一种高精度极高频率弯波导加工方法与流程

本发明涉及弯波导加工的技术领域，特别是一种高精度极高频率弯波导加工方法。

背景技术：

对于极高频率波导，bj900/wr10波导频率为73.8g～112g，波导口径为2.54×1.27mm的铝波导，由于波导口径极小，无法进行有效的扭弯。超小口径极高频波导主要应用于毫米波频段的电子器件，毫米波波速窄，分辨率高，可用频带宽，抗多径效应和抗干扰能力强，制导精确等，因此要求波导腔体内壁粗糙度低，内腔尺寸和位置精度高。

然而，弯波导结构具有一定的特殊性，其结构尺寸，表面质量和位置精度很难保证，利用传统方法加工无法达到设计的特殊要求。传统弯波导制作一般采用加入填充材料或加热扭弯，在扭弯时会引起波导管截面尺寸发生变化，波导尺寸精度和内腔表面粗糙度很难保证。填充材料扭弯波导成品率低，波导管内外表面容易氧化，高温时难以实现手工装夹，并且扭弯操作时需要控制降温的时间，导致口径尺寸很难控制，变形的随意性较大，腔体内的填充材料扭弯后又难清洗干净。超小口径波导与法兰盘采用传统火焰钎焊时，由于火焰钎焊集中加热，波导和法兰盘尺寸较小，极易发生焊接变形，焊接变形大，无法保证波导口径尺寸。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种保证波导装配精度、简化大量的生产工序、提高生产效率、波导型腔内壁表面粗糙度低、防腐性能高、减小焊接变形的高精度极高频率弯波导加工方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高精度极高频率弯波导加工方法，它包括以下步骤：

s1、上盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在备料底表面铣削加工出上部型腔，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切上部型腔；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕上部型腔环形布置的凹槽；去毛刺；最终实现上盖板的加工；

s2、下盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在备料顶表面铣削加工出下部型腔，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切下部型腔；数控精铣备料六个面；在备料的顶表面精铣加工出绕下部型腔环形布置且与凹槽相配合的凸肩；去毛刺；最终实现下盖板的加工；

s3、上下盖板焊前表面处理：将步骤s1中的上盖板和步骤s2中的下盖板放入温度为60~80℃、浓度为8~10%的naoh水溶液中浸蚀1~2min；碱洗结束后利用热水反复冲洗上盖板和下盖板；冲洗结束后放入由浓度为10%的hno3溶液和浓度为0.25%的hf溶液组成的混合液中浸蚀3~5min；浸蚀结束后利用冷水反复冲洗上盖板和下盖板；冲洗结束后对上下盖板进行烘干处理；最终实现上下盖板焊前表面处理；

s4、钎料的制作：根据高弯波导内腔尺寸，采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸与弯波导内腔尺寸一致并确保钎料能够平整均匀的铺展在上盖板和下盖板之间；

s5、焊前装配：将钎料放置于上盖板与下盖板相接触位置；将下盖板的凸肩装配于上盖板的凹槽内以自动定位，保证了后续焊接精度，装配后形成波导，其中上部型腔与下部型腔构成波导型腔，实现了焊前波导的装配；

s6、真空钎焊：将步骤s5中装配好的波导放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配波导；设定真空钎焊温度工艺曲线；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对波导和钎料加热；在600℃温度下保温8min；保温结束后随炉冷却，实现上盖板与下盖板连为一体，最终实现真空钎焊；

s7、真空钎焊完成后对波导进行线切割外形、数铣加工外形，加工出法兰盘，最终加工出高精度极高频率弯波导。

本发明具有以下优点：

（1）本发明打破弯波导传统的工艺设计方法，放弃由标准波导组合焊接形式，本发明将弯波导拆分为由上盖板和下盖板，弯波导的波导型腔尺寸和外导体尺寸均由上盖板和下盖板构成，因此通过加工工艺即可控制弯波导的波导型腔的精度，即波导型腔内壁表面粗糙度可达ra1.6μm。

（2）本发明的下盖板的凸肩装配于上盖板的凹槽内以自动定位，以保证装配精度，尺寸精度可控制在0.015~0.03mm内，同时还保证了后续焊接精度。

（3）本发明采用激光切割制作钎料，保证钎料尺寸准确均匀性，能够实现高精度均匀的铺展在上盖板与下盖板之间接触部分，避免了钎料产生漫流流入型腔内而影响波导内腔尺寸的精度。

（4）本发明采用真空钎焊方式一次将上下盖板焊接成形，不使用钎剂，既没有手工火焰钎焊集中加热引起带来的焊接变形，而且从根本上避免了传统扭弯波导加工所带来的填充材料清洗，不仅使得产品寿命大幅度提高，而且焊接变形概率极低。

（5）本发明利用真空钎焊一次成形还可同时实现多条复杂焊缝、多个零件的焊接等优点，提高生产效率。

附图说明

图1为弯波导的结构示意图；

图2为真空钎焊温度工艺曲线图；

图中，1-上盖板，2-下盖板，3-法兰盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种高精度极高频率弯波导加工方法，它包括以下步骤：

s1、上盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在备料底表面铣削加工出上部型腔，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切上部型腔；数控精铣备料六个面；在备料的底表面精铣加工出绕上部型腔环形布置的凹槽；去毛刺；最终实现上盖板1的加工；

s2、下盖板的加工：水切割备料；数控粗铣备料的六个面；在备料顶表面铣削加工出下部型腔，并预留加工余量2~5mm；在250~280℃温度下进行退火处理以消除应力；采用线切割精切下部型腔；数控精铣备料六个面；在备料的顶表面精铣加工出绕下部型腔环形布置且与凹槽相配合的凸肩；去毛刺；最终实现下盖板2的加工；

s3、上下盖板焊前表面处理：将步骤s1中的上盖板1和步骤s2中的下盖板2放入温度为60~80℃、浓度为8~10%的naoh水溶液中浸蚀1~2min；碱洗结束后利用热水反复冲洗上盖板1和下盖板2；冲洗结束后放入由浓度为10%的hno3溶液和浓度为0.25%的hf溶液组成的混合液中浸蚀3~5min；浸蚀结束后利用冷水反复冲洗上盖板1和下盖板2；冲洗结束后对上下盖板进行烘干处理；最终实现上下盖板焊前表面处理；

s4、钎料的制作：根据高波导内腔尺寸，采用激光切割制作钎料，钎料选用0.05mm厚度规格，钎料的外形尺寸与弯波导内腔尺寸一致并确保钎料能够平整均匀的铺展在上盖板1和下盖板2之间；

s5、焊前装配：将钎料放置于上盖板1与下盖板2相接触位置；将下盖板2的凸肩装配于上盖板1的凹槽内以自动定位，保证了后续焊接精度，装配后形成波导，其中上部型腔与下部型腔构成波导型腔，实现了焊前波导的装配；

s6、真空钎焊：将步骤s5中装配好的波导放入真空铝钎焊炉内；利用工装夹具装配波导，在装夹的过程中不能对高精度极高频弯波导约束过度，防止波导内腔高温热膨胀后冷却收缩变形；设定真空钎焊温度工艺曲线，该工艺曲线如图2所示；将真空铝钎焊炉抽粗真空随后抽高真空；按设定真空钎焊温度工艺曲线对波导和钎料加热；在600℃温度下保温8min；保温结束后随炉冷却，实现上盖板与下盖板连为一体，最终实现真空钎焊。在真空钎焊过程不需要使用含氟腐蚀性钎剂，采用金属镁作活化剂，促使铝的表面氧化膜破裂变质，保证钎料在母材表面的润湿、铺展，保证获得致密光亮的钎焊接头，钎焊接头具有优良的机械性能和抗腐蚀性能；

s7、真空钎焊完成后对波导进行线切割外形、数铣加工外形，加工出法兰盘3，最终加工出高精度极高频率弯波导。

整个高精度极高频率弯波导从零件初始加工到装配、焊接，再到最后零件成形的整个加工过程，都处于高精度控制之下，变形量极小，波导内腔尺寸精确，焊接质量和电性能都得到了可靠保证，适用于高精度极高频率弯波导的批量生产。