鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于焊接工藝技術領域，特別是涉及一種鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體 水道焊接工藝。適用于涉及IC裝備（生產半導體器件、集成電路芯片和平板顯示器的專用 生產設備）制造業鋁合金真空腔體水道焊接技術，是鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道 進行焊接的專業技術。
【背景技術】
[0002] 鋁合金真空腔體密封水道焊接，有其特別的重要性。鋁合金焊接本身就因為其特 殊的物理性能，焊縫容易出現氣孔，裂紋等缺陷。鋁合金真空腔密封水道的焊接更加增添了 焊接的難度，鋁合金從固態轉變為液態時，無明顯的顏色變化，所以不易判斷母材溫度，因 蓋板很薄，施焊時因溫度過高無法察覺而導致焊穿或板材變形，又因為腔體較厚，如果電流 過小，母材不熔化，無法焊接成型密封水道。腔體上分布的水道直拐角多，施焊難度大，需要 多種位置進行焊接，并且保證不能產生縮孔，裂紋等缺陷。鋁焊接熔池凝固時容易產生縮 孔、縮松、熱裂紋及較高的內應力。薄板與厚板搭接，不等角焊縫，薄板極容易焊穿。加熱 與冷卻過程中沒有相變，焊縫晶粒易粗大，不能通過相變來細化晶粒。焊后進行水壓測試， 120PSIG (鎊/平方英寸）下保壓Ih不能泄露，因此，鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道 進行焊接的焊接難度較大，因此焊接工藝是非常重要的。
【發明內容】
[0003] 針對上述存在的技術問題，為了解決IC裝備鋁合金真空腔體水道焊接成功率低 的問題，鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道進行焊接，為鋁合金薄水道蓋板與厚腔體焊 接成功焊接提供參考。運用通用的焊接設備，通過調整焊接工藝參數，得到良好的焊接效 果，解決鋁合金真空腔體水道焊接困難的問題。本發明的目的是提供一種鋁合金薄水道蓋 板與厚真空腔體水道焊接工藝。
[0004] 本發明的目的是通過如下技術方案實現的：
[0005] 本發明一種鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，包括如下步驟：
[0006] (1)氣體保護焊前進行如下處理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口兩側30~50mm 兩側范圍內的污物，將水道蓋板、真空腔體預熱180~240°C，保證預熱溫度均勻；
[0007] (2)氣體保護焊的焊接過程中：焊接線能量控制在20~25kJ/cm ;
[0008] (3)氣體保護焊的焊后進行如下處理：焊接收尾時，填滿弧坑，延遲保護氣時間， 焊后進行滲透檢測。
[0009] 進一步地，所述第（2)步驟中氣體保護焊是采用鎢極惰性氣體保護焊接的
[0010] 全過程。
[0011] 進一步地，所述第（3)步驟中氣體保護焊的焊后處理中，延遲保護氣時間5-10S。
[0012] 進一步地，所述水道蓋板為2~4mm厚的錯合金蓋板，真空腔水道為30~50mmmm 壁厚的鋁合金水道。
[0013] 進一步地，所述的焊絲為ER5356,直徑：Φ I. 2mm，焊接過程工藝參數為：焊接電流 230~240A ;焊接電壓：17~18V ;保護氣體：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;鎢 極為鑭鎢極；鎢極直徑：Φ3. Omm ;氣體流量：10~12L/min。
[0014] 進一步地，所述焊接過程中的焊逢為不等角焊縫。
[0015] 進一步地，所述焊接過程中的環境溫度控制在5 °C以上，濕度控制在50 %~ 100%〇
[0016] 本發明的有益效果是：
[0017] 1.本發明采用焊前預熱方法，使蓋板和腔體均勻受熱，有效控制焊接變形。
[0018] 2.本發明采用丙酮進行焊前清潔處理，降低焊道冷卻速度，使氫充分溢出，環境濕 度控制在50%以下，有效控制焊接氣孔。
[0019] 3.本發明采用以下焊接參數，包括焊接電流230~240A，焊接電壓17~18V，保護 氣體99. 99%氬氣，焊接速度150~180mm/min，鑭鎢極，鎢極直徑Φ 3. 0mm，氣體流量10~ 12L/min。工藝有效保證焊道的密封性，并通過滲透檢測，且在120PSIG(鎊/平方英寸）壓 力下保壓lh。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明鋁合金腔體示意圖。
[0021] 圖2為本發明焊縫焊接示意圖。
[0022] 圖3為本發明鋁合金腔體水道示意圖。
[0023] 圖中：1·水道，2.蓋板，3.腔體，4.焊縫。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細描述。
[0025] 實施例：本發明鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，包括如下步驟：
[0026] (1)氣體保護焊前進行如下處理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口兩側30~50mm 范圍內的污物，焊絲用不銹鋼鋼絲刷擦拭，將水道蓋板、真空腔體預熱180~240°C，保證預 熱溫度均勻，有利于氣孔充分溢出；
[0027] (2)氣體保護焊的焊接過程中：控制線能量輸入，焊接線能量控制在20~25kJ/ cm，避免燒穿；避免在拐角處起弧、收弧；盡量保持對稱施焊，控制水道變形；環境溫度控制 在16~25°C以上，濕度控制在20%~60%，控制氣孔產生；其中焊接過程工藝參數為：
[0028] 所述的焊絲為ER5356(SAlmg-5)，直徑：Φ I. 2mm，焊接過程工藝參數為：焊接電流 230~240A ;焊接電壓：17~18V ;保護氣體：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;鎢 極為鑭鎢極；鎢極直徑：Φ3. Omm ;氣體流量：10~12L/min ;
[0029] 所述水道蓋板為2~4mm厚的錯合金蓋板，通過機械加工0.1 mm下陷組裝定位；真 空腔水道為30~50mmmm壁厚的鋁合金水道。所述焊接過程中的焊逢為不等角焊縫；
[0030] (3)氣體保護焊的焊后進行如下處理：焊接收尾時，填滿弧坑，延遲保護氣時間， 焊后進行滲透檢測。
[0031] 所述第（2)步驟中氣體保護焊是采用鎢極惰性氣體保護焊接的全過程。
[0032] 所述第（3)步驟中氣體保護焊的焊后處理中，延遲5-10s保護氣時間。
[0033] 所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道進行焊接的焊接工藝，按重量百分比 計，其 ER5356(SAlmg-5)焊絲的化學成分如下：Mg :5 ;Cr :0· 10 ;(Fe+Si) :0· 3 ;Cu 彡 0· 05 ; Zn :0· 05 ;Mn :0· 15 ;Ti :0· I ;AL 余量。
[0034] 所述滲透檢測，包括如下步驟：
[0035] (1)100% 目視檢測；
[0036] (2) 100 % 滲透檢測；
[0037] (3)水壓測試，120PSIG，保壓 lh。
[0038] 本發明焊接工藝的評定：
[0039] 無極惰性氣體保護焊（TIG)采用ER5356 (SAlmg-5)、Φ 2. Omm焊絲，試件板厚12mm 的雙面V形60 °坡口，間隙3mm，鈍邊2mm的對接。
[0040] 試板焊后按JB/T2651-2008和JB/T2653-2008規定焊接接頭拉伸及彎曲試驗方 法制備試樣、測定性能，確認試驗記錄正確。焊接材料工藝評定機械性能試驗結果見表1。
[0041] 表1 6061錯合金焊接工藝評定機械性能試驗結果
[0042]
【主權項】
1. 一種鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：包括如下步驟： (1) 氣體保護焊前進行如下處理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口兩側30~50mm兩側 范圍內的污物，將水道蓋板、真空腔體預熱180~240°C，保證預熱溫度均勻； (2) 氣體保護焊的焊接過程中：焊接線能量控制在20~25kJ/cm ; (3) 氣體保護焊的焊后進行如下處理：焊接收尾時，填滿弧坑，延遲保護氣時間，焊后 進行滲透檢測。
2. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述第（2)步驟中氣體保護焊是采用鎢極惰性氣體保護焊接的全過程。
3. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述第（3)步驟中氣體保護焊的焊后處理中，延遲保護氣時間5-10s。
4. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述水道蓋板為2~4mm厚的鋁合金蓋板，真空腔水道為30~50mmmm壁厚的鋁合金水道。
5. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述的焊絲為ER5356,直徑：<i> 1. 2mm，焊接過程工藝參數為：焊接電流230~240A ;焊接電 壓：17~18V ;保護氣體：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;鎢極為鑭鎢極；鎢極直 徑：巾3. 0mm ;氣體流量：10~12L/min。
6. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述焊接過程中的焊逢為不等角焊縫。
7. 如權利要求1所述鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，其特征在于：所 述焊接過程中的環境溫度控制在16~25°C以上，濕度控制在20%~60%。
【專利摘要】一種鋁合金薄水道蓋板與厚真空腔體水道焊接工藝，屬于焊接工藝技術領域。包括如下步驟：(1)氣體保護焊前進行如下處理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口兩側30～50mm兩側范圍內的污物，將水道蓋板、真空腔體預熱180～240℃，保證預熱溫度均勻；(2)氣體保護焊的焊接過程中：焊接線能量控制在20～25kJ/cm；(3)氣體保護焊的焊后進行如下處理：焊接收尾時，填滿弧坑，延遲保護氣時間，焊后進行滲透檢測。本發明可以降低焊道冷卻速度，使氫充分溢出，有效控制焊接氣孔。焊前預熱，使蓋板和腔體均勻受熱，有效控制焊接變形。
【IPC分類】B23K9-23, B23K9-167, B23K103-10, B23K9-235
【公開號】CN104625349
【申請號】CN201410809825
【發明人】李文明, 譙永鵬, 唐偉東, 張軍, 岳俊華
【申請人】沈陽富創精密設備有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月19日