天线焊接表面防护工艺的制作方法
【专利摘要】本发明天线焊接表面防护工艺涉及一种焊接工艺。其目的是为了提供一种对航天铝合金天线的真空钎焊工艺，从焊前环境处理、钎焊操作和焊后处理等方面采取控制措施，减少天线辐射阵面缺陷，提高空间环境适应性指标。本发明包括对石墨纸处理、对底板处理、工件安装、钎焊及焊后处理步骤。
【专利说明】
天线焊接表面防护工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种焊接技术，尤其涉及一种铝合金天线表面焊接技术。
【背景技术】
[0002]真空钎焊技术广泛应用于铝及铝合金的连接制造中，具有焊接变形小，可焊各种复杂形状焊件等优点。真空钎焊过程包括预装配、清洗、焊片加工、零件装配、钎焊操作、焊后处理等，随着产品要求越来越高，对其过程的控制越来越严；
[0003]航天产品要求重量轻、刚性好、精度高，典型产品如天线对空间环境还有特殊的要求，必须考虑表面平整光洁，无划伤、擦痕等；中国专利CN101992331A公开了一种超级镍叠层材料与Gr 18-Ni8不锈钢的真空钎焊工艺，该工艺包括的步骤有:焊前对焊剂和工件表面处理，将焊剂与工件固定，钎焊；g卩，该专利技术从对工件的处理、到钎焊加热过程均进行了限定；中国专利CN102248242A公开了一种可消除硅偏距的铝合金真空钎焊方法，该方法包括的步骤有:预热，破膜，焊接，冷却，即该专利技术主要对钎焊加热过程进行了限定。CN101992331A和CN102248242A均没有对钎焊环境进行保护，而钎焊环境是决定焊接效果的关键因素之一。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种对航天铝合金天线的真空钎焊工艺，从装配、钎焊操作和焊后处理等方面采取控制措施，减少天线辐射阵面缺陷，提高空间环境适应性指标。
[0005]本发明天线焊接表面防护工艺，包括如下步骤:
[0006]a.取石墨纸、不锈钢底板备用；
[0007]b.将石墨纸铺平，用棉纱布沾少量分析纯酒精将石墨纸两个表面擦拭；
[0008]c.用金相砂纸对底板表面打磨，然后用压缩气体吹去底板表面残留的沙粒;然后用棉纱布沾上分析纯酒精对底板表面擦拭；
[0009]d.待底板表面酒精蒸发后，将石墨纸平铺在底板上，并用不锈钢压块将石墨纸四周压住；
[0010]e.将装配好的天线零件轻放在石墨纸上，石墨纸四周边缘留出不少于20mm空余；
[0011]f.将天线随底板一同送入真空炉体，安装工艺辅罩，辅罩内侧和石墨纸边缘距离不少于50mm;
[0012]g.启动真空钎焊炉，当真空度达到5 X 10—3Pa后钎焊炉按程序开启加热，实施钎焊；
[0013]h.对钎焊炉降温，待炉温降低至80°C时，打开炉门，将底板从钎焊炉取出，待天线自然冷却至40°C时，拆除工艺罩，将天线从石墨纸上取下，用酒精擦拭天线辐射面残留黑点，至此天线焊接完成。
[0014]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中所述石墨纸长宽尺寸为300mmX 300mm或800mm X 260mm，厚度为0.025mm。
[0015]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中步骤c中，用金相砂纸打磨后的底板表面精度为0.1mm0
[0016]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中步骤c中，所用金相砂纸型号为0#。
[0017]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中步骤g中，钎焊炉加热程序为:
[0018]——在40min内均匀加热至300°C保温30min ；
[0019]——在40min内加热至500°C，保温240min;
[0020]——在25min内加热至560°C，保温180min;
[0021]——在25min内加热至610°C，保温180min;
[0022]--在 15min内降温至500°C，保温30min;
[0023]--在30min内降温至300°C，保温240min;
[0024]--在80min 内降温至8CTC。
[0025]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中步骤c中，所述压缩气体为高纯氮气。
[0026]本发明一种天线焊接表面防护工艺，其中步骤f中，所述工艺罩包括至少三根热电偶，且各热电偶位置可调。
[0027]本发明一种天线焊接表面防护工艺与现有技术不同之处在于从焊前环境处理、钎焊操作和焊后处理等方面采取控制措施，减少了天线辐射阵面缺陷，提高空间环境适应性指标。其中焊前处理表现为:石墨纸的使用、石墨纸及底板的处理;钎焊操作表现为实施钎焊的参数;焊后处理表现为:对工件的冷却参数。
[0028]下面结合附图对本发明一种天线焊接表面防护工艺作进一步说明。
【附图说明】
[0029]图1为本发明一种天线焊接表面防护工艺在实施钎焊过程中钎焊炉温度控制曲线；
[0030]图2为用于验证本发明效果的三层结构天线的外观图；
[0031]图3为用于验证本发明效果的五层结构天线的外观图。
【具体实施方式】
[0032]本发明天线焊接表面防护工艺，包括如下步骤:
[0033]a.取石墨纸、不锈钢底板备用；其中石墨纸尺寸根据天线尺寸而定，通常选取的长宽尺寸为300mm X 300mm 或 800mm X 260mm，厚度尺寸为0.025mm ；
[0034]b.将石墨纸铺平，用棉纱布沾少量分析纯酒精将石墨纸两个表面擦拭至无残留多余物;注意避免留下棉纱在石墨纸表面；
[0035]c.用0#金相砂纸对底板表面打磨，然后用压缩气体(优选为高纯氮气)吹去底板表面残留的沙粒;然后用棉纱布沾上分析纯酒精对底板表面擦拭至无残留多余物;该过程需经常使用水平仪和塞尺核验底板精度，如果精度误差大于0.1mm，则继续使用金相砂纸打磨；
[0036]d.待底板表面酒精蒸发后，将石墨纸平铺在底板上，并用不锈钢压块将石墨纸四周压住；
[0037]e.将装配好的天线零件轻放在石墨纸上，石墨纸四周边缘留出不少于20mm空余；
[0038]f.将天线随底板一同送入真空炉体，安装工艺辅罩，辅罩内侧和石墨纸边缘距离不少于50_;所述工艺罩包括至少三根热电偶，各热电偶根据天线位置可进行可调；
[0039]g.启动真空钎焊炉，当真空度达到5 X 10—3Pa后钎焊炉按程序开启加热，实施钎焊；其中钎焊炉加热程序如图1所示，即:
[0040]——在40min内均匀加热至300°C保温30min;
[0041 ]--在40min内加热至500°C，保温240min;
[0042]——在25min内加热至560°C，保温180min;
[0043]——在25min内加热至610°C，保温180min;
[0044]--在 15min内降温至500°C，保温30min;
[0045]--在30min 内降温至300°C，保温240min;
[0046]--在80min 内降温至8CTC。
[0047]h.对钎焊炉降温，待炉温降低至80°C时，打开炉门，将底板从钎焊炉取出，待天线自然冷却至40°C时，拆除工艺罩，将天线从石墨纸上取下，用酒精擦拭天线辐射面残留黑点，至此天线焊接完成。
[0048]为了验证本发明对铝合金天线的焊接效果，现分别对三层天线、五层天线按照本发明的技术方案进行焊接。
[0049]焊接效果验证
[0050]为了验证本发明天线焊接表面防护工艺的焊接性能，使用本发明公开的工艺分别对图2所示的三层结构天线和图3所示的五层结构天线进行焊接，然后对焊接效果进行检验。
[0051]经检验三层结构天线钎焊焊缝质量如下:焊接头成型良好，无虚焊，钎焊辐射阵面无划伤、擦痕和明显黑斑，机械尺寸符合图纸要求。
[0052]经检验五层结构天线钎焊焊缝质量如下:钎焊接头成型良好，无虚焊、钎料漫溢不超过2_，钎焊辐射阵面无划伤、擦痕和明显黑斑，机械尺寸符合图纸要求。
[0053]综上所述，本发明一种天线焊接表面防护工艺从焊前环境处理、钎焊操作和焊后处理等方面采取控制措施，减少了天线辐射阵面缺陷，提高空间环境适应性指标。其中焊前处理表现为:石墨纸的使用、石墨纸及底板的处理;钎焊操作表现为实施钎焊的参数;焊后处理表现为:对工件的冷却参数。
[0054]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.天线焊接表面防护工艺，包括如下步骤: a.取石墨纸、不锈钢底板备用； b.将石墨纸铺平，用棉纱布沾少量分析纯酒精将石墨纸两个表面擦拭； c.用金相砂纸对底板表面打磨，然后用压缩气体吹去底板表面残留的沙粒;然后用棉纱布沾上分析纯酒精对底板表面擦拭； d.待底板表面酒精蒸发后，将石墨纸平铺在底板上，并用不锈钢压块将石墨纸四周压住； e.将装配好的天线零件轻放在石墨纸上，石墨纸四周边缘留出不少于20mm空余； f.将天线随底板一同送入真空炉体，安装工艺辅罩，辅罩内侧和石墨纸边缘距离不少于50mm; g.启动真空钎焊炉，当真空度达到5X 10-3Pa后钎焊炉按程序开启加热，实施钎焊； h.对钎焊炉降温，待炉温降低至80°C时，打开炉门，将底板从钎焊炉取出，待天线自然冷却至40°C时，拆除工艺罩，将天线从石墨纸上取下，用酒精擦拭天线辐射面残留黑点，至此天线焊接完成。2.根据权利要求1所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:石墨纸长宽尺寸为300mm X 300mm 或 800mm X 260mm，厚度为0.025mm。3.根据权利要求1所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:步骤c中，用金相砂纸打磨后的底板表面精度为0.1mm。4.根据权利要求3所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:步骤c中，所用金相砂纸型号为0#。5.根据权利要求1所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:步骤g中，钎焊炉加热程序为: ——在40min内均匀加热至300°C保温30min; --在40min内加热至500°C，保温240min; ——在25min内加热至560°C，保温180min ； ——在25min内加热至610°C，保温180min ； --在15min内降温至500°C，保温30min; --在30min内降温至300°C，保温240min; --在80min内降温至80°C。6.根据权利要求1所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:步骤c中，所述压缩气体为高纯氮气。7.根据权利要求1所述的一种天线焊接表面防护工艺其特征在于:步骤f中，所述工艺罩包括至少三根热电偶，且各热电偶位置可调。
【文档编号】B23K1/20GK105880770SQ201610209526
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】梁宁, 黄钊, 王传伟, 王国超, 方坤
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所