[发明专利]金属套接部件的扩散焊接方法

说明书

技术领域

本公开涉及金属焊接领域，尤其涉及一种金属套接部件的扩散焊接方 法。

背景技术

微波真空电子器件是指在真空或气体介质中，由于电子或离子在电极 间的传输而产生信号的放大与转换效应的有源器件。微波真空电子器件经 过多年的发展，已经成为了当代国防装备和国民经济各部门都在使用的一 类最重要的电子学器件。在信息系统、通信系统和人民的日常生活中，真 空电子器件也发挥着重要的作用。作为雷达、通信、电子对抗、电子干扰 等领域的重要部分，实际的服役条件对真空电子器件的质量提出了极高的 要求。

对于通常的电子器件的外壳体结构，传统上通常采用钎焊的方式进行 不锈钢与无氧铜的焊接。但是由于电子器件中的外壳体结构通常处在高压 电场、磁场中，可能会受到电子的轰击，工作温度高达数百摄氏度。此时， 如果钎焊焊接质量差，将直接导致不锈钢与无氧铜在服役条件下变形、开 裂，最终不能保证电子器件中的真空环境，对整体设备造成巨大的损伤。 针对真空电子器件越来越小型化的发展趋势，钎焊的焊接方法焊缝宽度大， 越来越难以满足整体器件的尺寸要求。同时，真空电子器件的精密结构要 求不锈钢与无氧铜薄壁件之间的焊接成型方法具有相当高的尺寸精度。因 此，改进不锈钢与无氧铜之间的焊接方法，对于满足真空电子器件的性能 要求与使用要求有着重要的影响。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种金属套接部件的扩散焊接方法，以至少部分解决以 上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开金属套接部件的扩散焊接方法包括：

获得待焊接的金属外套和金属内套、胀芯，其中：

金属内套的材料不同于金属外套的材料，金属内套的外侧面与金属 外套的内侧面为相匹配的圆柱面，金属内套的内侧面呈第一锥形面；

胀芯可放入金属内套内，其外侧面与金属内套的内侧面相匹配，呈 与第一锥形面互补的第二锥形面；

进行金属外套、金属内套和胀芯的装配：将金属内套放入金属外套中， 使金属外套与金属内套之间为滑动间隙配合；将胀芯放入金属内套中，使 胀芯与金属内套压紧，两者配合无间隙；

将装配好的金属外套、金属内套和胀芯装入扩散焊炉；

在高温和真空条件下，向胀芯施加轴向的位移载荷，在第一锥形面和 第二锥形面共同形成的接触面的作用下，胀芯将所受到的轴向位移转变为 径向位移，将金属内套的外侧面与金属外套的内侧面压紧并将两者结合在 一起，实现金属内套和金属外套的扩散焊接。

优选地，在本公开的一些实施例中，第一锥形面和第二锥形面的锥角 α介于1°～30°之间。

优选地，在本公开的一些实施例中，锥角α介于1°～5°之间。

优选地，在本公开的一些实施例中，进行金属外套、金属内套和胀芯 的装配的步骤之前还包括：在金属外套和金属内套的待焊接面上形成中间 过渡层。

优选地，在本公开的一些实施例中，中间过渡层的成分为镍或银，其 厚度介于0.003-0.008mm之间。

优选地，在本公开的一些实施例中，形成中间过渡层的工艺为电镀或 者化学镀。

优选地，在本公开的一些实施例中，进行金属外套、金属内套和胀芯 的装配的步骤之前还包括：对金属外套和金属内套的待焊接面进行表面处 理，使待焊接面无毛刺和划痕，表面光洁度Ra≤1.6μm；对胀芯的外侧面 进行表面处理，表面处理使胀芯的外侧面无毛刺和划痕，表面光洁度 Ra≤1.6μm。

优选地，在本公开的一些实施例中，金属外套的材料为不锈钢；金属 内套的材料为无氧铜。

优选地，在本公开的一些实施例中，胀芯的材料为不锈钢或耐热高强 钢。

优选地，在本公开的一些实施例中，将装配好的金属外套、金属内套 和胀芯装入扩散焊炉的步骤之后，对扩散焊炉进行抽真空操作，在达到预 设真空度后，采用阶梯升温的方式对扩散焊炉进行升温；在高温和真空条 件下，向胀芯施加轴向的位移载荷的步骤中：高温≥1000℃，真空度优于 10^-3Pa，分阶段向胀芯施加轴向的位移载荷。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开金属套接部件的扩散焊接方法至少 具有以下有益效果其中之一：

(1)采用真空扩散焊接的方法进行金属内套与金属外套之间的焊接， 相较于钎焊方法，尺寸精度高，两种金属材料之间结合更加紧密，焊接质 量与结合强度大大提高；