[发明专利]一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法

说明书

本发明公开一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法，毫米波波导天线采用铝合金材料，所述毫米波波导天线包括待焊接一体的两零件；所述毫米波波导天线精密扩散焊接方法，包括步骤：清理所述零件表面，去除焊接面氧化膜；完成所述零件装配并装入真空炉；设置工艺参数，并进行焊接加工，所述焊接加工依次包括：升温阶段、均温阶段、高压应力破膜阶段、中压应力变形焊接阶段、低压应力焊接阶段、降温阶段；本发明在铝合金扩散焊接的不同阶段设计不同的工艺参数，实现了铝合金波导天线扩散焊质量和结构变形两个结果的偶合优化，焊缝强度超过母材的75％，波导腔变形不超过0.05mm，实现了铝合金波导天线高精度扩散焊接。

技术领域

本发明涉及材料焊接技术领域，具体涉及一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法。

背景技术

毫米波雷达具有高分辨、体积小等特点，是新一代雷达的发展方向。其中毫米波波导是毫米波雷达的关键结构，其波导腔是毫米波的传输通道。由于毫米波波长短，对波导腔的尺寸精度和粗糙度要求极高，否则会导致毫米波衰减严重，影响系统指标。目前毫米波波导腔尺寸精度要求±0.05mm，粗糙度不超过0.8um。

常规波导主要焊接方式是真空钎焊，通过钎料熔化和凝固实现焊接，为了保证焊接面焊接饱满无缝隙，熔化的钎料会在焊接面边缘形成圆角，同时在焊缝附近的波导腔面上形成铺展。这两个特点对常规波导影响不大，但是对于毫米波波导，会造成损耗大等问题。同时钎焊焊缝强度低、振动可靠性差，因此在机载弹载环境使用时可靠性不足。因此需要提出新型焊接方法，保证毫米波波导尺寸精度的同时，保证焊接强度和可靠性。

扩散焊方法是波导结构的焊接方法之一，通过被焊零件间的原子扩散实现焊接，因扩散焊不需要钎料，不存在圆角的钎料铺展问题，焊接完成的波导腔表面质量高、形状完整性好。但是现有的扩散焊方法均采用单一的焊接压应力实现较大的压缩变形，促进微观凸凹不平的两个零件焊接面不断变形，进而增加接触面积，保证整个焊接界面进行充分的原子扩散，保证焊接质量。采用现有的扩散焊方法焊接毫米波波导，一般高度方向变形3％～5％，因此不可避免的导致波导腔发生较大变形，约0.3mm～0.5mm，无法满足毫米波波导的高精度要求。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法，毫米波波导天线采用铝合金材料，所述毫米波波导天线包括待焊接一体的两零件；

所述毫米波波导天线精密扩散焊接方法，包括步骤：

S1，清理所述零件表面，去除焊接面氧化膜；

S2，完成所述零件装配并装入真空炉；

S3，设置工艺参数，并进行焊接加工，所述焊接加工依次包括：升温阶段、均温阶段、高压应力破膜阶段、中压应力变形焊接阶段、低压应力焊接阶段、降温阶段。

较佳的，所述步骤S3中，所述升温阶段中真空炉的真空度低于8×10^-3Pa，升温速率为2℃/min～5℃/min，并在所述升温阶段将温度加热至铝合金焊接温度，所述升温阶段所述零件之间的压应力设为0.5MPa。

较佳的，所述步骤S3中，所述均温阶段中所述真空度低于3×10^-4Pa，并在所述高压应力破膜阶段、所述中压应力变形焊接阶段、所述低压应力焊接阶段、所述降温阶段保持所述均温阶段中的真空度，所述均温阶段的所述压应力与所述升温阶段的压应力保持不变。

较佳的，所述步骤S3中，所述高压应力破膜阶段的压应力2.5MPa～3.5MPa，保温30min。

较佳的，所述步骤S3中，所述中压应力变形焊接阶段的压应力1.5MPa～2MPa，保温时间2～3小时。