CN104475977A - 一种ic装备超大型铝合金腔体的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种IC装备铝合金腔体的焊接方法，具体涉及一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法。本发明的技术方案为：该焊接方法中，所述超大型铝合金腔体厚度≥300mm且腔体壁厚≥15mm，所述方法采用铝合金拉伸板作为腔体焊接原料，所述铝合金拉伸板上设置起弧板和收弧板，采用T型或L型定位方式对焊缝进行定位，采用激光-电弧复合焊接方法进行焊接，采用闭环控制方法对焊接参数进行实时调整，焊接完成后采用机械加工方法切削掉所述起弧板和收弧板。本发明的焊接方法，腔体焊接原料上设置起弧板和收弧板，焊接时在起弧板上起弧，在收弧板上收弧，焊接后将起弧板和收弧板加工去掉，使IC装备超大型铝合金腔体达到材质一致的要求。

Description

一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种IC装备铝合金腔体的焊接方法，具体涉及一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法。

背景技术

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)领域的铝合金腔体零件的发展具有巨大化的趋势，而其中壁厚超过15mm且厚度超过300mm的超大型铝合金腔体，通过现有的机械切削、电子束焊接、搅拌摩擦焊接及锻造加工等技术制备非常困难，300mm厚度的铝合金腔体零件逐渐成为瓶颈技术。机械切削方法，可以对拉伸板材进行掏空，但是造成原材料浪费严重，而且耗费工时；电子束焊接由于其真空的限制，对尺寸过大的零件焊接存在巨大困难；搅拌摩擦焊因其技术限制，无法完成角焊缝形式的过渡焊接工艺；由于IC装备铝合金腔体零件的特殊要求，需要零件制造后续工艺中进行阳极氧化处理，一般采用材质均匀性较高的进口锻造铝合金作为原材料，而超过300mm的锻造铝合金往往因为锻造技术限制，无法达到材质一致的要求。

由于IC装备行业的特殊性，对零部件焊缝质量要求极高，要求焊缝与母材的材质一致性较高，而铝合金具有常温常压下极易氧化的物理性能，因此铝合金的焊接具有难度；潮湿环境下易产生焊缝气孔，易形成热裂纹，热导率和比热容大，以及对光、热反射能力强等，需要大功率焊接电源。因此，激光-电弧复合焊，属于高能束焊接方法之一，能完成15mm以上铝合金的高质量焊缝的工艺技术，是解决制备壁厚超过15mm且厚度超过300mm的超大型铝合金腔体的优良技术方法。

超大型铝合金腔体的激光-电弧复合焊工艺技术，焊缝的焊接过程分为起弧—焊接—收弧，起弧时因热量不够，常会形成焊缝狭窄、部分未熔合的焊接缺陷，未熔合存在于焊缝根部，及焊缝与母材的交界处，未熔合使局部强度大幅下降。在焊接过程中底熔点的元素由于良好的流动性不断的流向焊缝末端，最后集中在收弧的熔池中心，使收弧处底熔点的元素比例远高于焊缝的其他部位，底熔点的元素包括硫、磷、氧化物这些物质强度底，组织疏松，在焊接过程产生的焊接收缩应力的作用下，这些地方很容易产生细小裂纹。焊缝的起弧处及收弧处会存在焊接缺陷及细小裂纹。

发明内容

本发明提供一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，腔体焊接原料上设置起弧板和收弧板，焊接时在起弧板上起弧，在收弧板上收弧，焊接后将起弧板和收弧板加工去掉，使IC装备超大型铝合金腔体达到材质一致的要求。

本发明的技术方案如下：

一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，所述超大型铝合金腔体厚度≥300mm且腔体壁厚≥15mm，所述方法采用铝合金拉伸板作为腔体焊接原料，所述铝合金拉伸板上设置起弧板和收弧板，采用T型或L型定位方式对焊缝进行定位，采用激光-电弧复合焊接方法进行焊接，采用闭环控制方法对焊接参数进行实时调整，焊接完成后采用机械加工方法切削掉所述起弧板和收弧板。

所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其优选方案为，所述方法进行焊前处理，用丙酮清理焊件焊缝及距焊缝两侧30～50mm两侧范围内的污物。

所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其优选方案为，所述激光-电弧复合焊接方法中，激光与电弧为同轴或旁轴设置。

所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其优选方案为，所述激光-电弧复合焊接方法中，激光采用2KW以上的光纤激光器。

所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其优选方案为，所述激光-电弧复合焊接方法中，电弧为TIG焊、MIG焊或等离子弧焊。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的焊接方法，采用铝合金拉伸板作为腔体焊接原料，所述铝合金拉伸板上设置起弧板和收弧板，焊接时在起弧板上起弧，在收弧板上收弧，焊接后将起弧板和收弧板加工去掉，使IC装备超大型铝合金腔体达到材质一致的要求。

2、本发明采用丙酮进行焊前清洁处理，在激光-等离子弧复合焊接过程中，使氢充分溢出；焊接环境湿度控制在50％以下，有效控制焊接气孔的产生。

3、本发明的焊接方法节约原材料，节省工时，符合环保节能的趋势。

4、本发明的焊接方法采用闭环控制的方法，对焊接参数进行实时调整控制，使焊缝组织具有较高均匀性和一致性。

附图说明

图1为底板结构示意图；

图2为左侧板结构示意图；

图3为右侧板结构示意图；

图4为顶板结构示意图；

图5为后板结构示意图；

图6为前板结构示意图；

图7为焊接后的IC装备超大型铝合金腔体结构示意图。

具体实施方式

如图1～7所示，一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，采用激光-电弧复合焊接方法进行焊接，其中激光与电弧为同轴设置，激光采用2KW以上的光纤激光器，电弧为TIG焊；采用闭环控制方法对焊接参数进行实时调整；进行焊前处理，用丙酮清理焊件焊缝及距焊缝两侧30～50mm两侧范围内的污物。

IC装备超大型铝合金腔体尺寸为320mm*480mm*500mm，采用铝合金拉伸板作为所述IC装备超大型铝合金腔体焊接原料，包括底板1、左侧板2、右侧板3、顶板4、后板5和前板6，底板1、后板5和前板6壁厚为20mm，左侧板2、右侧板3和顶板4壁厚为15mm；

底板1上设置起弧板一11、收弧板一12、收弧板二13、收弧板三15和起收弧板一14，左侧板2上设置起弧板二21、起弧板三22和收弧板四23，右侧板3上设置起弧板四31、收弧板五32和收弧板六33，顶板4上设置起弧板五41和收弧板七42，后板5上设置起弧板六51、起弧板七53、起弧板八54和收弧板八52，前板6上设置起收弧板二61；

首先，将底板1与后板5采用T型定位方式对焊缝进行定位，在起弧板一11与起弧板六51结合处起弧，在收弧板一12与收弧板八52结合处收弧；

其次，将左侧板2与底板1及后板5采用T型定位方式对焊缝进行定位，在起弧板二21与起弧板七53结合处起弧，在收弧板二13与收弧板四23结合处收弧；

再次，将右侧板3与底板1及后板5采用T型定位方式对焊缝进行定位，在起弧板四31与起弧板八54结合处起弧，在收弧板五32与收弧板三15结合处收弧；

然后，采用机械加工方法，将起弧板一11、起弧板六51、收弧板一12、收弧板八52、起弧板二21、起弧板七53、收弧板二13、收弧板四23、起弧板四31、起弧板八54、收弧板五32和收弧板三15切削掉；

其后，将顶板4与左侧板2、右侧板3及后板5采用T型定位方式对焊缝进行定位，在起弧板五41与起弧板三22结合处起弧，在收弧板七42与收弧板六33结合处收弧；采用机械加工方法，将起弧板五41、起弧板三22、收弧板七42和收弧板六33切削掉；

再后，将前板6与顶板4、左侧板2、右侧板3及底板1采用L型定位方式对焊缝进行定位，在起收弧板一14与起收弧板二61结合处起弧，焊接后在起收弧板一14与起收弧板二61结合处收弧；采用机械加工方法，将起收弧板一14与起收弧板二61切削掉。

Claims (5)

1.一种IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其特征在于，所述超大型铝合金腔体厚度≥300mm且腔体壁厚≥15mm，所述方法采用铝合金拉伸板作为腔体焊接原料，所述铝合金拉伸板上设置起弧板和收弧板，采用T型或L型定位方式对焊缝进行定位，采用激光-电弧复合焊接方法进行焊接，采用闭环控制方法对焊接参数进行实时调整，焊接完成后采用机械加工方法切削掉所述起弧板和收弧板。

2.根据权利要求1所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其特征在于，所述方法进行焊前处理，用丙酮清理焊件焊缝及距焊缝两侧30～50mm两侧范围内的污物。

3.根据权利要求1所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其特征在于，所述激光-电弧复合焊接方法中，激光与电弧为同轴或旁轴设置。

4.根据权利要求1所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其特征在于，所述激光-电弧复合焊接方法中，激光采用2KW以上的光纤激光器。

5.根据权利要求1所述的IC装备超大型铝合金腔体的焊接方法，其特征在于，所述激光-电弧复合焊接方法中，电弧为TIG焊、MIG焊或等离子弧焊。