复杂波导组件炉中铝钎焊工艺研究

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1、复杂波导组件炉中铝钎焊工艺研究［摘要］通过采用钎料HL400并分别采用具有腐蚀性的钎剂207和无腐蚀性钎剂的炉中钎焊方法对复杂波导组件进行钎焊对比试验，证明对复杂波导组件进行炉中钎焊效果良好，用无腐蚀性钎剂所钎焊的钎缝成形好。［关键词］复杂波导组件炉中钎焊腐蚀性钎缝成形复杂波导焊接组件原来采用手工铝钎焊，因为手工铝钎焊操作需要多次焊接，反复定位，控制变形有一定难度，而炉中铝钎焊加热主要靠对流，速度较快也较均匀，焊件变形小，对复杂波导可进行一次焊接，可以一次钎焊多个焊件，提高生产效率。1试验材料和设备1.1试验件1.1.1材料为LF21的波导管，规格10.16×22.86×1.

2、27（mm3）。1.1.2厚度为14mm的LF21铝板。1.2夹具材料：球墨铸铁。1.3卧式铝钎焊炉1.4钎料和钎剂1.4.1钎料：HL4001.4.2钎剂1.4.2.1钎剂207，腐蚀性钎剂，用酒精调成浓度为85%以上的糊状使用。1.4.2.2无腐蚀钎剂，用酒精调成浓度为85%以上的糊状使用。1.5辅助工具细纱手套、毛笔、钢丝刷、铜丝刷、汽油、酒精、砂布(120#)、锉刀。2复杂波导结构特点与钎焊特点分析2.1结构特点该波导需钎焊部分由波导管，法兰盘组成，波导管为薄壁空腔长管结构,尺寸精度要求严格，法兰盘结构复杂，形式多样，导致钎缝位置隐蔽而不定，从而给钎焊带来一定难度，需

3、采用特殊的钎焊措施。2.2铝及铝合金钎焊性分析6LF21铝合金的熔化温度为643-654℃。铝及铝合金与其它金属相比，钎焊较困难，工艺钎焊性较差，其原因有以下几点：2.2.1铝对氧的亲合力极大，表面很容易生成一层致密且化学稳定，熔点很高(为2030℃)的氧化铝膜，颇难去除，在500-600℃的钎焊温度下，膜厚剧增至1000-2000A，阻碍着钎料和母材的润湿和结合，成为钎焊时的主要障碍之一。2.2.2用硬钎料钎焊时，由于钎料的熔点同铝及铝合金的熔点相差不大，所以必须严格控制钎焊温度；同时炉中钎焊应保持加热温度均匀，火焰加热时,因铝合金在加热中颜色不改变，温度判断比较困难，故

4、要求操作者技术水平高。2.2.3为清除氧化铝膜使用的钎剂具有强烈的腐蚀性，如果钎焊后不立即清除干净，接头有很快被腐蚀的危险。在铝及铝合金中，纯铝和LF21铝锰合金的钎焊性最好，其表面氧化物可以用钎剂清除。2.3夹具设计分析该波导中波导管为空腔薄壁长管结构，刚性差决定了钎焊后工件易变形，法兰盘与波导管的不等厚决定了即使炉中加热很均匀，工件也不能同时升温，而钎焊部位必须获得足够多的热量才能保证钎焊的温度条件。因此，这些因素决定了焊接过程中必须采用夹具。夹具材料的基本要求是加热时变形极小，考虑到45#钢加热易变形，从而采用球墨铸铁。炉中钎焊的特点要求夹具吸热量越小越好，钎焊时间越短

5、越好，因为夹具吸热量越大时升温时间会过长，从而钎剂失效程度增大，氧化膜增多，致使钎料难以完全均匀地填满缝隙而形成断续焊缝，这就要求夹具必须重量轻，吸热量少，以便使工件温度能很快升上去，夹具应越薄越小越简单越好，且具有一定的刚度。所以，采用了材料为球墨铸铁且结构简单的平板状夹具，并辅助以弹簧夹和小压板为定位夹具。2.4钎焊接头分析钎焊接头的基本形式有对接和搭接，钎焊接头主要采用搭接，很少采用对接，故此波导中的对接焊缝给试验带来一定难度，也使试验的稳定性造变差。试验中采用弹簧夹固定对接接头，并用良好的焊接规范来保证对接接头的一系列不确定因素。6钎缝分内、外两部分，如钎料只采用丝状

6、钎料，钎缝不可能完全填满间隙且流动性也不好，因此同时采用丝状和箔状钎料。接头间隙的大小对钎焊接头强度有很大影响，不论搭接或对接，在可选择的范围内接头间隙愈小，强度愈高。铝基钎料的钎焊间隙为0.10～0.30mm。2.5钎焊规范分析钎焊的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间，它们直接影响钎料的填缝过程，因此，对接头质量具有决定性作用。确定钎焊温度的主要依据是所选用钎料的熔点，钎焊温度应高于钎料熔点约40～60℃；确定保温时间时，首先要考虑钎料与母材相互作用的特性，值得注意的是，对钎焊温度和保温时间不应孤立的来确定。温度过高时，工件能很快达到钎焊温度，但易发生溶蚀，这是薄壁零件钎焊的

7、一个特点。温度过低时，工件达到钎焊温度的时间增长，钎剂失效程度增大，去膜能力减弱，易形成断续钎缝。钎焊时间选择过长时，易溶蚀且钎剂去膜能力减弱，选择短时，工件无法达到钎焊温度，也就无法形成良好的钎缝，所以钎焊温度和保温时间的选择必须合适且合理匹配。钎焊过程中，必须用一只热电偶直接监测工件温度以防止温度偏高而发生溶蚀现象，也有利于钎焊时间的控制。钎焊过程须充氮气以排出炉内空气，均匀炉温。综合以上分析，该波导的钎焊有一定的复杂性，必须综合考虑，合理匹配钎焊各因素，在反复的试验中摸索出更佳的方案来。3钎焊试验