一种微波聚焦法陶瓷焊接装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微波聚焦法陶瓷焊接装置、方法，涉及微波陶瓷焊接技术领域。本发明专利技术包括单模谐振腔、盖板、可调活塞结构；单模谐振腔一侧部设置有微波功率输入口，相对于微波功率输入口方向的侧面为能够将微波反射后聚焦于一点的凹面形的金属反射面；单模谐振腔另两相对侧部对称安装有能够对单模谐振腔内待微波焊接陶瓷进行加压的加压机构，单模谐振腔的侧部开设有抽真空口。本发明专利技术结构简单、易于控制、电场和温度分布较为均匀，运行稳定，能够改善微波场分布不均匀产生应力的问题，采用椭球曲面的聚焦反射面对微波波束进行反射聚焦，克服了传统非聚焦装置对微波源功率的需求高及造价成本高等不足，提高材料的焊接尺寸，增加焊接材料的种类。接材料的种类。接材料的种类。

【技术实现步骤摘要】
一种微波聚焦法陶瓷焊接装置、方法


[0001]本专利技术属于微波陶瓷焊接
，特别是涉及一种微波聚焦法陶瓷焊接装置以及利用一种微波聚焦法陶瓷焊接方法。

技术介绍

[0002]利用微波在高温下焊接陶瓷是今年来发展迅速的一种新技术，该焊接技术具有极高的使用价值及广阔的发展前景；陶瓷材料本身具有良好的耐热性和抗腐蚀能力，使其在高温环境中作为结构材料逐渐取代金属材料，该焊接技术还广泛应用于工业科技领域，例如航天、电子信息、化工业以及海洋钻探等方面，因其优良的特性，微波陶瓷焊接技术在各个领域中担任着越来越重要的作用。
[0003]微波焊接是利用微波在材料中的介质损耗使陶瓷加热，产生极化和损耗，在一定的压力下完成焊接，由于微波焊接加热具有体积加热效应，加热速度快、加热均匀性好及选择性加热等优点，因此该焊接技术具有升温速度快、焊接强度高、能耗低的优点。由于升温速度快，陶瓷内部的晶粒不会过分变大，晶界相元素的分布也更加均匀，因此焊接部分可以均匀连接，从而保证材料的优良性能。
[0004]陶瓷焊接过程中均匀性加热这一环节作为重要和关键，是保证大尺寸陶瓷件和复杂形状陶瓷件均匀烧结的重要前提，加热均匀性的良好是焊接强度的保证，非均匀加热现象存在于微波加热烧结过程中，严重时，会产生极大的残余应力，从而导致陶瓷件的开裂。主要原因可分为以下几类：(1)微波场分布不均匀，近似均匀区域也极小，导致内部存在一定的应力影响焊接强度；(2)微波特有的加热现象，如热点、热失控、选择加热；(3)焊接材料自身存在的问题，如热导率低、尺寸过大、热膨胀系数大、结构复杂等；(4)焊接材料的焊接尺寸问题，目前微波焊接腔体的微波场的均匀区域不大；焊接强度有待提高，对焊料的选取，节点损耗及与基质材料的匹配性有待提高；焊接材料的焊接尺寸问题，目前微波焊接腔体的微波场的均匀区域不大；焊接强度有待提高，对焊料的选择区，节点损耗以及基质材料的匹配性有待提高，焊接材料的种类有待丰富，目前所采用的焊接材料一般为结构陶瓷，用途较为单一。因此，针对以上问题，提供一种微波聚焦法陶瓷焊接装置、方法具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种微波聚焦法陶瓷焊接装置、方法，解决了以上问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置，包括顶部为开口的盒状的单模谐振腔、活动安装于单模谐振腔上部且能够实现气密封的盖板；
[0008]所述单模谐振腔一侧部设置有微波功率输入口，相对的另一侧部安装有与单模谐振腔内部金属移动块相连的可调活塞结构；所述金属移动块通过可调活塞结构于单模谐振腔内微调移动，且相对于微波功率输入口方向的侧面为能够将微波反射后聚焦于一点的凹面形的金属反射面，所述可调活塞结构与单模谐振腔之间为气密封结构；
[0009]所述单模谐振腔另两相对侧部对称安装有能够对单模谐振腔内待微波焊接陶瓷进行加压的加压机构，所述加压机构采用加压杆伸入至单模谐振腔内，且端部设置有能够待微波焊接陶瓷抵触并进行加压的触头，使被加压夹持后的待微波焊接陶瓷位置位于经微波反射后聚焦点的范围，所述加压机构与单模谐振腔之间为气密封结构；
[0010]所述单模谐振腔的侧部开设有抽真空口。
[0011]进一步地，所述金属反射面、与金属反射面相对的单模谐振腔侧壁以及两侧侧壁之间形成微波聚焦陶瓷焊接腔室，所述加压机构对称设置于微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上，且该两侧壁上。
[0012]进一步地，所述微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上贴付有吸波材料层。
[0013]进一步地，所述加压机构包括与微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上设置的第一法兰套的中心孔套接且气密配合的第二法兰套、与第二法兰套进行法兰连接且具有同轴心结构的第三法兰套，加压杆后端设置有与第二法兰套以及第三法兰套的中心轴孔气密配合的加压调节杆。
[0014]其中，所述第三法兰套的外周侧设置有旋转调节用的螺纹，用于调节控制第二法兰套与第一法兰套的中心孔的气密性；所述加压调节杆端部安装有加压装置。
[0015]进一步地，所述可调活塞结构包括与单模谐振腔侧壁开设的开口孔相对应且固定安装的开口孔型的第一安装板、安装于第一安装板侧部且内设有滑动孔的滑动腔、安装于滑动腔内且与滑动孔气密滑动相配合的活塞杆、安装于活塞杆外端部的螺帽；所述活塞杆内端部与金属移动块后部的连接盲孔固定相连。
[0016]进一步地，所述盖板上安装有垂直卡扣，所述单模谐振腔侧部安装有与垂直卡扣相配合使盖板与单模谐振腔实现气密封的卡扣座。
[0017]进一步地，所述微波功率输入口位置安装有供微波输入装置进行气密封连接的开口孔型的第二安装板。
[0018]一种微波聚焦法陶瓷焊接方法，包括如下步骤：
[0019]S01、打开单模谐振腔的盖板，将待微波焊接陶瓷材料放于微波聚焦陶瓷焊接腔室内，调整待微波焊接陶瓷材料的位置，随后关闭盖板，确保单模谐振腔内部气密封；
[0020]S02、将单模谐振腔内部待微波焊接陶瓷材料通过加压机构的加压动作，并进行抽真空处理，使待微波焊接陶瓷材料紧密贴合在一起；
[0021]S03、采用微波电源作为供微波输入装置向单模谐振腔内导入微波能量，通过可调活塞结构调整金属反射面位置，使微波能量聚集于焊接区块上，开始进行微波焊接；
[0022]S04、焊接完成后，待自然冷却后打开盖板，取出微波焊接陶瓷材料，完成焊接。
[0023]本专利技术相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0024]1、本专利技术的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置采用矩形谐振腔，结构简单、易于控制、电场和温度分布较为均匀，运行稳定，能够改善微波场分布不均匀产生应力的问题；
[0025]2、根据陶瓷在微波聚焦方式的作用下升温特点，通过功率补偿系统来调节输入功率，抑制热失控，从而降低由于材料尺寸引起的由材料中心到表面的径向温度梯度；
[0026]3、在焊接时，减小中层的厚度和焊接材料晶粒尺寸，可以提高接头强度；
[0027]4、在焊接过程中，利用微波聚焦方式改进微波场的分布，提高焊接区域的热均匀性，从而提高材料的焊接尺寸，增加焊接材料的种类，使微波焊接技术在工业领域的运用更
加广泛；
[0028]5、本专利技术的焊接装置采用椭球曲面的聚焦反射面对微波波束进行反射聚焦，克服了传统非聚焦装置对微波源功率的需求高及造价成本高等不足，由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，特有的聚焦特性减少了装置对微波源功率的需求，实现了陶瓷焊接装置的焊接强度及产品的生产良率。
[0029]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波聚焦法陶瓷焊接装置，包括顶部为开口的盒状的单模谐振腔(1)、活动安装于单模谐振腔(1)上部且能够实现气密封的盖板(2)，其特征在于：所述单模谐振腔(1)一侧部设置有微波功率输入口(105)，相对的另一侧部安装有与单模谐振腔(1)内部金属移动块(3)相连的可调活塞结构(5)；所述金属移动块(3)通过可调活塞结构(5)于单模谐振腔(1)内微调移动，且相对于微波功率输入口(105)方向的侧面为能够将微波反射后聚焦于一点的凹面形的金属反射面(301)，所述可调活塞结构(5)与单模谐振腔(1)之间为气密封结构；所述单模谐振腔(1)另两相对侧部对称安装有能够对单模谐振腔(1)内待微波焊接陶瓷进行加压的加压机构(6)，所述加压机构(6)采用加压杆(603)伸入至单模谐振腔(1)内，且端部设置有能够待微波焊接陶瓷抵触并进行加压的触头(602)，使被加压夹持后的待微波焊接陶瓷位置位于经微波反射后聚焦点的范围，所述加压机构(6)与单模谐振腔(1)之间为气密封结构；所述单模谐振腔(1)的侧部开设有抽真空口(101)。2.根据权利要求1所述的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置，其特征在于，所述金属反射面(301)、与金属反射面(301)相对的单模谐振腔(1)侧壁以及两侧侧壁之间形成微波聚焦陶瓷焊接腔室，所述加压机构(6)对称设置于微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上，且该两侧壁上。3.根据权利要求2所述的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置，其特征在于，所述微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上贴付有吸波材料层(103)。4.根据权利要求2所述的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置，其特征在于，所述加压机构(6)包括与微波聚焦陶瓷焊接腔室的两侧壁上设置的第一法兰套(104)的中心孔(1041)套接且气密配合的第二法兰套(604)、与第二法兰套(604)进行法兰连接且具有同轴心结构的第三法兰套(605)，加压杆(603)后端设置有与第二法兰套(604)以及第三法兰套(605)的中心轴孔气密配合的加压调节杆(601)。5.根据权利要求4所述的一种微波聚焦法陶瓷焊接装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德才，洪靖为，黄影，
申请(专利权)人：上海财盈半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：