阅读说明：本技术 一种钍钨热丝引脚钎焊方法 (Thorium-tungsten hot wire pin brazing method ) 是由 王鹏康 沈旭东 赵艳珩 刘鲁伟 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种钍钨热丝,包括热丝,所述热丝绕制成单螺旋形状,单螺旋热丝可以进一步加工成双螺旋形或盘香形,所述热丝的两端设有热丝引脚,两端所述热丝引脚引线的一端深入到热丝螺旋线4～8圈的位置上,在所述热丝引脚与所述热丝的连接处通过钨钴焊料粉进行焊接,本发明还提供了一种钍钨热丝引脚钎焊方法,包括a：钨钴焊料粉的配置；b：热丝引脚及热丝净化处理；c：热丝引脚与热丝组装；d：钨钴焊料粉的涂覆；e：氢炉焊接；f：钎焊质量检测；本发明提供的钍钨热丝引脚钎焊方法具有工艺重复性和一致性高,可操作性强和可靠性高的的特点,通过该方法制备的热丝,可提高热丝的抗震能力,同时可缩短电子源启动时间,提高加热效率。(The invention provides a thorium tungsten hot wire, which comprises a hot wire, wherein the hot wire is wound into a single spiral shape, the single spiral hot wire can be further processed into a double spiral shape or a incense coil shape, hot wire pins are arranged at two ends of the hot wire, one ends of leads of the hot wire pins at the two ends penetrate into the position of 4-8 circles of the hot wire spiral line, and tungsten-cobalt solder powder is used for welding at the connecting part of the hot wire pins and the hot wire, and the invention also provides a thorium tungsten hot wire pin brazing method which comprises the following steps: preparing tungsten cobalt solder powder; b: purifying the hot wire pins and the hot wires; c: assembling the hot wire pin with the hot wire; d: coating tungsten cobalt solder powder; e: welding a hydrogen furnace; f: detecting the brazing quality; the thorium tungsten hot wire pin brazing method provided by the invention has the characteristics of high process repeatability and consistency, strong operability and high reliability, and the hot wire prepared by the method can improve the shock resistance of the hot wire, shorten the starting time of an electron source and improve the heating efficiency.)

一种钍钨热丝引脚钎焊方法

技术领域

本发明涉及热丝引脚钎焊加工技术领域，尤其涉及一种钍钨热丝引脚钎焊方法。

背景技术

真空器件中的电子源，通常采用的是热阴极，热阴极可分为直热式和间热式。无论那种都需要一个核心的部件----“热丝”，热丝作为热阴极的热源，其结构和性能直接关系到器件的性能、寿命和可靠性。目前，本研究所研究一种应用于离子推进器的电子源，使用钍钨丝作为直热式阴极。该器件要求抗震和抗冲击性能级别非常高，按照传统的钍钨丝热丝引脚采用大电流点焊的方式固定，在使用的过程中经常出现钍钨丝在热丝引脚的位置出现断裂，导致器件报废。经问题分析，原因在于采用大电流点焊的方式固定，出现点焊位置氧化严重、接触电阻大的缺陷，器件工作时引起钍钨丝热丝引脚位置温度过高，抗震能力下降的问题出现。

发明内容

本发明提供了一种一种钍钨热丝引脚钎焊方法，用以解决背景技术中提到的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种钍钨热丝，包括热丝，所述热丝绕制成单螺旋形状，单螺旋热丝可以进一步加工成双螺旋形或盘香形，所述热丝的两端设有热丝引脚，两端所述热丝引脚引线的一端深入到热丝螺旋线4～8圈的位置上，在所述热丝引脚与所述热丝的连接处通过钨钴焊料粉进行焊接。

进一步的，所述钨钴焊料粉的制备方法：根据实际用量，按照重量配比2:7的比例进行分别称取钨粉和钴粉，并放置于玛瑙研钵中，用碾槌搅拌混合物50～60分钟，直至钨粉和钴粉充分混合，最后将混合粉料放置于称量瓶中待用

本发明还提供了一种钍钨热丝引脚钎焊方法，包括以下步骤：

a：钨钴焊料粉的配置：根据实际用量，按照重量配比2:7的比例进行分别称取钨粉和钴粉，并放置于玛瑙研钵中，用碾槌搅拌混合物50～60分钟，直至钨粉和钴粉充分混合，最后制得的钨钴焊料粉放置于称量瓶中待用；

b：热丝引脚及热丝净化处理：将剪切好的热丝引脚和绕制好的热丝使用有机溶剂三氯乙烯或者丙酮进行浸泡去油，去油后在氢气气氛中进行净化处理，净化处理工艺规范为温度在900℃～1100℃范围，保持3～10分钟即可；

c：热丝引脚与热丝组装：将步骤b净化好的热丝引脚引线设置于热丝的两端，引线的一端深入到热丝螺旋线4～8圈或者引线的一端深入到热丝螺旋线5～10mm的位置，适当的时候可以通过激光焊接的方式将引线和热丝进行预固定；

d：钨钴焊料粉的涂覆：将步骤a制取的钨钴焊料粉按照重量每100g添加15～30mL硝化棉溶液的比例配置涂覆用的焊料，将焊料充分搅拌调配成糊状，然后用毛笔将钨钴焊料刷涂于步骤c组装好的热丝引脚与热丝的连接处，涂覆结束后，在烘箱进行烘烤；

e：氢炉焊接：将步骤d涂覆好焊料的组件放入氢气气氛的焊接炉中进行钎焊；

f：钎焊质量检测：在显微镜下观测钎焊质量，焊料流淌均匀，热丝引脚与热丝的间隙充分的被焊料填充即可，从而完成钍钨热丝与热丝引脚的钎焊。

进一步的，所述步骤a中所述钨钴焊料粉熔化温度为1450℃～1500℃。

进一步的，所述步骤b中所述热丝可绕制成单螺旋形状，单螺旋热丝可以进一步加工成双螺旋形或盘香形，热丝的材料选用钍钨合金丝。

进一步的，所述步骤c中所述热丝引脚引线的材料选用钨、钼、钨钼、钨铼、钼铼等材料中的一种。

进一步的，所述步骤d中所述烘箱中烘烤的温度为80℃～100℃，烘烤的时间为10～20分钟。

进一步的，所述步骤e中钎焊的温度为1450℃～1500℃，钎焊的时间为1～2分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的钍钨热丝引脚钎焊方法具有工艺重复性和一致性高，可操作性强和可靠性高的的特点，通过该方法制备的热丝，可提高热丝的抗震能力，同时可缩短电子源启动时间，提高加热效率。

附图说明

图1为本发明焊接完成后的热丝引脚与热丝组件的结构示意图。

图中：1-热丝；2-热丝引脚；3-钨钴焊料粉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种钍钨热丝，包括热丝1，所述热丝1绕制成单螺旋形状，单螺旋热丝可以进一步加工成双螺旋形或盘香形，所述热丝1的两端设有热丝引脚2，两端所述热丝引脚2引线的一端深入到热1丝螺旋线4～8圈的位置上，在所述热丝引脚2与所述热丝1的连接处通过钨钴焊料粉3进行焊接。

其中，所述钨钴焊料粉3的制备方法：根据实际用量，按照重量配比2:7的比例进行分别称取钨粉和钴粉，并放置于玛瑙研钵中，用碾槌搅拌混合物50～60分钟，直至钨粉和钴粉充分混合，最后将混合粉料放置于称量瓶中待用

本发明还提供了一种钍钨热丝引脚钎焊方法，包括以下步骤：

a：钨钴焊料粉的配置：根据实际用量，按照重量配比2:7的比例进行分别称取钨粉和钴粉，并放置于玛瑙研钵中，用碾槌搅拌混合物50～60分钟，直至钨粉和钴粉充分混合，最后制得的钨钴焊料粉3放置于称量瓶中待用，其中，所述钨钴焊料粉熔化温度为1450℃～1500℃；

b：热丝引脚及热丝净化处理：将剪切好的热丝引脚2和绕制好的热丝1使用有机溶剂三氯乙烯或者丙酮进行浸泡去油，去油后在氢气气氛中进行净化处理，净化处理工艺规范为温度在900℃～1100℃范围，保持3～10分钟即可，其中，绕制好的热丝1可绕制成单螺旋形状，单螺旋热丝可以进一步加工成双螺旋形或盘香形，热丝1的材料选用钍钨合金丝，牌号WTh10或WTh15；

c：热丝引脚与热丝组装：将步骤b净化好的热丝引脚2引线设置于热丝1的两端，引线的一端深入到热丝1螺旋线4～8圈或者引线的一端深入到热丝1螺旋线5～10mm的位置，适当的时候可以通过激光焊接的方式将引线和热丝1进行预固定，其中所述热丝引脚2引线的材料选用钨、钼、钨钼、钨铼、钼铼等材料中的一种；

d：钨钴焊料粉的涂覆：将步骤a制取的钨钴焊料粉3按照重量每100g添加15～30mL硝化棉溶液的比例配置涂覆用的焊料，将焊料充分搅拌调配成糊状，然后用毛笔将钨钴焊料刷3涂于步骤c组装好的热丝引脚2与热丝1的连接处，涂覆结束后，在烘箱进行烘烤，烘箱中烘烤的温度为80℃～100℃，烘烤的时间为10～20分钟；

e：氢炉焊接：将步骤d涂覆好焊料的组件放入氢气气氛的焊接炉中进行钎焊，钎焊的温度为1450℃～1500℃，钎焊的时间为1～2分钟；

f：钎焊质量检测：在显微镜下观测钎焊质量，焊料流淌均匀，热丝引脚2与热丝1的间隙充分的被焊料填充即可，从而完成钍钨热丝与热丝引脚2的钎焊。

采用传统钍钨热丝，真空器件启动时间一般在3分钟，本发明可以将该时间缩减到2分钟。

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,给本行业的技术人员一个了解，本发明不受上述实施条例的限制，上述实施条例和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内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。