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    高精度真空釬焊爐焊接6061機載計算機機箱

    目前國內用于機載環境的各種軍用或民用計算機在抗惡劣性能方面已達到較高的水平,其機箱結構設計在抗惡劣環境中起著重要作用,尤其是全密封整體釬焊的機載計算機機箱的制造技術。國內在該項技術已有很大突破,特別是本文所闡述的整體機箱真空釬焊技術代替古老的鹽浴釬焊,提高并保證了機箱的加工精度和機械性能,該技術已在生產中推廣應用。為了保證整體機箱真空釬焊的焊接性能,在三方面進行突破研究,既焊接材料、工藝設備、工藝方法。一直以來國內機載機箱都采用LF21鋁錳系列防銹鋁,為了改進提高機載計算機機箱在惡劣環境下具有更良好的機械性能,目前國內相關研究機構成功地研制出6061(屬于鍛鋁系列)全密封整體真空釬焊的機載計算機機箱,其可焊性好、強度高、重量輕、性能價格遠遠優于LF21防銹鋁。為此,與之相匹配的新一代高精度高真空度釬焊設備也研制成功,通過材料、工藝、設備完美結合,使機載機箱技術達到了世界先進水平。

    1、6061整體機箱真空釬焊工藝
    1.1、釬焊前零件的表面準備
      主要是清除零件表面油污和氧化物,提高焊料表面流動性、填充性和鋪展性,保證機箱焊接表面氧化膜足夠薄。

    1.2、機箱零件的組裝和定位
      經過機加工的零件在釬焊前按圖紙進行組裝,焊料片在機箱組裝時夾緊在焊接零件的焊縫之間。對于結構不復雜的機箱用工藝螺釘和架子組裝定位,對于結構復雜的機箱用專用的夾具組裝定位,夾具的夾緊程度滿足零件膨脹與收縮要求,有些夾具設計成彈性加緊,夾具材料選用不銹鋼和耐熱合金鋼。

    1.3、組裝機箱在釬焊設備中的放置
      對于大尺寸機箱,在釬焊時放置方向很重要,由于在高溫下自重引起的熱變形使大平面機箱板產生翹曲,機箱焊接后有可能不能滿足平面度要求。另外對于較大尺寸的長焊縫,盡量采用水平放置,這樣焊料熔化時不易產生過流。

    1.4、釬焊工藝參數確定
    1.4.1、釬焊溫度的均勻性

      溫度均勻性在釬焊中起著重要的作用,在工作區域內溫度均勻有利于獲得焊料圓角光滑連續和牢固結合的釬焊接縫。如果溫度低于焊料熔點溫度釬料不能完全熔化;如果溫度高于焊料熔點溫度,焊料就會流失。6061 材料整體機箱真空釬焊所選用的焊料熔點溫度為577℃,而6061母材的固相線為582℃,母材固相線與焊料熔點溫度之差為5℃,即釬焊窗口窄,因此釬焊溫度必須嚴格控制,溫度均勻性指標為±3℃。

    1.4.2、釬焊真空度

      眾所周知,真空在釬焊中的作用有三種:保護、除氣、凈化。從理論上分析,真空度指標越高越好,通過實際試驗,工作真空度在6×10-3Pa就能滿足釬焊要求,焊縫經過檢測既不氧化也沒有空隙(氣泡)。

    1.4.3、其它參數確定

      為了提高機箱釬焊質量,提高生產效率,縮短生產周期,同時對真空泄漏、加熱時間、抽真空速率、和強制冷卻時間等指標也提出了要求。

      壓升率:0.3~0.67 Pa/h
      升溫速度:8℃/min
      強冷速度:20℃/min
      抽真空時間:真空度升到1.1×10- 3 Pa 時間小于15min

    1.5、焊接溫度工藝曲線
      圖1 是焊接6061整體機箱溫度工藝曲線之一,釬料牌號AlSiMg。

     

    2、高精度真空釬焊爐設計
      為了滿足6061整體機箱的釬焊工藝,我們在設備的結構設計,熱工設計,控溫方式,熱變形精度影響等方面都采取了一系列的措施,尤其是多面多區多控制技術的運用,使溫度均勻性能夠達到高精度控溫。釬焊設備的組成如圖2 所示,主要組成部分包括:強冷系統、水冷系統、爐體、爐膽、鎂捕集器、真空系統、電氣控制。

     

    圖2 釬焊爐結構簡圖

    2.1、主要技術指標
     。1)最高溫度:850℃
     。2)均溫區尺寸:900×700×600(mm)(長×寬×高)
     。3)極限真空度:≤2.0×10- 4 Pa
     。4)爐溫均勻性:±3℃
     。5)壓升率:0.2 Pa/h
     。6)充氮氣壓力:≤1.0×105 Pa
     。7)冷卻速度:≤25 min
     。◤600℃冷至100℃)
     。8)裝爐量:80 kg
     。9) 加熱功率:130 kW

      高精度真空釬焊爐焊接6061機載計算機機箱

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