CN103857492B - 产生少量金属粉尘的波纹管焊接用冷却环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波纹管焊接用冷却环，该焊接用冷却环用于制造波纹管，该波纹管包括多对隔膜，每对隔膜包括第一隔膜和与第一隔膜对置配置的第二隔膜。冷却环包括：含铜的圆弧形主体，配置成在与上述第一隔膜和上述第二隔膜中至少一个接触的状态下，使第一隔膜和第二隔膜彼此贴紧；以及镀金层，镀在上述主体上。上述镀金层包括从由镍和铬构成的集合中选择的至少一种。根据本发明，由于包括含铜的圆弧形主体和镀在上述主体上的镀金层，所以具有在焊接时不会产生高导电性的铜、铝、金、银等金属粉尘的效果。

Description

产生少量金属粉尘的波纹管焊接用冷却环

技术领域

本发明涉及一种波纹管焊接用冷却环，尤其涉及一种在焊接时不会产生高电导性金属铜、铝、金、银等的金属粉尘的波纹管焊接用冷却环。

背景技术

波纹管是能够保持内外部的气密性的同时可进行伸缩运动的皱纹管，是多用于真空装置、半导体制造设备、小型工业机器类、精密机械等上的部件。

图1示出了波纹管100的一个例子。一般来说，上述波纹管100是以在两端分别结合法兰1的状态下使用的。在将由第一隔膜10和与第一隔膜10对置配置的第二隔膜20成对的多对隔膜(10，20)排列成一列的状态下，使相邻的第一隔膜10和第二隔膜20交替连接，从而具有皱纹管形态。

进一步详细描述制造波纹管100的方法。首先，冲压加工金属薄片，从而如图3所示制造第一个隔膜10和第二隔膜20，之后，通过将各对的第一隔膜10和第二隔膜的内侧端部相互焊接，如图4所示形成内周面焊接部IW，在这样通过焊接部IW焊接的多对隔膜(10，20)如图5所示配置成一列的状态下，如图6所示，将相邻对的上述第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部相互焊接而形成外周面焊接部OW。

此时，为了形成上述外周面焊接部OW，使用具有图7或图8所示的平面形状和图6或图9所示的截面形状的金属材质的焊接用冷却环(30，130)。

将上述波纹管焊接用冷却环30和130嵌入至上述各对第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部之间，维持上述第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部之间的距离一定，且使上述第一隔膜10和上述第二隔膜20彼此贴紧后夹紧，这是为了迅速散去形成上述外周面焊接部OW时产生的焊接热。

然而，因为以往的波纹管焊接用冷却环30和130是由软材质金属铜、铜合金、铝、金、银等金属制造的，所以在使用后在波纹管100的外周面留下微细的铜粉尘或铝粉尘，由于这种金属粉尘导电性很好，在上述波纹管100用于半导体器件时，存在因上述金属粉尘造成的短路而在半导体制造工艺中产生不良品的问题。

因此，当使用冷却环30和130时，在把波纹管100安装到半导体器件上之前，需要去除留在外周面上的金属粉尘，如铜粉。特别是，由于铜的性质是化学稳定性很好且吸附性优良，所以即使喷射高压空气或化学清洗也很难从波纹管100的表面除去铜粉尘。因此，必须由作业人员通过手工的方式逐个除去残留在上述波纹管100的外周面上的铜粉尘，非常不便。

发明内容

所要解决的技术问题

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种在焊接时不产生高导电性的铜、铝、金、银等的金属粉尘的、改良了结构的波纹管焊接用冷却环。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的波纹管焊接用冷却环，该焊接用冷却环用于制造波纹管，该波纹管包括多对隔膜，每对隔膜包括第一隔膜和与第一隔膜对置配置的第二隔膜，其特征在于，包括：含铜的圆弧形主体，配置成在与上述第一隔膜和上述第二隔膜中至少一个接触的状态下，使第一隔膜和第二隔膜彼此贴紧；以及镀金层，镀在上述主体上，上述镀金层包括从由镍和铬构成的集合中选择的至少一种。

在此，所述镀金层中，相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上。

在此，所述镀金层中，相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上。

为了实现上述目的，本发明的圆弧型状的焊接用冷却环，用于制造波纹管，该波纹管包括多对隔膜，每对隔膜包括第一隔膜和与第一隔膜对置配置的第二隔膜，其特征在于，配置成在与上述第一隔膜和上述第二隔膜中至少一个接触的状态下，使上述第一隔膜和上述第二隔膜彼此贴紧，包括从由钨、钼、镍和铬构成的集合中选择的至少一种。

在此，相对于总重量比100％，钨的重量比为99％以上。

在此，相对于总重量比100％，钼的重量比为99％以上。

在此，相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上。

在此，相对于总重量比100％，铬的重量比为99％以上。

发明效果

根据本发明，由于包括含铜的圆弧形主体和镀在上述主体上的镀金层，具有在焊接时不会产生高导电性的金属铜、铝、金、银等的金属粉尘的效果。

附图说明

图1为普通波纹管的截面立体图；

图2为图1所示的波纹管的II-II线截面图；

图3为示出将通过冲压加工金属薄板制造的第一个隔膜和第二隔膜彼此对置地配置的状态的截面图；

图4为将图3中所示的一对第一个隔膜和第二隔膜的内侧端部彼此焊接而形成内周面焊接部的截面图；

图5为在将通过内周面焊接部分别焊接的多对隔膜排列成一列的状态下波纹管焊接用冷却环被嵌入上述各对的上述第一隔膜和第二隔膜的外侧端部之间的状态的截面图；

图6为把相邻的一对第一隔膜和第二隔膜的外侧端部彼此焊接形成了外周面焊接部的状态的截面图；

图7为示出图5中所示的波纹管焊接用冷却环的一例的俯视图；

图8为示出图5中所示的波纹管焊接用冷却环的另一例的俯视图；

图9为示出具有圆形以外的截面形状的波纹管焊接用冷却环的截面图；

图10为示出本发明第一实施例的波纹管焊接用冷却环的横截的图；

图11为示出本发明第二实施例的波纹管焊接用冷却环的横截的图；

图12为示出本发明第三实施例的波纹管焊接用冷却环的横截的图；

图13为示出本发明第四实施例的波纹管焊接用冷却环的横截的图；

图14为示出利用本发明的波纹管焊接用冷却环把一对第一隔膜和第二隔膜的内侧端部彼此焊接的状态的图；

图15为图14中所示的波纹管焊接用冷却环的XV的部分放大图；

图16为示出在利用图15中所示的波纹管焊接用冷却环焊接的一对第一隔膜和第二隔膜的内侧端部形成了内周面焊接部的状态的图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细描述本发明的优选实施例。

图7是本发明的第一实施例的波纹管焊接用冷却环的俯视图，图10是示出本发明的第一实施例的波纹管焊接用冷却环的截面的图。

参照图7和图10，本发明的优选实施例的波纹管焊接用冷却环30是用于制造波纹管100的焊接用冷却环，如图1所示，在与第一隔膜10和第二隔膜20中至少一个接触的状态下，嵌入到上述第一隔膜10和第二隔膜20之间，以使上述第一隔膜10和第二隔膜20彼此贴紧。该波纹管焊接用冷却环30包括主体35和镀金层36。

如图7和10所示，主体35是设有缝隙33的圆弧形环部件，可含有铜、铜合金、铝、金、银等金属中至少一种，这些金属的特征是熔点较低，电导性较好。在本实施例中，上述主体35的材料是采用铜。在此，纯铜的导热率为401W/m℃，熔点为1084℃，硬度(维氏硬度)为369Mpa，导热系数相对高，硬度相对小。

如图10所示，镀金层36是镀在上述主体35上的金属层，是含有从由镍和铬构成的集合中选择的至少一种的金属层。在本实施例中，上述镀金层36相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上，接近纯镍。在此，纯镍的导热率为90.9W/m℃，熔点为1455℃，硬度为638Mpa，纯铬导热率为93.9W/m℃，熔点为1907℃，硬度为1060Mpa。因此，在镍和铬的情况下，它们的导热率低于铜，但它们的熔点和硬度比铜高。另一方面，由于金属的电导率和导热率成正比，所以铜的电导率比镍、铬的相对高。

由于上述结构的波纹管焊接用冷却环30包括圆弧形主体35和镀在圆弧形主体35上的镀金层36，硬度和熔点相对低的铜材质的主体35被硬度和熔点相对高的镍镀金层36所保护，因此具有如下优点：如图6所示，即使用于焊接波纹管100，不会在波纹管100的外周面留下导电率高的铜粉尘。

因此，当上述波纹管100用于半导体装置时，上述波纹管焊接用冷却环30不会因上述铜粉尘而在半导体制造工艺中产生不良品。另一方面，上述波纹管焊接用冷却环30的情况下，虽然有可能发生微量的镍粉尘，但是由于镍的熔点和硬度相对很高，导电率相对低，所以在半导体制造工艺中不会导致不良品。

在本实施例中，尽管将接近纯镍的金属用于镀金层36，但是由于在上述镀金层36中，相对于总重量比100％，铬的重量比为99％以上，所以镀金层36当然可以是接近纯铬的金属。

在本实施例中，上述波纹管焊接用冷却环30由设有缝隙33的圆弧形环部件形成，但是如图8所示，当然可以具备一对半圆形部件31、32。若采用一对半圆形部件31、32，则在焊接后，可在不使波纹管焊接用冷却环30发生变形的情况下从波纹管100分离，从而具有能够反复再利用的优点。

在本实施例中，上述波纹管焊接用冷却环30由圆形截面构成，但是，如图9和11所示，当然可以形成具有圆形以外的截面形状的波纹管焊接用冷却环130。上述波纹管焊接用冷却环130包括：对应于上述第一隔膜10的形状的第一表面131，对应于第二隔膜20的形状的第二表面132，以及用于把第一表面131和第二表面132的外侧端部彼此连接的外周面133。在上述外周面133两端部分别形成有凹陷的台阶部分134。上述波纹管焊接用冷却环130具有如下优点：通过上述台阶部分134能够容易确保上述外周面OW焊接时所需的作业空间，通过第一表面131和第二表面132容易调解嵌入上述第一隔膜10和第二隔膜20之间的深度。

另一方面，在图12中示出了本发明的第三实施例的波纹管焊接用冷却环230。上述波纹管焊接用冷却环230不同于上述波纹管焊接用冷却环30，不具备镀金层36，而是由从钨、钼、镍、铬构成的集合中选择的至少一个金属材料构成。此时，纯钨导热率为173W/m℃，熔点为3420℃，硬度为3430Mpa，纯钼导热率为138W/m℃，熔点为2623℃，硬度为1530Mpa。因此，在使用钨和钼的情况下，它们的导热率均低于铜，但熔点和硬度比铜高很多，导电性、熔点、硬度均比镍和铬的相对高。相反，钨和钼的购买价格高于镍和铬。

在本实施例中，上述波纹管焊接用冷却环230由如下的金属材质形成：相对于总重量比100％，含重量比为99％以上的钨，接近于纯钨的金属。

上述结构的波纹管焊接用冷却环230由熔点、硬度均比铜、镍、铬相对高的接近纯钨的金属材质形成，所以即使在制造焊接温度高且产生大量焊接热的大型波纹管100的情况下使用，也具有不容易熔化、不留下铜粉尘的优点。

并且，由于上述波纹管焊接用冷却环230使用导电性比用于上述波纹管焊接用冷却环30的镍优良的钨，所以与上述波纹管焊接用冷却环30相比，具有能够更加迅速消散焊接时产生的焊接热的优点。

在本实施例中，上述波纹管焊接用冷却环230由接近于纯钨的金属材质形成，但是当然可以由从由以下金属构成的集合中选择的一种金属材质形成：相对于总重量比100％，含有重量比99％以上的接近于纯钼的金属；相对于总重量比100％，含有重量比99％以上的接近于纯镍的金属；相对于总重量比100％，含有重量比99％以上的接近于纯铬的金属。

在本实施例中，上述波纹管焊接用冷却环230形成为圆形截面，但是，当然可以由如图9和图13所示具有圆形以外的截面的波纹管焊接用冷却环330构成。

另一方面，图14示出利用上述波纹管焊接用冷却环230相互焊接一对第一隔膜10和第二隔膜20的内侧端部的状态。

上述波纹管焊接用冷却环230设有一对，分别安装在第一夹具40和第二夹具50上。

上述第一夹具40是由不锈钢制造的环形金属部件，在中心部形成了中空部分44，在底面形成了第一安装部41、第一空间部分42和第一结合部43。

上述第一安装部41沿着上述中空部分44的下端部边缘向下凸出，上述第一空间部分42是形成在上述第一安装部41外侧的空间，上述第一结合部43是形成在上述第一空间部分42外侧的凹部。

在上述第一安装部41的下端安装有一个上述波纹管焊接用冷却环230。

上述第二夹具50是由不锈钢制造的圆板形金属部件，在顶面形成有第二安装部51、第二空间部分52和第二结合部53。

上述第二安装部51是在上端安装上述波纹管焊接用冷却环230的最后一个的部分，从底部54的上表面向上凸起，并形成于与上述第一安装部41对应的位置。

上述第二空间部分52是形成在上述第二安装部51的外部的空间，形成在与上述第一空间部分42对应的位置，并且可与上述第一空间部分42一同收容上述一对的第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部。

上述第二结合部53是形成在上述第二空间部分52的外侧的凸出部，是以能够装卸的方式与第一结合部43结合固定的部件。

上述第二结合部53的内侧面55由具有预定直径的圆筒形内周面形成，以使得上述一对第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部接触并得到支持。

在上述结构的第二夹具50的顶面放置上述一对第一隔膜10和第二隔膜20之后，配置成使得上述第一夹具40的底面与上述第二夹具50的顶面相对置，之后再相互贴紧上述第一夹具40和第二夹具50，则如图15所示，上述第一夹具40的波纹管焊接用冷却环230接触上述第一隔膜10的内侧端部顶面并加压力，上述第二夹具50的冷却环230接触上述第二隔膜20内侧端部的底面并施加压力。

如上所述，在将上述第一隔膜10和上述第二隔膜20彼此贴紧的状态下，若通过第一夹具40的中空部分44彼此焊接上述第一隔膜10和第二隔膜20的内侧端部，则形成如图16所示的内周面焊接部IW。

上述第一夹具40包括在中央部形成的中空部分44，所以如图15所示向相互贴紧的上述第一隔膜10和第二隔膜20的内侧端部的接近性优良，从而具有容易对上述隔膜10、隔膜20的内侧端部实施焊接作业的优点。

并且，由于第二夹具50包括第二结合部53，第二结合部53具有圆柱形内侧面55，圆柱形内侧面55具有预定的直径以使得上述一对第一隔膜10和第二隔膜20的外侧端部接触而得到支持，从而具有上述隔膜10、20可以无松动地稳定地固定到精确的位置上的优点。

此外，由于上述夹具40、50包含能够以可相互固定和拆卸的方式结合和固定的上述结合部43、53，所以具有能够在正确的位置容易相互结合、且在结合的状态下没有松动的优点。

以上说明了本发明，但是显然本发明的技术范围不是由上述实施例中记载的内容来限定的，能够由本领域的普通技术人员修改或变更的等价的结构显然是没有脱离本发明的技术思想的范围。

Claims (2)

1.一种波纹管焊接用冷却环，该焊接用冷却环用于制造波纹管，该波纹管包括多对隔膜，每对隔膜包括第一隔膜和与第一隔膜对置配置的第二隔膜，其特征在于，包括：

含铜的圆弧形主体，配置成在与上述第一隔膜和上述第二隔膜中至少一个接触的状态下，使第一隔膜和第二隔膜彼此贴紧；以及

镀金层，镀在上述主体上，以使焊接时不会产生高电导性铜粉尘，

上述镀金层包括从由镍和铬构成的集合中选择的至少一种，其电导率低于铜及熔点和硬度高于铜，

所述镀金层中，相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上，或相对于总重量比100％，铬的重量比为99％以上，及

所述冷却环形成后，焊接时不会产生留在波纹管表面上的铜粉末及不会由于在使用波纹管设备附近的铜粉末产生电短路。

2.一种圆弧形焊接用冷却环，用于制造波纹管，该波纹管包括多对隔膜，每对隔膜包括第一隔膜和与第一隔膜对置配置的第二隔膜，其特征在于，

所述冷却环配置成在与上述第一隔膜和上述第二隔膜中至少一个接触的状态下，使上述第一隔膜和上述第二隔膜彼此贴紧，所述冷却环包括从由钨、钼、镍和铬构成的集合中选择的至少一种，其电导率低于铜及熔点和硬度高于铜，以使焊接时不会产生高电导性金属粉尘，所述冷却环，相对于总重量比100％，钨的重量比为99％以上，或相对于总重量比100％，钼的重量比为99％以上，或相对于总重量比100％，镍的重量比为99％以上，或相对于总重量比100％，铬的重量比为99％以上，及

所述冷却环形成后，焊接时不会产生留在波纹管表面上的铜粉末及不会由于在使用波纹管设备附近的铜粉末产生电短路。