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的可靠無缺陷連接，釬料充分填充對封結(jié)構(gòu)的連接縫隙能夠保證結(jié)構(gòu)對密封性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對封結(jié)構(gòu)可靠無缺陷連接的技術(shù)，保障結(jié)構(gòu)對高密封性和嚴格裝配精度的要求的一種用于釬焊電真空管用TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的卡具及釬焊方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于釬焊電真空管用TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的卡具，其特征在于由裝配卡具和釬焊卡具組成，其中：裝配卡具由304不銹鋼制成，用于TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的裝配，其由不銹鋼底座和不銹鋼定位塊構(gòu)成，所述的不銹鋼底座設(shè)有底板，底板上設(shè)有用于固定TZM合金管的套筒狀軸柱，所述的不銹鋼定位塊設(shè)有套在軸柱上并與軸柱相配合的套管，套管下端設(shè)有與底板相接觸的環(huán)形底盤，套管上端設(shè)有用于固定瓷封合金的帶中心通孔的環(huán)形頂蓋，頂蓋中心孔、套管和軸柱的軸線為同一軸線。

釬焊卡具由石墨制成，用于TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)釬焊過程中的定位，其由石墨底座和石墨定位塊構(gòu)成。所述的石墨底座設(shè)有底板，底板中央設(shè)有用于固定TZM合金管的圓形凹槽，圓形凹槽外的底板上設(shè)有用于固定石墨定位塊的環(huán)形定位凹槽，圓形凹槽與環(huán)形定位凹槽形成一環(huán)形凸臺，所述石墨定位塊為內(nèi)徑與環(huán)形凸臺相配合的套管，套管下端設(shè)有與石墨底座上的環(huán)形定位凹槽相配合的環(huán)形支座，套管上端設(shè)有帶中心通孔的環(huán)形頂蓋，頂蓋中心孔、套管、圓形凹槽、環(huán)形凸臺和環(huán)形定位凹槽的軸線為同一軸線。

本發(fā)明所述的套管和軸柱相配合的連接面上設(shè)有與套管或軸柱軸線相平行的定位凸臺和定位凹槽，定位凸臺和定位凹槽相配合，其截面呈三角形，以提高套管和軸柱的裝配精度。

本發(fā)明所述的套管與環(huán)形凸臺相配合的連接面上設(shè)有與套管或環(huán)形凸臺軸線相平行的定位凸臺和定位凹槽，定位凸臺和定位凹槽相配合，其截面呈三角形，以提高套管和環(huán)形凸臺的裝配精度。

本發(fā)明所述的裝配卡具能夠保障對封結(jié)構(gòu)的精確裝配，采用304不銹鋼制成，且卡具在裝配過程中不易受到磨損。由于金屬卡具在釬焊過程中受到高溫作用后容易形變，會破壞結(jié)構(gòu)的裝配精度，所以對封結(jié)構(gòu)在釬焊過程中不能選用不銹鋼制備的釬焊卡具；釬焊卡具采用石墨制成，其高溫穩(wěn)定性好不易形變，能夠保障對封結(jié)構(gòu)在釬焊過程中的裝配精度。由于石墨卡具質(zhì)軟強度低，對封結(jié)構(gòu)在裝配過程中容易對卡具造成磨損，會破壞卡具精度，所以對封結(jié)構(gòu)裝配過程中不能選用石墨制備的裝配卡具。

一種用于釬焊電真空管用TZM合金/瓷封合金對封結(jié)構(gòu)的釬焊方法，其特征在于步驟如下：

1）將TZM合金管連接部分的內(nèi)表面和瓷封合金管連接部分的外表面以及箔狀CuPt釬料的兩個面用砂紙進行打磨，以除去表面氧化膜；

2）根據(jù)對封結(jié)構(gòu)結(jié)合面的尺寸，將箔狀CuPt釬料繞成環(huán)形CuPt釬料；

3）選用丙酮溶液對TZM合金管、瓷封合金管和環(huán)形CuPt釬料進行超聲清洗，清洗15~25min后烘干備用，

4）將環(huán)形CuPt釬料放在TZM合金管和瓷封合金管被打磨的表面之間進行預裝配，環(huán)形CuPt釬料與TZM合金管及環(huán)形CuPt釬料與瓷封合金管之間都進行緊密裝配；

5）將預裝好的焊件放在裝配夾具上，進行對封結(jié)構(gòu)中心度調(diào)整和對封結(jié)構(gòu)高度調(diào)整；

6）將步驟5）中裝配好的待焊件用石墨釬焊夾具進行固定，放置在真空釬焊爐中，進行加熱焊接；