[发明专利]适用于行波管波导窗组件焊接的工装和焊接方法

说明书

一种工装，适用于对待焊接的行波管波导窗组件进行固定，包括：支撑部，支撑部的顶部平整设置，适用于对波导窗封接件进行支撑，支撑部的上表面中部设置有向上凸出的第一凸出部，适用于嵌合在波导窗封接件设置的限位孔内，以限制波导窗封接件相对于支撑部旋转；导向部，设置于支撑部的上方，导向部的中部设置有沿竖直方向延伸的导向孔；以及窗上定位件，可滑动地套设于导向孔内并被限制相对于导向部旋转，适用于抵靠在波导窗法兰顶部，以向波导窗法兰施加向下压力，使得窗片被压紧于导窗法兰及波导窗封接件之间，窗上定位件的下表面设置有向下凸出的第二凸出部，适用于嵌合在波导窗法兰设置的限位孔内，以限制波导窗法兰相对于波导窗封接件旋转。

技术领域

本公开涉及电真空器件产品气密性和可靠性装配焊接技术领域，尤其涉及一种适用于行波管波导窗组件焊接的工装和焊接方法。

背景技术

行波管三大部件为电子枪、高频以及收集极。行波管高频信号的放大主要来源于电子注与高频行波场的相互作用时进行的能量交换。波导窗主要功能是进行微波传输，是微波信号的输入输出装置，在研制高频段空间行波管时，波导窗组件作为行波管的关键部件，其气密性、强度和装配平行度直接影响着行波管反射损耗、能量耦合、特性阻抗、功率输出和增益平坦度等。因此，提升高频波导窗组件的气密性、强度和装配平行度就成了空间行波管可靠性的关键性问题。

与普通装配对中焊接的装配不同，波导窗装配焊接有着自己的特点，这为波导窗装配焊接模具设计带了新的挑战。首先，波导窗是一种电真空器件，任何油污、粉尘、有机物等的接触，都会造成组件中的关键件严重的污染，工作时真空度大幅度下降，影响整管产品性能，甚至导致整管产品报废。其次，波导窗的装配要经历高温焊接过程，波导窗对中装配焊接采用的是炉中钎焊完成焊接，特别是对于炉中钎焊，常温状态，装配模具的结构和尺寸会影响波导窗焊接的可靠性，尤其是影响波导窗中的窗片可靠性。在高温焊接状态下，因为炉温、模具材料、放置位置、模具及组件体积、测温系统等等的影响，导致波导窗组件中的窗片受到不均匀的应力作用开裂。最后，波导窗装配焊接后的组件要同时保证组件的平行度、高度、单窗驻波以及漏率，任何一项指标不好，都可能会影响产品功率输出和稳定性，最终影响产品性能的实现。

在现有技术中，波导窗装配封接通常采用以下两种方式：第一种是螺钉固定式模具装配封接，第二种是不使用模具直接装配封接。两种装配封接方式适用波导窗范围、波导窗平行度、单窗驻波一致性以及窗片开裂情况离散性比较大。在第一种方式中，主要包括上下固定板、三根固定螺钉和螺母、定位块，定位块只在冷状态装配用，进炉前需拆下。这种装配封接方式的主要问题是在升降温过程中波导窗各零件和模具不随温度变化而升降，降温后，波导窗组件就会和模具脱开，组件平面度不能保证，单窗驻波离散性比较大，容易出现窗片开裂，这种装配模具主要用于窗片外径和厚度较大、频率比较低的波导窗结构。而对于高频段的小尺寸的波导窗结构，尤其是小外径，低厚度的窗片使用第一种方式装配封接后，波导窗的单窗驻波离散很大，会出现驻波峰值，甚至窗片开裂，满足不了应用需求。在第二种方式中，主要特点是不使用辅助装配模具，装配过程中只需用方孔定位模具定位波导窗方孔，升降温过程中波导窗法兰会随温度变化上下变化。这种装配封接方式的主要问题是，波导窗组件装配完成后要经过转运传送，转运过程中会出现波导窗的方孔错位、零件倾斜、窗平行度差等问题，但这种装配模具只适用于大结构、大窗片的波导结构，但对于高频段小尺寸的结构仍然不能满足需要。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题，本公开提供一种适用于行波管波导窗组件焊接的工装和焊接方法。支撑部用于与波导窗封接件装配，窗上定位件用于与波导窗法兰装配，导向部适用于对窗上定位件进行限制及导向，以在焊接过程中限制波导窗法兰相对于波导窗封接件的旋转，并引导波导窗法兰将窗片抵压于波导窗封接件上。