工艺技术_微波管总成工艺课件

第四章微波管总成工艺 总成 把微波管所有零部件组装起来 经过排气以及各种处理 测试 最终成为合格产品的过程 简单地说 就是把零件变成成品管的过程 微波管的总成工艺一般包括装配 排气 调试 老练 测试步骤 4 1微波管的装配 装配 根据零件材料 形状 结构不同采用各种连接 按照设计图纸将各零部件连接起来 组装成一个微波冷测性能合格 整体气密不漏气的排气前整管 装配包括 装架 冷测 焊接 检漏几个工序 装架 固定了管内各种零部件的相对位置 确定了电极间的尺寸 因而决定了微波管的性能 因此有严格的要求 冷测 管内阴极无电子发射 各电极不加工作电压的情况下 由外界输送信号来测定微波管及零部件的冷态电参量的一种测试方法 冷测参量能大致地反映管子在工作状态下的某些电性能 检验管体结构的装配和设计是否合理 以便进行必要的调整 冷测是微波管制造中的重要关键工序之一 高频系统的冷态参量 磁控管 振荡频率 调频范围 腔体损耗和反射系数等 行波管 慢波结构的色散特性 输入输出的反射 衰减器反射等 高频系统的装配必须建立在冷测控制参量合格的基础上 焊接 利用各种连接方法 将装架好的零部件连接起来 通常采用氢炉钎焊 高频集中焊 氩弧焊 检漏 对气密性焊接进行检查 是否焊接牢固 密封是否良好 防止不合格的零部件流入下工序 尤其是多级焊接的零部件 零部件在上述几个工序按一定的顺序 工艺流程 流动 最后装配出冷测参数合格的待排气整管 4 1 1微波管装配的一般要求 1 严格按照设计图纸进行装配 a 各零部件的相对位置应符合设计图纸 不能装错 遗漏 尤其不要遗忘装焊料或者用错焊料 b 电极间距离 零件之间的相对尺寸应在允许的公差范围内 不仅要靠零件本身的结构形状和尺寸精度来保证 也要靠工模夹具来保证 c 零件不应发生变形 电极的变形要到排气加热 烘烤或工作温度下 内应力消除才产生变形 所以不能使用过大的外力强行装配 必要时可以对不影响微波管性能的一些装配面进行一些轻微修整 以利装配 2 固定和连接必须可靠 3 严格遵守真空卫生要求 4 必须严格进行检验 a 冷测参量检查 b 电极间相对尺寸和外形检验 c 连接牢固可靠检验 4 1 2微波管装配的特点 微波管的工作频率高 电子枪 高频结构对尺寸精度的敏感性特别高 随频率升高而增高 因此微波管的装配要求比其它真空电子器件更高 更严格 a 微波管零件的连接大量采用钎焊 很多零部件需经过多次焊接 焊缝结构设计 多级焊料的选择 焊料形状 规格 位置和量 至关重要 b 普遍使用高精度模夹具 c 装配过程必须与测量 检漏和检验相结合 高频性能 气密性能检验 d 除了个别管型 都是单件手工操作生产 人员高要求 专业化 4 1 2微波管装配的特点 e 在装入阴极组件后 为避免阴极组件受高温影响 皆采用局部加热焊接 大电流焊接 氩弧焊 高频焊集中焊 电子束焊 f 总装完成后应检查气密性 电气性能 电极之间绝缘性 灯丝阻值 附带钛泵 吸气剂绝缘等等 只有一切合格后才可以转入下一道工序 排气 4 2排气设备和真空泵 构成 真空抽气系统 真空测量装置 加热去气设备 电源及控制机构等 微波管的排气台 根据烘箱的种类分为 普通排气台 单真空排气台 双真空排气台 根据所能达到的真空度可分为高真空排气台超高真空排气台 一 真空系统 真空系统是排气台的核心部分 器件内部的空气依赖真空系统抽走并达到一定真空度 真空系统由真空泵 连接管道 真空阀门以及辅助装置等组成 超高真空排气台真空系统示意图 1 对真空系统的要求 a 真空度要求应满足器件对真空度的要求 极限真空度 器件无漏气 放气时所能达到的真空 工作真空度 器件进行真空处理时所能维持的真空 系统的极限真空主要取决于真空泵的极限真空度 真空系统的密封性和去气的彻底 b 抽气速率 抽气速率 被抽器件中所获得的抽速 系统应该具有所需要的抽气速率 抽速的大小决定了器件排气的时间 提高抽速就可以缩短排气时间 提高劳动生产率 微波管在排气中会放出大量气体 也必须有足够的抽速及时把零件放出的气体排走 减少其它零件再次吸附气体和引起阴极中毒的可能 系统的抽速取决于真空泵的抽速 连接管道和真空阀门等零件的导通能力 c 真空系统结构 真空系统应该结构简单 可靠 尽可能操作维护方便 希望噪音低 无污染 成本低 2 真空度单位与真空区域的划分 理想的真空是不存在的 真空 泛指低于一个标准大气压的气体状态 即所谓稀薄的气体 真空度 对气体稀薄程度的一个客观量度 对应的物理量是每单位体积中的分子数 实际采用真空内气体压强来度量 压强越低 真空度越高 反之压强越高 真空度越低 a 真空度单位 早期用毫米汞柱乇 Torr 作为气压的单位1标准大气压 760毫米汞柱 mmHg 760乇 Torr 现在采用国际标准单位帕 Pa 作为气压单位1标准大气压 1 013 105帕 牛顿 米2 1乇 1毫米汞柱 133 322帕 Pa b 真空区域的划分 气体真空程度用真空度大小来划分成若干真空区域 也可用某一压强下气体分子之间碰撞频率与气体分子与固体表面 器壁 碰撞的频率来描述 即用气体分子平均自由程长度与真空容器的主要尺寸之比来描述 即一个气体分子连续两次与其它分子碰撞所行进的距离 其中d为分子直径 P为压强 T为气体温度 k为玻耳兹曼常数 D为真空容器与气体分子自由运动关系最密切的尺寸 我国真空区域划分为 粗真空低真空高真空超高真空极高真空 一般电真空器件管内真空度如下 白炽灯泡10 2 10 3帕高功率微波管10 5 10 7帕 25 空气当真空度6 7 10 4帕 1000厘米 10米 当真空度1 33 10 5帕 5000厘米 50米 可见此时自由程已经远远大于器件的尺寸 这时气体分子相互之间的碰撞已经可以忽略 而是以与器件壁碰撞为主 二 去气设备 电源以及控制装置 1 去气设备为了彻底去除器件内壁所吸附的气体 电真空器件都采用加热烘烤的方法来去气 另外 真空系统的管道等也只有经过烘烤才能使系统的真空度达到额定极限真空值 烘烤去气设备也是排气台必要的组成部分 烘烤去气 烘箱加热 高频加热 石墨电极加热 燃烧煤气加热 最常用的加热方式是烘箱加热 烘箱的种类很多 以电阻加热最为普遍 结构形式 立式的 卧式的 开合式的 开启方式 上下移动 用铰链开闭 加热器安装位置 内热式烘箱 外热式烘箱 使用最多的是外热式双真空立式钟罩排气台 2 电源 真空系统 各种真空泵电源 真空阀门控制电源 管道烘烤电源 真空计电源 加热系统 烘箱运动 烘箱加热及控制 冷却系统电源 阴极处理 灯丝电源 阳极高压电源 其它 记录检测仪器 控制装置电源 3