铝合金雷达平板缝阵天线的真空钎焊

某型平板缝阵天线为七层结构,材料为某防锈铝,由裂缝阵列、波导阵列、隔板、馈电网络等构成,直径小于200mm。各零件采用高速数控铣精密加工而成,零件两面加工有复杂的槽格,结构厚度0.5~2.0mm不等,零件典型精度为0.01mm量级。要求各层之间针焊连接,所有接触面均针焊上,工作波导钎缝钎着率基本达到100%,无可见变形,辐射面平面度0.1mm,钎焊圆角小于R0.2mm。

由于平板缝阵天线尺寸精度及焊着率要求很高,需钎焊的钎缝有100多条,加上铝合金钎焊工艺性差、易变形等特点,钎焊难度较大。钎焊工艺的关键是如何保证良好的焊着率,将变形控制到最小的程度。国外缝阵天线仟焊普遍采用盐浴钎焊工艺,工艺过程复杂,污染耗能,而此天线采用真空钎焊工艺钎焊。

钎料选取真空钎焊工艺性较好的Ai-Si-Mg钎料,以0.1mm厚的箔带形式使用。钎料预先加工成条状或与钎焊面相一致的形状。工件及钎料钎焊前进行化学清洗,按照铝合金常规清洗工艺经过除油、碱洗和酸洗钝化,最后丙酮清洗、晾干。

采用储能点焊机进行钎料的装配和定位,确认无漏装钎料后进行天线的整体装配,并装入专用工装内,放入铝用真空钎焊炉内进行钎焊。以10℃/min升温至600℃,保温,待钎料熔化后停止加热,随炉降温至100℃以下取出工件。升温及保温过程中保持真空度不低于2×10-2Pa。

为保证必要的焊着率和尺寸精度,钎焊工装的设计非常重要,这次钎焊是采用了结构精巧的弹性工装,可以保证钎料所占据的装配间隙在钎料熔化后有效地闭合,压紧机构可以跟随补偿钎料熔化后结构的塌下量,保持一定力度的压紧力,这样还可以对天线零件原有的不平度予以有效的矫正,同时控制压力的大小,以免因压力过大而变形,这样既保证钎焊质量,又能保证尺寸精度。

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