本發(fā)明涉及金屬材料與陶瓷材料之間的高溫焊接領(lǐng)域，具體涉及一種大功率速調(diào)管用微波輸出窗及加工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，兩個(gè)或多個(gè)零件之間的焊接一般都是按配合尺寸進(jìn)行裝配的。而大功率速調(diào)管用微波輸出窗封接件中由于金屬材料零件與陶瓷窗片的熱膨脹系數(shù)相差大，雖然高溫焊接前，金屬零件與陶瓷窗片的配合很好，但在高溫焊接時(shí)，金屬零件與陶瓷窗片之間仍會(huì)產(chǎn)生隙縫，所以導(dǎo)致大功率速調(diào)管微波輸出窗的焊接成品率低，從而使得微波輸出陶瓷窗的性能也較差。

如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(授權(quán)公告號(hào)203339103、授權(quán)公告日2013.12.11)公開(kāi)了一種微波功率輸出窗與速調(diào)管連接結(jié)構(gòu)，，微波功率輸出窗包括密封套筒、連接環(huán)、固定在連接環(huán)底部的連接套筒、固定在密封套筒內(nèi)側(cè)的輸出瓷片、固定在密封套筒外圈的鉬帶，密封套筒頂部與連接環(huán)固定，密封套筒底部與連接套筒固定，輸出瓷片將密封套筒隔成相互獨(dú)立的上下兩部分，還包括上密封墊圈、下密封墊圈、法蘭緊固件、設(shè)在速調(diào)管輸出端的上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭，微波功率輸出窗設(shè)在上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭之間，連接環(huán)與上波導(dǎo)法蘭通過(guò)上密封墊圈連接，連接套筒與下波導(dǎo)法蘭通過(guò)下密封墊圈連接，上波導(dǎo)法蘭和下波導(dǎo)法蘭通過(guò)法蘭緊固件固定。本實(shí)用新型雖然能方便輸出窗與速調(diào)管的拆卸和輸出窗的高功率試驗(yàn)，但高溫焊接時(shí)，金屬零件與陶瓷窗片之間仍會(huì)產(chǎn)生隙縫，所以導(dǎo)致大功率速調(diào)管微波輸出窗的焊接成品率低，從而使得微波輸出陶瓷窗的性能也較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種能提高微波輸出窗成品率、進(jìn)而提高微波輸出窗性能的大功率速調(diào)管用微波輸出窗及加工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的大功率速調(diào)管用微波輸出窗的加工方法，包括如下步驟：

單獨(dú)加工金屬封接套筒、陶瓷窗片、焊接定位模、石墨模、上輸出窗加固套及下輸出窗加固套，其中，金屬封接套筒與陶瓷窗片之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合，且金屬封接套筒的配合尺寸比陶瓷窗片的配合尺寸小0.06～0.09mm；

2)將金屬封接套筒和焊接定位模一起置于高溫爐加溫至300～500℃，然后將金屬封接套筒和焊接定位模從高溫爐中取出；

3)完成步驟2)后，采用過(guò)盈配合將陶瓷窗片插入至金屬封接套筒內(nèi)，用焊接定位模將陶瓷窗片定位固定在金屬封接套筒內(nèi)，并在陶瓷窗片與金屬封接套筒連接處填充第一焊料形成焊件；

4)完成步驟3)后，將焊件置于石墨模中，然后放入高溫爐中進(jìn)行高溫封接，高溫封接后拆卸石墨模和焊接定位模，得到微波輸出窗的封接件；

5)在封接件外周緣且靠近陶瓷窗片位置處用鉬帶捆綁封接件、并用若干根鉬絲捆綁扎緊鉬帶；然后再在封接件外周緣的上下兩端分別捆綁焊料絲；

6)完成步驟5)后，將上輸出窗加固套套置在封接件的上端，將下輸出窗加固套套置在封接件的下端，并在上輸出窗加固套與下輸出窗加固套焊縫處填充第二焊料形成微波輸出窗預(yù)制件；

7)完成步驟6)后，將微波輸出窗預(yù)制件置于高溫爐中進(jìn)行高溫焊接形成所需的微波輸出窗。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中，金屬封接套筒的材質(zhì)為鐵白銅或可伐合金；陶瓷窗片外圓金屬化且鍍鎳。

進(jìn)一步地，所述步驟2)中，高溫爐加溫至300～500℃后保溫15～30分鐘。

進(jìn)一步地，所述步驟3)中，所述陶瓷窗片內(nèi)置在所述金屬封接套筒的中間位置，且所述焊接定位模的凸起支撐著所述陶瓷窗片的底部，所述金屬封接套筒的底部抵在所述焊接定位模的凸臺(tái)上。

進(jìn)一步地，所述步驟4)中，所述金屬封接套筒的側(cè)壁抵在所述石墨模的內(nèi)壁上，同時(shí)，所述石墨模的底端抵在所述焊接定位模的凸臺(tái)上。

進(jìn)一步地，所述步驟4)中，所述高溫爐進(jìn)行高溫焊接的溫度為填充第一焊料的熔點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述步驟5)中，封接件外周緣的上下兩端捆綁的焊料絲為金銅焊料絲或金鎳焊料絲，所述步驟6)中，焊縫處的第二焊料為金銅焊料或金鎳焊料。

進(jìn)一步地，所述步驟7)中，所述高溫爐進(jìn)行高溫焊接的溫度不能低于焊料絲和第二焊料中最高熔點(diǎn)的溫度。

一種如上述所述加工方法制備的大功率速調(diào)管用微波輸出窗，包括封接件、套置在所述封接件上端的上輸出窗加固套及套置在所述封接件下端的下輸出窗加固套；所述封接件包括金屬封接套筒及內(nèi)置在所述金屬封接套筒中的陶瓷窗片，所述封接件外周緣且靠近所述陶瓷窗片位置處捆綁有鉬帶。

進(jìn)一步地，所述鉬帶的外周緣捆綁扎緊有若干根鉬絲。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用本發(fā)明加工方法制造的微波輸出窗，提高了微波輸出窗成品率，進(jìn)而提高了微波輸出窗的性能，從而保證了微波輸出窗的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例中焊接定位模結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)施例中石墨模示意圖；

圖3為本實(shí)施例中裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)施例中制備的封接件示意圖；

圖5為本實(shí)施例中封接件捆綁鉬帶鉬絲結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)施例制備的微波輸出窗結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各部件標(biāo)號(hào)如下：

封接件210(其中：陶瓷窗片211、金屬封接套筒212、鉬帶213、鉬絲214)、石墨模220(其中：內(nèi)壁221、底端222)、第一焊料230、焊接定位模240(其中：凸起241、凸臺(tái)242)、焊縫250、上輸出窗加固套260、下輸出窗加固套270。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5級(jí)圖6，本實(shí)施例中大功率速調(diào)管用微波輸出窗的加工方法，包括如下步驟：

1)單獨(dú)加工金屬封接套筒212、陶瓷窗片211、焊接定位模240、石墨模220、上輸出窗加固套260及下輸出窗加固套270，其中，金屬封接套212的材質(zhì)為鐵白銅或可伐合金等金屬，加工陶瓷窗片211時(shí)外圓金屬化且鍍鎳，同時(shí)，金屬封接套筒212與陶瓷窗片211之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合，且金屬封接套筒212的配合尺寸比陶瓷窗片211的配合尺寸小0.06～0.09mm；

2)將加工好的金屬封接套筒212和焊接定位模240一起置于高溫爐加溫至300～500℃并保溫15～30分鐘，然后將金屬封接套筒212和焊接定位模240從高溫爐中取出；

3)完成步驟2)后，采用過(guò)盈配合將陶瓷窗片211內(nèi)置在金屬封接套筒212的中間位置處，用焊接定位模240將陶瓷窗片211定位固定在金屬封接套筒212內(nèi)，即焊接定位模240的凸起241支撐著陶瓷窗片211的底部，金屬封接套筒212的底部抵在焊接定位模240的凸臺(tái)242上，并在陶瓷窗片211與金屬封接套筒212連接處填充第一焊料230形成焊件；

4)將焊件置于石墨模220中，金屬封接套筒212的側(cè)壁抵在石墨模220的內(nèi)壁221上，同時(shí)，石墨模220的底端222抵在焊接定位模240的凸臺(tái)242上，如圖4所示，然后放入高溫爐中進(jìn)行高溫封接，高溫爐進(jìn)行高溫焊接的溫度為填充第一焊料230的熔點(diǎn)，例如：第一焊料230為無(wú)氧銅焊料時(shí)，焊接的溫度為1083℃；高溫封接后，拆卸石墨模220和焊接定位模240，得到所需的微波輸出窗的封接件210；

5)在封接件210外周緣且靠近陶瓷窗片211位置處用鉬帶213捆綁封接件210、并用若干根鉬絲214捆綁扎緊鉬帶213；然后再在封接件210外周緣的上下兩端分別捆綁焊料絲；其中，焊料絲為熔點(diǎn)990～1100℃的金銅焊料絲或熔點(diǎn)950℃的金鎳焊料絲，如圖5所示；

6)完成步驟5)后，如圖6所示，將上輸出窗加固套260套置在封接件210的上端，將下輸出窗加固套270套置在封接件210的下端，并在上輸出窗加固套260與下輸出窗加固套270焊縫250處填充第二焊料形成微波輸出窗預(yù)制件；其中，焊縫處的第二焊料為熔點(diǎn)990～1100℃的金銅焊料熔點(diǎn)950℃的金鎳焊料；

7)完成步驟6)后，將微波輸出窗預(yù)制件置于高溫爐中進(jìn)行高溫焊接，高溫焊接的溫度不能低于焊料絲和焊料中最高熔點(diǎn)的溫度，若焊料絲為熔點(diǎn)990～1100℃金銅焊料絲，第二焊料為950℃的金鎳焊料，則高溫焊接的溫度不能低于金銅焊料絲的熔點(diǎn)，出爐冷卻形成所需的微波輸出窗。

本發(fā)明加工方法的原理為：首先，單獨(dú)加工好的金屬封接套筒220與陶瓷窗片210之間設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合，且金屬封接套筒220的配合尺寸比陶瓷窗片210的配合尺寸小0.06～0.09mm，因此，金屬封接套筒220與陶瓷窗片210在裝配之前，先將金屬封接套筒220加溫至300～500℃，使金屬封接套筒220的配合尺寸增大0.07～0.1mm，然后取出金屬封接套筒220迅速將陶瓷窗片210裝配到金屬封接套筒220內(nèi)，使金屬封接套筒220與陶瓷窗片210配合非常緊密形成焊件；

其次，高溫焊接之前，將裝配好的焊件置于石墨模220中。由于石墨的熱膨脹系數(shù)很小，與陶瓷材料(即陶瓷窗片211)的熱膨脹系數(shù)很接近，輸出窗的窗框(即金屬封接套筒212)與陶瓷窗片211之間在高溫封接時(shí)，一般采用的第一焊料230熔點(diǎn)為1083℃的無(wú)氧銅焊料，在這個(gè)高溫下，采用石墨材料做成的高溫封接模(即石墨模220)，熱膨脹的尺寸只有0.01mm左右，因此能阻止金屬封接套筒212制造的輸出窗的窗框向外膨脹，使焊料完全填滿焊縫；

最后，在封接好的封接件210外周緣靠近陶瓷窗片處用鉬帶213捆綁鉬絲214扎緊固定，再在封接件210的上下端綁上熔點(diǎn)為990～1100℃的金銅焊料絲，或熔點(diǎn)為950℃的金鎳焊料絲等，(在此溫度范圍下，鉬材料的熱膨脹系數(shù)很小，能阻止高溫焊接時(shí)鐵白銅、可伐合金等金屬封接套筒往外膨脹)，然后裝上上輸出窗加固套260和下輸出窗加固套270，并在上輸出窗加固套260與下輸出窗加固套270焊縫250處填充熔點(diǎn)為990～1100℃的金銅焊料絲、或?yàn)槿埸c(diǎn)950℃的金鎳焊料絲進(jìn)行高溫焊接第二焊料。

采用本發(fā)明加工方法制造的微波輸出窗，如圖6所示，包括封接件210、套置在封接件210上端的上輸出窗加固套260及套置在封接件210下端的下輸出窗加固套270；其中，封接件210包括金屬封接套筒212及內(nèi)置在金屬封接套筒212中的陶瓷窗片211，封接件210外周緣且靠近陶瓷窗片211位置處捆綁有鉬帶213，鉬帶213的外周緣捆綁扎緊有若干根鉬絲214。該微波輸出窗提高了微波輸出窗成品率，進(jìn)而提高了微波輸出窗的性能，從而保證了微波輸出窗的可靠性。