CN104842077B - 一种铝合金微波组件钎焊片加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铝合金微波组件钎焊片的加工方法，包括以下步骤：1)将待切割的铝合金钎焊片放在电动气浮平台上；2)启动真空泵对电动气浮平台上的微孔阵列抽气以使待切割的铝合金钎焊片吸附在电动气浮平台；3)再选用适当的切割参数之后启动紫外激光器和电动气浮平台进行切割；4)切割完成后关闭真空泵，取出割好的钎焊片即可。本发明能够在不使用工装夹具的条件下利用紫外激光切割出形状复杂、高精度的钎焊片，有利于提高批产效率。本发明切割边缘洁净无挂渣、碳积物，切割后可直接应用于钎焊焊接，避免了二次机械清理过程中对钎焊片加工精度的破坏。

Description

一种铝合金微波组件钎焊片加工方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及微波组件钎焊片的加工领域，尤其涉及一种铝合金微波组件钎焊片加工方法。

背景技术

为满足结构和电性能的双重要求,微波组件的形状越来越复杂，精度越来越高。例如，平板类波导天线是广泛应用于现代雷达领域的一种微波组件，一般由多个形状复杂的高精度薄壁型腔类零件组成，其结构复杂，往往存在数百个波导型腔及微型通槽，有几百个尺寸需要保证；另一方面，天线的尺寸精度和形位精度也越来越趋向于微米级标准。作为微波组件钎焊过程的关键环节，如何加工出与微波组件焊接面形状一致、精度匹配的钎焊片已成为微波组件制造领域的关注热点，也是制约微波组件精密焊接的一项瓶颈技术。

目前，微波组件钎焊片的加工手段主要有两种。一种是根据焊接面形状、尺寸，利用手术刀手工划割出钎焊片。这种切割方式劳动量大且划割出的钎焊片尺寸精度低、变形严重，难以应用于复杂精密微波组件的焊接批量生产。第二种切割方式为利用线切割机进行放电切割，这种方式较手工划割在效率上大幅提高，但线切割过程中每个波导型腔均需进行打孔、穿丝，工序多且复杂，而且线切割后易在钎焊片上留下油污，还需对钎焊片进行清洗，降低了生产效率。此外，目前也有利用C0₂激光器或Nd:YAG激光器进行钎焊片切割的报道，但其切割过程中，钎焊片是利用特制工装固定在平台上，在切割前后需进行装夹、卸载，影响了切割效率。且由于C0₂和Nd:YAG激光属于热源激光，其激光波长分别为10.64μm和1.064μm，加工过程中通过熔化金属材料进行切割，易产生飞溅，导致切割处出现挂渣、碳积等现象。如不在切割后对挂渣、碳积物等进行打磨清理，会对钎焊后的微波组件电性能产生影响；若对钎焊片上的挂渣、碳积物进行打磨，由于钎焊片较薄(0.05～0.3mm)、强度低，打磨过程极易造成钎焊片的变形，破坏了钎焊片的切割精度，同样易对钎焊后的微波组件电性能产生影响。

发明内容

针对现有技术中钎焊片切割尺寸精度低、变形严重、钎焊片上存在挂渣、碳积物等问题，提供一种铝合金微波组件钎焊片加工方法。本发明可以实现在不使用工装夹具的条件下利用紫外激光切割出形状复杂、高精度的钎焊片。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的：

一种铝合金微波组件钎焊片加工方法，包括以下步骤：

步骤1.将去除表层氧化皮后的待切割铝合金钎焊片平放于电动气浮平台上；

步骤2.启动真空泵对电动气浮平台上的微孔阵列抽气，将待切割铝合金钎焊片平整的吸附在电动气浮平台上；

步骤3.选用紫外激光器和电动气浮平台的切割参数；

步骤4.启动紫外激光器、电动气浮平台对待切割铝合金钎焊片进行切割；

步骤5.激光切割后，关闭紫外激光器、电动气浮平台以及真空泵，电动气浮平台表面吸附压力降为0Pa，取出割好的钎焊片。

进一步的，步骤2中，所述真空泵的吸附压力为-60KPa～-120KPa。

作为上述技术方案的优选方案，所述吸附压力为-80kPa。

进一步的，步骤3中，所述选用的切割参数为：紫外激光器的额定功率为5-100W、工作电流为10-100A、频率为10000-50000Hz，电动气浮平台的运动速度为0.1-5mm/s。

作为上述技术方案的优选方案，所述紫外激光器的额定功率为10W、工作电流为34.5A、频率为30000Hz；所述电动气浮平台的运动速度为0.6mm/s。

进一步的，所述电动气浮平台表面设有微孔阵列，所述微孔阵列与真空泵连接。

进一步的，所述紫外激光器的激光头附近安装有吸尘管。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.采用冷光源的紫外激光进行钎焊片切割。紫外激光为短波长激光(波长为355nm)，加工过程中在激光辐射区域直接将金属气化实现切割，其聚焦光斑和热影响区均小于大波长激光，切割后无挂渣和碳积物。

2.切割精度高，可达10μm。电动气浮平台运动精度高达0.01μm，且紫外激光切割缝隙小、热影响区窄，有利于切割精度的控制。

3.切割过程中由于吸尘管持续吸除切割产生的粉尘，且紫外激光切割后钎焊片无挂渣、碳积物等物需要清理，因此本技术切割所得焊片可以直接与微波组件进行组装、焊接，避免了打磨清理过程中的钎焊片变形问题。

4.利用平台的负压吸附力实现钎焊片的固定，实现了免工装固定。

5.生产效率高。由于切割过程免工装固定，且切割后无需打磨清理，因此相较于其它钎焊片切割技术，节省了工装的装夹和卸载、切割后钎焊片的打磨时间，有利于提高批产效率。

附图说明

图1为本发明钎焊片的切割示意图；

图2为本发明钎焊片的局部CAD设计图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1图2所示，本发明公开一种铝合金微波组件钎焊片加工方法。图1给出了对某微波组件所用钎焊片进行切割的示意图，图2给出了切割形状的局部CAD设计图。首先取用500mm╳300mm╳0.15mm的待切割铝合金钎焊片3备用，具体工艺步骤如下：

步骤1.将去除表层氧化皮后的待切割铝合金钎焊片3平放于电动气浮平台1上；

步骤2.启动真空泵4对电动气浮平台1上的微孔阵列11抽气，微孔阵列11将待切割焊片3平整的吸附在电动气浮平台1上；

步骤3.选用紫外激光器2和电动气浮平台1的切割参数；

步骤4.启动紫外激光器2、电动气浮平台1对待切割铝合金钎焊片3进行切割；

步骤5.激光切割后，关闭紫外激光器2、电动气浮平台1以及真空泵4，电动气浮平台1表面吸附压力降为0Pa，取出切割好的钎焊片。

步骤2中，真空泵4的吸附压力可设定为-60KPa～-120KPa之间任意一个值。当吸附压力设定为-80kPa的时候，吸附效果最佳。

步骤3中，紫外激光器2选用的切割参数为额定功率是5-100W、工作电流是10-100A、频率是10000-50000Hz，电动气浮平台1的运动速度0.1-5mm/s。当紫外激光器2的额定功率设定为10W、工作电流设定为34.5A、频率设定为30000Hz、电动气浮平台1运动速度设定为0.6mm/s时，切割效果最佳。

实际工作中，先将去氧化皮的铝合金钎焊片3放置于电动气浮平台1上，启动与电动气浮平台1表面微孔阵列11连接的真空泵4，将铝合金钎焊片3紧密平整的吸附于电动气浮平台1上。再根据微波组件的设计图，对铝合金钎焊片3进行切割。切割过程中，利用电动气浮平台1控制紫外激光器2的切割路径，切割出具有特定形状的钎焊片。紫外激光切割完成后，紫外激光器2、电动气浮平台1将会自动关闭，手动关闭真空泵4后电动气浮平台1表面吸附压力降为0Pa，此时取出割好的钎焊片即可。

切割后的钎焊片，切割边缘洁净，无需二次处理即可直接应用于真空钎焊。对切割好的钎焊片进行光镜观测，观测结果如表1，经过对钎焊片切割理论值、实测值比较后得到的公差值结果显示，钎焊片精度良好，误差在10μm以内。

表1

针对上述切割方法，本发明还提供一种电动气浮平台1，电动气浮平台1表面设有微孔阵列11，微孔阵列11与真空泵4连接。

切割过程中，电动气浮平台1通过其表面与真空泵4相连接的微孔阵列11将铝合金钎焊片3紧密平整的吸附于电动气浮平台1上，电动气浮平台1吸附力可达-60KPa～-120KPa，无需专用工装对钎焊片进行固定。

本发明还提供一种紫外激光器2，紫外激光器2的激光头附近安装有吸尘管21。

切割过程中利用吸尘管21的吸力不断将切割产生的铝粉吸除，切割过程洁净、无污染。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种铝合金微波组件钎焊片加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

11)将去除表层氧化皮后的待切割铝合金钎焊片平放于电动气浮平台上；

12)启动真空泵对电动气浮平台上的微孔阵列抽气，将待切割铝合金钎焊片平整的吸附在电动气浮平台上；所述吸附压力为-80kPa；

13)选用紫外激光器和电动气浮平台的切割参数；所述紫外激光器的额定功率为10W、工作电流为34.5A、频率为30000Hz；所述电动气浮平台的运动速度为0.6mm/s；

14)启动紫外激光器、电动气浮平台对待切割铝合金钎焊片进行切割；

15)激光切割后，关闭紫外激光器、电动气浮平台以及真空泵，电动气浮平台表面吸附压力降为0Pa，取出切割好的钎焊片。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金微波组件钎焊片加工方法，其特征在于：所述电动气浮平台表面设有微孔阵列，所述微孔阵列与真空泵连接。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金微波组件钎焊片加工方法，其特征在于：所述紫外激光器的激光头附近安装有吸尘管。