一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗及其生产工艺的制作方法

本发明涉及电磁防护技术领域，尤其涉及一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗及其生产工艺。

背景技术：

为保持屏蔽室或机房内部空气的流通，需要在屏蔽室或者屏蔽壳体上开出窗子，这个窗子是屏蔽室内空气与外界交换的主要通道，且能够有效的截止电磁波的穿越，这个窗子我们称做波导窗。通风波导窗是由许多个小截止波导组成的截止波导束，其截面形状为六角形。通风截止波导窗的截面形式通常有以下几种：圆形、方形和六角形。由于方形及六角形波导允许传播的波型较圆波导少，故对电磁波的隔离较为有利；在同等插入衰减能力条件下，六角形波导的通道面积大于方形波导窗。故通风波导窗常采用六角形通风波导窗。其安装形式有两种：螺栓压接式和焊接式。

波导窗屏蔽面对不同频段的电、磁场屏蔽，不同屏蔽场选用不同的金属屏蔽材料，低频磁场屏蔽选用高磁导率材料，高频磁场的屏蔽选用电导率高的金属材料。电场、磁场同时加以屏蔽的场合，一般选用电导率高的材料。但实际高电、磁场屏蔽要求的场合，往往单一类型的金属材料无法满足其要求，目前市场上选用的都是单一材料的波导窗，比如铝制、或钢制。

铝制波导窗使用铝制蜂窝芯存在的突出问题是蜂窝芯多采用胶粘蜂窝结构，屏蔽效能差，使用寿命短，应用场合受限；而钢制蜂窝芯的防腐性能差，易锈、氧化，影响使用寿命。就铝制蜂窝芯波导窗而言，由于铝是电导率高的材料，其同时具有对电场和高频磁场屏蔽的作用，但铝易氧化的特性导致其焊接较难实现，故屏蔽要求高的应用较难达到客户要求。

若能解决铝制蜂窝芯之间焊接及铝蜂窝芯与窗框的冶金连接方式，同时加入高磁导率材料，比如铁，低碳钢等，这不仅解决了铝蜂窝芯之间非冶金连接降低屏蔽效能的问题，提高产品抗电化学腐蚀性能，也使得产品整体高、低频电磁场屏蔽效能得到显著提升，产品应用范围将越来越广泛，但实际高电磁场屏蔽要求的场合，往往单一类型的金属材料无法满足其要求，故我们考虑选用既含高磁导率材料的金属，又含高电导率的金属组合来解决这个问题，提出了一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗及其生产工艺来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗，包括法兰盘，所述法兰盘的上端设有两个蜂窝芯，两个蜂窝芯之间设有不锈钢板，其中一个蜂窝芯的上端焊接有上蒙皮铝板，另外一个蜂窝芯的下端焊接在法兰盘上，所述上蒙皮铝板和法兰盘上均设有开口，所述不锈钢板上等间距冲设有多个六边形通孔，所述蜂窝芯的四周固定有第一窗框和第二窗框，且第一窗框和第二窗框相互对应。

优选地，所述第一窗框和第二窗框之间无缝焊接，所述第一窗框、第二窗框和法兰盘之间无缝焊接，所述第一窗框、第二窗框和上蒙皮铝板之间无缝焊接。

优选地，所述法兰盘的面积大于蜂窝芯的面积。

本发明还提出了一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的生产工艺，包括以下步骤：

s1、根据客户所要求的电磁场屏蔽性能要求计算出波导深度，选择蜂窝芯的边长以及蜂窝芯的高度、铝蜂窝芯的铝箔厚度，选择的铝箔为铝复合材料，将钎焊钎料复合在铝箔的表面；

s2、根据正六边形金属蜂窝芯多胞结构要求，根据所需求的铝箔高度进行卷料切割，再根据客户要求的板材面积进行计算，切割出一定数量的铝箔条；

s3、将切割后的铝箔采用辊压法制成瓦楞状结构；

s4、对已经切割好的瓦楞状铝箔表面进行清洗及烘干处理；

s5、先将半正六边形蜂窝条按规律并排后，再进行点焊简单相对固定成正六边形金属蜂窝芯；

s6、在复合上钎料的多层复合材料制作而成的上蒙皮铝板、法兰盘准备连接蜂窝芯的一面分别喷钎剂，同时，在编织好的正六边形铝蜂窝芯上喷钎剂；再在正六边形铝蜂窝芯上下侧装配上蒙皮铝板、法兰盘，形成六边形金属铝蜂窝板结构，用工装夹具夹紧固定；

s7、将装配好的六边形铝蜂窝结构放入钎焊炉进行钎焊，焊接前采取工装紧固，确保蜂窝芯与蜂窝芯，蜂窝芯与上蒙皮铝板、法兰盘之间的焊接是100％线连接；

s8、将焊接好的铝蜂窝板，进行冷却时效处理；

s9、将焊接铝蜂窝板从蜂窝芯中间位置切割成两个高度一样的蜂窝芯，切割好的蜂窝芯带上蒙皮铝板和法兰盘的两个配件；

s10、取不锈钢板一块，其面积大小与蜂窝芯截面积大小一致，在不锈钢板表面进行冲孔，冲孔为六边形图案，六边形孔的边长和间距根据实际屏蔽效能要求计算得出，冲孔部分的面积与铣好的窗口面积大小对应，冲好孔去毛刺；

s11、将带法兰的焊接蜂窝板配件放置最底层，在此上方放置冲压六边形的不锈钢板，在此上方放置带上蒙皮的蜂窝板配件，把三块配件的开口对齐，用工装压紧，使得蜂窝芯与不锈钢板为紧配合；

s12、接下来用两个大小尺寸相同的第一窗框和第二窗框包裹在上述压紧三块配件四周，然后对第一窗框和第二窗框以及第一窗框、第二窗框与法兰盘的连接部分无缝焊接，对第一窗框、第二窗框与上蒙皮铝板连接部分进行无缝焊接；

s13、焊接完成后对表面进行打磨处理；

s14、为了保证不锈钢板与蜂窝芯100％导通，根据需要在不锈钢板与蜂窝芯连接部分涂上屏蔽胶；

s15、最后按照客户的颜色要求喷涂导电漆。

优选地，所述s10中不锈钢板7的厚度为0.5-5mm。

本发明中所有蜂窝与蜂窝之间的连接点、连接线以及蜂窝芯与法兰盘、上蒙皮铝板之间的连接线全为无缝焊接，保证了产品的屏蔽效能；另外，法兰盘与窗框，两窗框之间、窗框和上蒙皮铝板之间的也为无缝焊接，上述这些连接部分的连接线、连接面均为金属冶金连接，增强了屏蔽效果；针对不同的单独频段或高低频段电磁场屏蔽效能要求，选用不同波导深度、不同边长和厚度的焊接铝蜂窝芯；也可根据不同屏蔽效能调整冲孔板六边形边长和间距；针对不同屏蔽性能可更换中间冲孔板的材质，比如可以更换为为低碳钢、铜等材质；中间冲孔板夹层的数量根据不同的屏蔽要求确定；使得产品整体高、低频磁场屏蔽效能得到显著提升，产品应用范围将越来越广泛；若屏蔽壳体为钢板，通过使用钢铝复合板连接法兰盘，解决了纯铝波导窗外壳与钢制连接体的异种金属连接问题，对于不同的屏蔽性能要求，通过调整上述多种组合方式可灵活改变波导窗的屏蔽特性，最终达到调整其屏蔽效果，解决和满足设备及屏蔽室的电磁屏蔽效能同时解决通风散热的作用。

附图说明

图1为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的安装结构示意图；

图2为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的结构示意图；

图3为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的剖视图；

图4为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的不锈钢板结构示意图；

图5为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的法兰盘结构示意图；

图6为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案2波导窗的安装结构示意图；

图7为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案2波导窗的剖视图；

图8为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案2的蜂窝芯钢丝贯穿结构示意图；

图9为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案3波导窗的安装结构示意图；

图10为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案3波导窗的剖视图；

图11为本发明提出的一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗方案2的a处结构放大图。

图中：1上蒙皮铝板、2开口、3第一窗框、4蜂窝芯、5第二窗框、6法兰盘、7不锈钢板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

方案1

参照图1、2、3、4、5，一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的生产工艺的步骤：

s1、根据客户所要求的电磁场屏蔽性能要求计算出波导深度，选择蜂窝芯4的边长以及蜂窝芯4的高度、铝蜂窝芯的铝箔厚度，选择的铝箔为铝复合材料，将钎焊钎料复合在铝箔的表面；

s2、根据正六边形金属蜂窝芯多胞结构要求，根据所需求的铝箔高度进行卷料切割，再根据客户要求的板材面积进行计算，切割出一定数量的铝箔条；

s3、将切割后的铝箔采用辊压法制成瓦楞状结构；

s4、对已经切割好的瓦楞状铝箔表面进行清洗及烘干处理；

s5、先将半正六边形蜂窝条按规律并排后，再进行点焊简单相对固定成正六边形金属蜂窝芯；

s6、在复合上钎料的多层复合材料制作而成的上蒙皮铝板1和法兰盘6先开口2，再将上、下蒙皮与准备连接蜂窝芯4的一面分别喷钎剂，同时，在编织好的正六边形铝蜂窝芯4上喷钎剂；再在正六边形铝蜂窝芯上下侧装配上蒙皮铝板1、法兰盘6，形成六边形金属铝蜂窝板结构，用工装夹具夹紧固定；

s7、将装配好的六边形铝蜂窝结构放入钎焊炉进行钎焊，焊接前采取工装紧固，确保蜂窝芯4与蜂窝芯4，蜂窝芯4与上蒙皮铝板1、法兰盘6之间的焊接是100％线连接；

s8、将焊接好的铝蜂窝板，进行冷却时效处理；

s9、将焊接铝蜂窝板从蜂窝芯中间位置切割成两个高度一样的蜂窝芯4，切割好的蜂窝芯4带上蒙皮铝板1和法兰盘6的两个配件；

s10、取不锈钢板7一块，其面积大小与蜂窝芯4截面积大小一致，在不锈钢板7表面进行冲孔，冲孔为六边形图案，六边形孔的边长和间距根据实际屏蔽效能要求计算得出，冲孔部分的面积与铣好的窗口面积大小对应，冲好孔去毛刺；

s11、将带法兰开窗好的焊接蜂窝板配件放置最底层，在此上方放置冲压六边形的不锈钢板7，在此上方放置开好窗的带上蒙皮的蜂窝板配件，把三块配件的开口2对齐，用工装压紧，使得蜂窝芯4与不锈钢板7为紧配合；

s12、接下来用两个大小尺寸相同的第一窗框3和第二窗框5包裹在上述压紧三块配件四周，然后对第一窗框3和第二窗框5以及第一窗框3、第二窗框5与法兰盘6的连接部分无缝焊接，对第一窗框3、第二窗框5与上蒙皮铝板1连接部分进行无缝焊接；

s13、焊接完成后对表面进行打磨处理；

s14、为了保证不锈钢板与蜂窝芯100％导通，根据需要在不锈钢板与蜂窝芯连接部分涂上屏蔽胶；

s15、最后按照客户的颜色要求喷涂导电漆。

方案2

参照图4、6、7、8、11，一种复合全焊接铝蜂窝芯波导窗的生产工艺的步骤：

s1、根据客户所要求的电磁场屏蔽性能要求计算出波导深度，选择蜂窝芯4的边长以及蜂窝芯4的高度、铝蜂窝芯的铝箔厚度，选择的铝箔为铝复合材料，将钎焊钎料复合在铝箔的表面；

s2、根据正六边形金属蜂窝芯多胞结构要求，根据所需求的铝箔高度进行卷料切割，再根据客户要求的板材面积进行计算，切割出一定数量的铝箔条；

s3、层层叠放好切割下来的铝箔，在计算好的铝箔位置，割出直径1-1.5mm的微孔，位置在将要压制的每个瓦楞状的三条边的正中央的同一个水平线上穿孔；

s4、将切割后已经打好孔的铝箔采用辊压法制成瓦楞状结构；

s5、对已经切割好的瓦楞状铝箔表面进行清洗及烘干处理；

s6、先将半正六边形蜂窝条按规律并排后，选择直径小于1mm的不锈钢丝分别从瓦楞状的三边穿过已经钻好孔的蜂窝芯4，使得在一个水平线上不锈钢丝形成网状结构，且互相连通连接固定，再进行点焊简单相对固定成正六边形金属蜂窝芯，将穿好的不锈钢丝延伸出蜂窝芯4的部分往一个方向拉紧连接固定，确保不锈钢丝交叉部分能连接在一起；

s7、在复合上钎料的多层复合材料制作而成的上、下蒙皮先开口2后，再把上、下蒙皮以及准备连接蜂窝芯4的一面分别喷钎剂，同时，在编织好带不锈钢网状结构的蜂窝芯4上喷钎剂；再在正六边形金属蜂窝芯上下侧装配上盖板，形成六边形金属蜂窝板结构，用工装夹具夹紧固定；

s8、将装配好的六边形金属蜂窝结构放入钎焊炉进行钎焊，焊接前采取工装紧固，确保蜂窝芯4与蜂窝芯4之间的连接线，蜂窝芯4与上下蒙皮之间的连接线、连接面是100％冶金连接；

s9、将焊接好的蜂窝板进行冷却时效处理；

s10、取焊接铝蜂窝板一个，另做一个焊接铝蜂窝板，第二个焊接铝蜂窝板法兰、上蒙皮面积大小与第一个开窗蜂窝铝板的上蒙皮面积大小一致。

s11、将两个开窗蜂窝铝板叠放一起，面积大的法兰盘在最下方，在两开窗蜂窝铝板的中间放置一块带六边形冲孔的不锈钢板7同图4或铜板，放置过程中尽可能选择让上、下两开窗蜂窝铝板错位放置；

s12、将两焊接铝蜂窝板的连接部分进行无缝焊接，同时保证中间放置的带六边形冲孔的不锈钢板7或铜板与两连接窗框是紧配合；

s13、接下来用两个大小尺寸相同的第一窗框3和第二窗框5包裹在焊接好的焊接铝蜂窝板四周，然后对第一窗框3和第二窗框5以及第一窗框3、第二窗框5与法兰盘6的连接部分无缝焊接，对第一窗框3、第二窗框5与上蒙皮铝板1连接部分进行无缝焊接；

s14、焊接完成后对表面进行打磨处理；

s15、为了保证不锈丝之间100％导通，根据需要在不锈钢丝之间搭接部分涂上屏蔽胶；

s16、最后按照客户的颜色要求喷涂导电漆。

方案2中，根据不同的电磁场屏蔽效能要求调整不锈钢网的层数。

参照图9、10，也可单独选择一个窗口做为波导窗使用。

另外，本发明中上述的3种技术方案均可形成独立的波导窗结构。

电磁屏蔽技术分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽三类。除了通过调整蜂窝芯边长以及波导深度来调整其屏蔽效果外，不同场屏蔽技术本质不同，使用的屏蔽材料也有所区别，当屏蔽效果要求很高的时候，单层屏蔽往往很难以满足要求，可采用多层组合屏蔽结构，在屏蔽外层采用抗磁材料，里层采用强磁材料的组合屏蔽。屏蔽层由铁磁材料和导电材料共同构成的多层屏蔽时，屏蔽层间不应有间隙，另外，为了保持屏蔽体的完整性，过渡处为了保证较好的屏蔽效能，可采用焊接的方法，保持接触面的连续性。本发明针对不同的单独频段或高低频段电、磁场屏蔽效能要求，选用不同波导深度、不同边长和厚度的铝蜂窝芯，也可根据不同屏蔽效能调整冲孔板六边形边长、间距以及中间夹层的数量，同时，也可通过改变中间的夹层选用的材料来调整屏蔽效能：可为强磁材料，铁磁性物质，比如铁，钢等金属，也可选用抗磁材料，比如铜等金属。不同组合形式可灵活调整产品整体高、低频磁场屏蔽效能，使得产品应用范围越来越广泛。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。