铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接工艺技术领域，特别是涉及一种铝合金薄水道盖板与厚真空腔体 水道焊接工艺。适用于涉及IC装备（生产半导体器件、集成电路芯片和平板显示器的专用 生产设备）制造业铝合金真空腔体水道焊接技术，是铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道 进行焊接的专业技术。
【背景技术】
[0002] 铝合金真空腔体密封水道焊接，有其特别的重要性。铝合金焊接本身就因为其特 殊的物理性能，焊缝容易出现气孔，裂纹等缺陷。铝合金真空腔密封水道的焊接更加增添了 焊接的难度，铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，因 盖板很薄，施焊时因温度过高无法察觉而导致焊穿或板材变形，又因为腔体较厚，如果电流 过小，母材不熔化，无法焊接成型密封水道。腔体上分布的水道直拐角多，施焊难度大，需要 多种位置进行焊接，并且保证不能产生缩孔，裂纹等缺陷。铝焊接熔池凝固时容易产生缩 孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。薄板与厚板搭接，不等角焊缝，薄板极容易焊穿。加热 与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。焊后进行水压测试， 120PSIG (镑/平方英寸）下保压Ih不能泄露，因此，铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道 进行焊接的焊接难度较大，因此焊接工艺是非常重要的。
【发明内容】
[0003] 针对上述存在的技术问题，为了解决IC装备铝合金真空腔体水道焊接成功率低 的问题，铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道进行焊接，为铝合金薄水道盖板与厚腔体焊 接成功焊接提供参考。运用通用的焊接设备，通过调整焊接工艺参数，得到良好的焊接效 果，解决铝合金真空腔体水道焊接困难的问题。本发明的目的是提供一种铝合金薄水道盖 板与厚真空腔体水道焊接工艺。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
[0005] 本发明一种铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，包括如下步骤：
[0006] (1)气体保护焊前进行如下处理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口两侧30~50mm 两侧范围内的污物，将水道盖板、真空腔体预热180~240°C，保证预热温度均匀；
[0007] (2)气体保护焊的焊接过程中：焊接线能量控制在20~25kJ/cm ;
[0008] (3)气体保护焊的焊后进行如下处理：焊接收尾时，填满弧坑，延迟保护气时间， 焊后进行渗透检测。
[0009] 进一步地，所述第（2)步骤中气体保护焊是采用钨极惰性气体保护焊接的
[0010] 全过程。
[0011] 进一步地，所述第（3)步骤中气体保护焊的焊后处理中，延迟保护气时间5-10S。
[0012] 进一步地，所述水道盖板为2~4mm厚的错合金盖板，真空腔水道为30~50mmmm 壁厚的铝合金水道。
[0013] 进一步地，所述的焊丝为ER5356,直径：Φ I. 2mm，焊接过程工艺参数为：焊接电流 230~240A ;焊接电压：17~18V ;保护气体：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;钨 极为镧钨极；钨极直径：Φ3. Omm ;气体流量：10~12L/min。
[0014] 进一步地，所述焊接过程中的焊逢为不等角焊缝。
[0015] 进一步地，所述焊接过程中的环境温度控制在5 °C以上，湿度控制在50 %~ 100%〇
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017] 1.本发明采用焊前预热方法，使盖板和腔体均匀受热，有效控制焊接变形。
[0018] 2.本发明采用丙酮进行焊前清洁处理，降低焊道冷却速度，使氢充分溢出，环境湿 度控制在50%以下，有效控制焊接气孔。
[0019] 3.本发明采用以下焊接参数，包括焊接电流230~240A，焊接电压17~18V，保护 气体99. 99%氩气，焊接速度150~180mm/min，镧钨极，钨极直径Φ 3. 0mm，气体流量10~ 12L/min。工艺有效保证焊道的密封性，并通过渗透检测，且在120PSIG(镑/平方英寸）压 力下保压lh。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明铝合金腔体示意图。
[0021] 图2为本发明焊缝焊接示意图。
[0022] 图3为本发明铝合金腔体水道示意图。
[0023] 图中：1·水道，2.盖板，3.腔体，4.焊缝。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
[0025] 实施例：本发明铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，包括如下步骤：
[0026] (1)气体保护焊前进行如下处理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口两侧30~50mm 范围内的污物，焊丝用不锈钢钢丝刷擦拭，将水道盖板、真空腔体预热180~240°C，保证预 热温度均匀，有利于气孔充分溢出；
[0027] (2)气体保护焊的焊接过程中：控制线能量输入，焊接线能量控制在20~25kJ/ cm，避免烧穿；避免在拐角处起弧、收弧；尽量保持对称施焊，控制水道变形；环境温度控制 在16~25°C以上，湿度控制在20%~60%，控制气孔产生；其中焊接过程工艺参数为：
[0028] 所述的焊丝为ER5356(SAlmg-5)，直径：Φ I. 2mm，焊接过程工艺参数为：焊接电流 230~240A ;焊接电压：17~18V ;保护气体：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;钨 极为镧钨极；钨极直径：Φ3. Omm ;气体流量：10~12L/min ;
[0029] 所述水道盖板为2~4mm厚的错合金盖板，通过机械加工0.1 mm下陷组装定位；真 空腔水道为30~50mmmm壁厚的铝合金水道。所述焊接过程中的焊逢为不等角焊缝；
[0030] (3)气体保护焊的焊后进行如下处理：焊接收尾时，填满弧坑，延迟保护气时间， 焊后进行渗透检测。
[0031] 所述第（2)步骤中气体保护焊是采用钨极惰性气体保护焊接的全过程。
[0032] 所述第（3)步骤中气体保护焊的焊后处理中，延迟5-10s保护气时间。
[0033] 所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道进行焊接的焊接工艺，按重量百分比 计，其 ER5356(SAlmg-5)焊丝的化学成分如下：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] 所述渗透检测，包括如下步骤：
[0035] (1)100% 目视检测；
[0036] (2) 100 % 渗透检测；
[0037] (3)水压测试，120PSIG，保压 lh。
[0038] 本发明焊接工艺的评定：
[0039] 无极惰性气体保护焊（TIG)采用ER5356 (SAlmg-5)、Φ 2. Omm焊丝，试件板厚12mm 的双面V形60 °坡口，间隙3mm，钝边2mm的对接。
[0040] 试板焊后按JB/T2651-2008和JB/T2653-2008规定焊接接头拉伸及弯曲试验方 法制备试样、测定性能，确认试验记录正确。焊接材料工艺评定机械性能试验结果见表1。
[0041] 表1 6061错合金焊接工艺评定机械性能试验结果
[0042]
【主权项】
1. 一种铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤： (1) 气体保护焊前进行如下处理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口两侧30~50mm两侧 范围内的污物，将水道盖板、真空腔体预热180~240°C，保证预热温度均匀； (2) 气体保护焊的焊接过程中：焊接线能量控制在20~25kJ/cm ; (3) 气体保护焊的焊后进行如下处理：焊接收尾时，填满弧坑，延迟保护气时间，焊后 进行渗透检测。
2. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述第（2)步骤中气体保护焊是采用钨极惰性气体保护焊接的全过程。
3. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述第（3)步骤中气体保护焊的焊后处理中，延迟保护气时间5-10s。
4. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述水道盖板为2~4mm厚的铝合金盖板，真空腔水道为30~50mmmm壁厚的铝合金水道。
5. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述的焊丝为ER5356,直径：<i> 1. 2mm，焊接过程工艺参数为：焊接电流230~240A ;焊接电 压：17~18V ;保护气体：Ar，99. 99% ;焊接速度：150~180mm/min ;钨极为镧钨极；钨极直 径：巾3. 0mm ;气体流量：10~12L/min。
6. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述焊接过程中的焊逢为不等角焊缝。
7. 如权利要求1所述铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，其特征在于：所 述焊接过程中的环境温度控制在16~25°C以上，湿度控制在20%~60%。
【专利摘要】一种铝合金薄水道盖板与厚真空腔体水道焊接工艺，属于焊接工艺技术领域。包括如下步骤：(1)气体保护焊前进行如下处理：用丙酮清理焊件坡口及距坡口两侧30～50mm两侧范围内的污物，将水道盖板、真空腔体预热180～240℃，保证预热温度均匀；(2)气体保护焊的焊接过程中：焊接线能量控制在20～25kJ/cm；(3)气体保护焊的焊后进行如下处理：焊接收尾时，填满弧坑，延迟保护气时间，焊后进行渗透检测。本发明可以降低焊道冷却速度，使氢充分溢出，有效控制焊接气孔。焊前预热，使盖板和腔体均匀受热，有效控制焊接变形。
【IPC分类】B23K9-23, B23K9-167, B23K103-10, B23K9-235
【公开号】CN104625349
【申请号】CN201410809825
【发明人】李文明, 谯永鹏, 唐伟东, 张军, 岳俊华
【申请人】沈阳富创精密设备有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月19日