CN106270866B - 一种旋转钼靶材的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及靶材焊接技术领域,更具体地说,涉及一种旋转钼靶材的焊接方法,该方法包括:材料准备、在竖直方向上的第一旋转钼靶材的焊接、将焊接装置倒立后的第二旋转钼靶材的焊接以及第三旋转钼靶材的焊接。本发明的技术方案中采用的铟基钎料可完全满足靶材的导电导热性能要求,铟基钎料及背管可以循环使用,采用竖立钎焊方式可方便操作者对旋转钼靶材与背管相对稳定尺寸的获得,靶材内部残余应力较低,工艺操作简单,方便实用,适宜进一步推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及靶材焊接技术领域,更具体地说,涉及一种旋转钼靶材的焊接方法。
背景技术
钼是一种银白色金属,质地坚韧,熔点为2617℃,沸点为4612℃,常温常压下具有良好的耐腐蚀性、稳定性、良好的导电性、热膨胀性和较低的比阻抗,广泛应用于航空工业、电子工业及太阳能光伏产业。磁控溅射是一种广泛使用溅射靶材进行大规模low-E玻璃镀膜、太阳能电池镀膜、平板显示屏触摸屏镀膜、光通信和磁存储镀膜及装饰镀膜的技术,溅射靶材通常有平面靶材和旋转靶材两类,近年来,随着市场对靶材利用率的高效要求,旋转靶材的使用量不断增加,因此,旋转靶材的焊接方法是近年来研究者不断开发的热点之一。专利CN105624627采用在背管外壁机加工开槽,清洗烘干后水平固定到旋转设备上,在开口槽内加入焊料,选取靶管,对靶管内壁金属化处理,将处理后的靶管套到背管上,启动旋转设备,对背管内壁和靶材外壁同时加热,绑定完成后,关闭加热电源,保持旋转,直到靶管冷却到室温。该种方法容易使靶管内部剩余较多残余应力,后期靶管容易变形,利用率较低。针对这一问题,开发一种旋转钼靶材的焊接方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为克服上述背景技术中提到的技术问题,现提供一种靶材内部残余应力较少、尺寸稳定的旋转钼靶材的焊接方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种旋转钼靶材的焊接方法,该焊接方法包括如下步骤:
(1)材料准备
准备第一旋转钼靶材、第二旋转钼靶材、第三旋转钼靶材、背管、底座、焊料、加热器、定位密封套、夹具,对旋转钼靶材的结合面进行喷砂处理,对背管的结合面进行镀镍处理,底座上固定有与加热器连接的支架;
(2)第一旋转钼靶材的焊接
将定位密封套固定在底座上,背管固定在定位密封套内侧,第一旋转钼靶材套接在背管上且第一旋转钼靶材底部与定位密封套顶部固定,使第一旋转钼靶材、定位密封套和背管三者轴线重合,用加热器由内而外对背管与第一旋转钼靶材进行加热,将焊料分布在第一旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间的表面进行润湿处理;用加热器由内而外对背管与第一旋转钼靶材进行加热;将液态焊料由第一旋转钼靶材上部注入背管、定位密封套和第一旋转钼靶材三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,将上述焊接好的结构旋转180°使第一旋转钼靶材处于背管顶部;
(3)第二旋转钼靶材的焊接
将第二旋转钼靶材和定位密封套依次由背管底部套接,夹具夹持在第二旋转钼靶材和支架之间,通过调整夹具使第二旋转钼靶材、定位密封套、背管三者轴线重合,使第二旋转钼靶材顶部与第一旋转钼靶材底部留出预留尺寸,且定位密封套抵接在第二旋转钼靶材底部和背管之间,由内而外对背管与第二旋转钼靶材进行加热,将焊料分布在第二旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间的表面进行润湿处理;用加热器由内而外对背管与第二旋转钼靶材进行加热;将液态焊料由第二旋转钼靶材上部注入背管、定位密封套和第二旋转钼靶材三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,第三旋转钼靶材的焊接同第二旋转钼靶材的焊接方法。
进一步,上述技术方案中所述步骤(1)中背管是304不锈钢材质制成,焊料为铟系焊料;加热器为外径小于背管内径的圆柱形加热器;所述支架为“7”形结构,加热器通过自动伸缩链条悬挂在支架下方;所述步骤(1)中加热器为可移动式,分三段控温,均匀性±2.5℃;喷砂粗糙度Ra为5-10μm,镀镍的厚度小于5μm。
进一步,上述技术方案中所述步骤(1)中旋转钼靶材的外径与定位密封套外径相等,背管外径和定位密封套内径匹配,定位密封套内设置有硅基密封圈;所述旋转钼靶材内径尺寸公差为负0.2mm,不锈钢背管外径尺寸公差为正0.2mm,其它尺寸公差为正负0.2mm。
进一步,上述技术方案中所述步骤(2)和(3)中加热温度是175-195℃,将焊料分布在旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间后用超声波进行润湿处理。
进一步,上述技术方案中,为使得旋转靶材内部残余应力最低,所述步骤(2)和(3)中由下到上逐段冷却使焊料固化的冷却过程为:加热器由下而上移动200mm,待该200mm长靶材温度小于100℃,再向上移动200mm,直至该节靶材温度全部小于100℃,即关闭加热器焊料固化完成;旋转钼靶材节与节之间残留焊料的清理,可在液态时进行,去除较为彻底。
有益效果:与现有技术相比,本发明的技术方案中采用的铟基钎料可完全满足靶材的导电导热性能要求,铟基钎料及背管可以循环使用,采用竖立钎焊方式可方便操作者对旋转钼靶材与背管相对稳定尺寸的获得,靶材内部残余应力较低,工艺操作简单,方便实用,适宜进一步推广应用。
附图说明
图1所示为第一旋转钼靶材的焊接采用的结构示意图;
图2所示为第二旋转钼靶材的焊接采用的结构示意图;
图中,1.第一旋转钼靶材,2.第二旋转钼靶材,3.背管,4.底座,5.加热器,6.定位密封套,7.夹具,8.支架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必须的。
实施例一
一种旋转钼靶材的焊接方法,该焊接方法包括如下步骤:
(1)材料准备
准备第一旋转钼靶材1、第二旋转钼靶材2、第三旋转钼靶材、背管3、底座4、焊料、加热器5、定位密封套6、夹具7,对旋转钼靶材的结合面进行喷砂处理,对背管3的结合面进行镀镍处理,底座4上固定有与加热器5连接的支架8;
(2)第一旋转钼靶材1的焊接
将定位密封套6固定在底座4上,背管3固定在定位密封套6内侧,第一旋转钼靶材1套接在背管3上且第一旋转钼靶材1底部与定位密封套6顶部固定,使第一旋转钼靶材1、定位密封套6和背管3三者轴线重合,如附图1所示,加热器5通过滑轮吊接在支架8上,用加热器5由内而外对背管3与第一旋转钼靶材1进行加热,将焊料分布在第一旋转钼靶材1、定位密封套6与背管3三者之间的表面进行润湿处理;用加热器5由内而外对背管3与第一旋转钼靶材1进行加热;将液态焊料由第一旋转钼靶材1上部注入背管3、定位密封套6和第一旋转钼靶材1三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,将上述焊接好的结构旋转180°使第一旋转钼靶材1处于背管3顶部;
(3)第二旋转钼靶材2的焊接
如附图2所示,将第二旋转钼靶材2和定位密封套6依次由背管3底部套接,夹具7夹持在第二旋转钼靶材2和支架8之间,通过调整夹具7使第二旋转钼靶材2、定位密封套6、背管3三者轴线重合,使第二旋转钼靶材2顶部与第一旋转钼靶材1底部留出预留尺寸,且定位密封套6抵接在第二旋转钼靶材2底部和背管3之间,由内而外对背管3与第二旋转钼靶材2进行加热,将焊料分布在第二旋转钼靶材2、定位密封套6与背管3三者之间的表面进行润湿处理;用加热器5由内而外对背管3与第二旋转钼靶材2进行加热;将液态焊料由第二旋转钼靶材2上部注入背管3、定位密封套6和第二旋转钼靶材2三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,第三旋转钼靶材的焊接同第二旋转钼靶材2的焊接方法。
实施例二
本实施例是在上述实施例一的基础上对本发明的技术方案的进一步描述,所述步骤(1)中背管3是304不锈钢材质制成,焊料为铟系焊料;加热器5为外径小于背管3内径的圆柱形加热器5;步骤(1)中加热器5为可移动式,分三段控温,均匀性±2.5℃;喷砂粗糙度Ra为5-10μm,镀镍的厚度小于5μm;旋转钼靶材的外径与定位密封套6外径相等,背管3外径和定位密封套6内径匹配;所述旋转钼靶材内径尺寸公差为负0.2mm,不锈钢背管3外径尺寸公差为正0.2mm,其它尺寸公差为正负0.2mm;步骤(2)和(3)中加热温度是175-195℃,将焊料分布在旋转钼靶材、定位密封套6与背管3三者之间后用超声波进行润湿处理。
上述实施例中的旋转靶材在焊接好且使用后的拆卸过程为:将使用后的旋转钼靶材竖立,使用夹具固定在底座上,加热器置于背管中,对背管与旋转钼靶材进行加热,旋转钼靶材与背管自动分离,通过滑轮和夹具吊出旋转钼靶材,焊料回收提纯,背管整平待用。
本发明的技术方案中采用的铟基钎料可完全满足靶材的导电导热性能要求,铟基钎料及背管可以循环使用,采用竖立钎焊方式可方便操作者对旋转钼靶材与背管相对稳定尺寸的获得,靶材内部残余应力较低,工艺操作简单,方便实用,适宜进一步推广应用。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种旋转钼靶材的焊接方法,其特征在于:该焊接方法包括如下步骤:
(1)材料准备
准备第一旋转钼靶材、第二旋转钼靶材、第三旋转钼靶材、背管、底座、焊料、加热器、定位密封套、夹具,对旋转钼靶材的结合面进行喷砂处理,对背管的结合面进行镀镍处理,底座上固定有与加热器连接的支架;
(2)第一旋转钼靶材的焊接
将定位密封套固定在底座上,背管固定在定位密封套内侧,第一旋转钼靶材套接在背管上且第一旋转钼靶材底部与定位密封套顶部固定,使第一旋转钼靶材、定位密封套和背管三者轴线重合,用加热器由内而外对背管与第一旋转钼靶材进行加热,将焊料分布在第一旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间的表面进行润湿处理;用加热器由内而外对背管与第一旋转钼靶材进行加热;将液态焊料由第一旋转钼靶材上部注入背管、定位密封套和第一旋转钼靶材三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,将上述焊接好的结构旋转180°使第一旋转钼靶材处于背管顶部;
(3)第二旋转钼靶材的焊接
将第二旋转钼靶材和定位密封套依次由背管底部套接,夹具夹持在第二旋转钼靶材和支架之间,通过调整夹具使第二旋转钼靶材、定位密封套、背管三者轴线重合,使第二旋转钼靶材顶部与第一旋转钼靶材底部留出预留尺寸,且定位密封套抵接在第二旋转钼靶材底部和背管之间,由内而外对背管与第二旋转钼靶材进行加热,将焊料分布在第二旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间的表面进行润湿处理;用加热器由内而外对背管与第二旋转钼靶材进行加热;将液态焊料由第二旋转钼靶材上部注入背管、定位密封套和第二旋转钼靶材三者形成的空间内,然后由下到上逐段冷却使焊料固化,第三旋转钼靶材的焊接同第二旋转钼靶材的焊接方法。
2.如权利要求1所述的一种旋转钼靶材的焊接方法,其特征在于:所述步骤(1)中背管是304不锈钢材质制成,焊料为铟系焊料;加热器为外径小于背管内径的圆柱形加热器;所述支架为“7”形结构,加热器通过自动伸缩链条悬挂在支架下方。
3.如权利要求1所述的一种旋转钼靶材的焊接方法,其特征在于:所述步骤(1)中加热器为可移动式,分三段控温,均匀性±2.5℃;喷砂粗糙度Ra为5-10μm,镀镍的厚度小于5μm。
4.如权利要求1所述的一种旋转钼靶材的焊接方法,其特征在于:所述步骤(1)中旋转钼靶材的外径与定位密封套外径相等;所述旋转钼靶材内径尺寸公差为负0.2mm,不锈钢背管外径尺寸公差为正0.2mm。
5.如权利要求1所述的一种旋转钼靶材的焊接方法,其特征在于:所述步骤(2)和(3)中加热温度是175-195℃,将焊料分布在旋转钼靶材、定位密封套与背管三者之间后用超声波进行润湿处理。
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