[发明专利]真空状态下高贴合率钎焊黄铜波导管、水冷板的装置及方法

说明书

技术领域

    本发明涉及波导管与水冷板钎焊领域，具体为一种真空状态下高贴合率钎焊黄铜波导管、水冷板的装置及方法。

背景技术

波导是一种用来约束或引导电磁波的结构。通常，波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导，前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内，又称封闭波导；后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围，又称开波导。当无线电波频率提高到3000兆赫至 300吉赫的厘米波波段和毫米波波段时，同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。波导管的优点是导体损耗和介质损耗小；功率容量大；没有辐射损耗；结构简单，易于制造。波导管内的电磁场可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件求解，与普通传输线不同，波导管里不能传输 TEM模，电磁波在传播中存在严重的色散现象，色散现象说明电磁波的传播速度与频率有关。在实际应用中矩形波导和圆波导仍是两种最主要的波导形式。

电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。波导管壁的导电率很高（一般用铜、铝等金属制成，有时内壁镀有银或金），通常可假定波导壁是理想导体，波导管内的电磁场分布可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件来求解。波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布，每一种电磁场的分布称为一种波型（模式），每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。横截面均匀的空心波导称为均匀波导，均匀波导中电磁波的波型可分为电波（TM模）和磁波（TE 模）两大类。

制作波导管的管壁不是理想导体，当电磁波在矩形波导内传输时，将在导体管壁上产生欧姆损耗。另外，矩形波导中填充的也不是理想介质，也将引起波的衰减。这两种损耗构成了矩形波导在传输电磁能量中的全部损耗。通常介质损耗远小于金属波导壁上的欧姆损耗。欧姆损耗会导致波导内壁温度上升，波导管在通过脉冲波时波导管外壁上可以不加主动冷却装置，但是在大功率连续波的应用场合必须添加主动水冷装置。这就需要在波导外壁焊接主动冷却水冷板。

根据波导管材料特性，常用的水冷板焊接方式为各种加热形式的钎焊，常规的氧-乙炔火焰钎焊缺点有三，一是会局部高温导致波导管热变形太大，二是水冷板与波导管焊接贴合率小于20%，三是波导管内外壁因为高温和大气环境会引起严重氧化，使用时可能会引起经常打火。最理想的方法就是在真空环境中，用软钎焊的方法在连续波波导外壁焊接水冷板。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空状态下高贴合率钎焊黄铜波导管、水冷板的装置及方法，以解决现有技术波导管与水冷管钎焊后贴合率低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

真空状态下高贴合率钎焊黄铜波导管、水冷板的装置，其特征在于：在待钎焊的黄铜波导管的待钎焊管壁区域设置钎焊焊料，并将水冷板固定在黄铜波导管待钎焊管壁区域构成工件，由水冷板与黄铜波导管共同夹持钎焊焊料，设置一个真空容器，将工件整体置于真空容器内；

所述真空容器中设置有多段环绕工件的加热元件，加热元件与工件接近但不接触，各段加热元件与对应位置的真空容器内壁之间分别设置有多层屏蔽组件，真空容器器壁上对应每个多层屏蔽组件位置分别设置有与真空容器内连通的电极安装管对，电极安装管对中每个电极安装管的管口处分别密封安装有水冷电极法兰，水冷电极法兰中分别安装水冷电极，且水冷电极与水冷电极法兰之间超高真空密封且绝缘，电极安装管对中每个电极安装管与真空容器结合处分别设置有电极连接件，水冷电极与电极连接件连接，各段加热元件连接电源端分别穿过各自对应位置的多层屏蔽组件并相互不接触，且各段加热元件两接电源端分别电连接在各自对应位置的两电极连接件上，各段加热元件两接电源端分别通过电极连接件、水冷电极与真空容器外的加热电源电连接；

在真空容器内的工件上需测温的多个位置分别安装温度传感器，所述真空容器一端设为容器口，且容器口处密封安装有前法兰，前法兰中密封安装有多个测量电极组件，所述温度传感器分别通过测量线与测量电极组件一一对应连接，在真空容器外设置一个温控器，测量电极组件分别接入真空容器外的温控器输入端，温控器输出端与各段加热元件两接电源端分别连接形成电回路；

所述真空容器的器壁上还设置至少一个与真空容器内连通的真空测量管口，以及至少一个与真空容器内连通的真空获得管口，真空测量管口接入真空测量元件，真空获得管口接入真空获得装置，

所述真空容器的器壁上还设置有一个与真空容器内连通标准法兰接口，接口上安装有高真空手动隔断阀，抽真空和钎焊时阀门密封关闭，阀门另一口连接真空泄漏检测仪或高纯氮气瓶，阀门在真空泄漏检测或充入氮气时打开。