CN109623106B - 半导体单晶炉腔体的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明专利属于焊接技术领域，具体涉及半导体单晶炉腔体的焊接工艺。该工艺主要包括焊前预处理、焊条选择、预留变形量、外层底部多点对称焊、外层内部多层焊、外层内部焊道应力消除、外层表面焊接、内侧清根、内层内部多层焊、内层内部焊道应力消除、内层表面焊接、焊道表面处理等步骤，所述的焊接时定位点不少于两个。该焊接工艺能提高单晶炉炉室腔体的抗腐蚀性能，改善密闭性，单晶炉腔体不易变形，提高整台单晶炉设备的可靠性。

Description

半导体单晶炉腔体的焊接工艺
技术领域
本发明专利属于焊接技术领域，具体涉及半导体单晶炉腔体的焊接工艺。
背景技术
目前生产硅单晶的工艺种类繁多，但大多数硅单晶的生长方法都是在充有惰性气体的密闭炉室内，采用石墨电阻加热的方法。近年来对国内硅单晶材料生产的实践调查，在对单晶炉实用寿命和可靠性的影响上，炉室腔体的封闭性已经超过机械电器运行平稳性和其他技术指标，现有技术中单晶炉腔体采用不锈钢焊接工艺仍需提高，提高单晶炉腔体的抗腐蚀性能和密闭性。
发明内容
本发明专利要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提出一种半导体单晶炉腔体的焊接工艺，提高单晶炉炉室腔体的抗腐蚀性能，改善密闭性，单晶炉腔体不易变形，提高整台单晶炉设备的可靠性。
本发明专利解决其技术问题采用的技术方案如下：半导体单晶炉腔体的焊接工艺，单晶炉腔体材料为奥氏体不锈钢，其工艺步骤如下：
(1)焊前预处理：待焊部位采用有机溶剂擦拭表面的油污，擦净后使用刮刀清理表面至表面露出金属光泽；对焊接部位铺设上一层加热器进行预热；
(2)焊条选择：采用与单晶炉腔体材料晶相组分相似的奥氏体为焊条，将焊条设置在自动送料装置上；
(3)预留变形量：焊接处设置有防变形卡具；
(4)外层底部多点对称焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极惰性气体保护焊焊接；
(5)外层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(6)外层内部焊道应力消除：采用头部带小圆弧的工具锤击焊道，锤击方向为远离焊道部位的方向；
(7)外层表面焊接：重复步骤5；
(8)内侧清根：焊缝采用电动砂轮对内侧焊道处理，保证焊缝根部能够熔透；
(8)内层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域定位，自动送料装置将焊条同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(9)内层内部焊道应力消除：采用工具锤击焊缝，锤击方向为远离焊道部位；
(10)内层表面焊接：重复步骤8；
(11)焊道表面处理：焊道表面出现氧化皮，采用不锈钢酸洗法处理，焊道表面去除氧化皮并钝化后，抛光。
进一步的，所述的焊前预处理中，焊接部位露出金属光泽后四小时内及时焊接。
进一步的，所述的自动焊接时定位点不少于两个。
进一步的，所述的外层底部采用钨极惰性气体保护焊时，每焊接一段距离后，间歇几秒后继续焊接直至焊接部位焊接完全。
进一步的，所述的锤击工具头部具有圆弧弧度。
本发明专利的有益效果是：采用上述方案，单晶炉腔体材料为奥氏体不锈钢，焊条采用与单晶炉腔体材料晶相组分相似的奥氏体，两者成分一致可以消除过渡面上的晶间腐蚀；对待焊接部分预热，可以防止在焊接时焊，不均匀的受热和冷却会产生焊接应力，导致单晶炉腔体变形；设置防变形卡具，即通过预留变形量，进一步保证腔体在焊接时不变形；外层底层焊接时，因钨极惰性气体保护焊在所做是电弧和熔池可见性好，操作便捷，外层和内层多层焊时，采用氩弧焊，没有飞溅、没有熔渣，焊道平整，受热均匀，焊接牢固；焊接时多点定位，且采用自动焊接装置进行焊接，避免人工操作带来的受力、用量不均匀引起的误差，提高焊接质量；焊道表面钝化抛光，不锈钢不易锈蚀提高了单晶炉腔体的使用寿命；该半导体单晶炉腔体焊接工艺能提高单晶炉炉室腔体的抗腐蚀性能，改善密闭性，单晶炉腔体不易变形。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，其操作步骤如下：
(1)焊前预处理：待焊部位采用有机溶剂擦拭表面的油污，擦净后使用刮刀清理表面至表面露出金属光泽，在出现金属光泽后及时焊接，对焊接部位铺设上一层加热器进行预热；
(2)焊条选择：采用与单晶炉腔体材料晶相组分相似的奥氏体为焊条，将焊条设置在自动送料装置上；
(3)预留变形量：焊接处设置有防变形卡具；
(4)外层底部多点对称焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动焊接时定位点为单晶炉腔体直径与圆的交点；自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极惰性气体保护焊焊接；焊接时，每焊接焊缝长度的十分之一时，间歇五秒后继续焊接直至焊接部位焊接完全；
(5)外层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(6)外层内部焊道应力消除：采用头部带小圆弧的工具锤击焊道，锤击方向为远离焊道部位的方向；
(7)外层表面焊接：重复步骤5；
(8)内侧清根：焊缝采用电动砂轮对内侧焊道处理，保证焊缝根部能够熔透；
(9)内层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域定位，自动送料装置将焊条同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(10)内层内部焊道应力消除：采用头部带小圆弧的工具锤击焊缝，锤击方向为远离焊道部位；
(11)内层表面焊接：重复步骤8；
(12)焊道表面处理：焊道表面出现氧化皮，采用不锈钢酸洗法处理，焊道表面去除氧化皮并钝化后，抛光。
以上述依据本发明专利的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明专利技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明专利的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.半导体单晶炉腔体的焊接工艺，其特征在于，单晶炉腔体材料为奥氏体不锈钢，其工艺步骤如下：
(1)焊前预处理：待焊部位采用有机溶剂擦拭表面的油污，擦净后使用刮刀清理表面至表面露出金属光泽；对焊接部位铺设上一层加热器进行预热；
(2)焊条选择：采用与单晶炉腔体材料晶相组分相似的奥氏体不锈钢为焊条，将焊条设置在自动送料装置上；
(3)预留变形量：焊接处设置有防变形卡具；
(4)外层底部多点对称焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极惰性气体保护焊焊接；
(5)外层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域多点定位，自动送料装置将焊条分别同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(6)外层内部焊道应力消除：采用工具锤击焊道，锤击方向为远离焊道部位的方向；
(7)外层表面焊接：重复步骤5；
(8)内侧清根：焊缝采用电动砂轮对内侧焊道处理，保证焊缝根部能够熔透；
(9)内层内部多层焊：采用自动焊接装置对单晶炉待焊区域定位，自动送料装置将焊条同步贴合在焊接部位，采用钨极氩弧焊焊接；
(10)内层内部焊道应力消除：采用工具锤击焊缝，锤击方向为远离焊道部位；
(11)内层表面焊接：重复步骤8；
(12)焊道表面处理：焊道表面出现氧化皮，采用不锈钢酸洗法处理，焊道表面去除氧化皮并钝化后，抛光。
2.如权利要求1所述的半导体单晶炉腔体的焊接工艺，其特征在于：所述的焊前预处理中，焊接部位露出金属光泽后四小时内及时焊接。
3.如权利要求1所述的半导体单晶炉腔体的焊接工艺，其特征在于：所述的自动焊接时定位点不少于两个。
4.如权利要求1所述的半导体单晶炉腔体的焊接工艺，其特征在于：所述的外层底部采用钨极惰性气体保护焊时，每焊接一段距离后，间歇几秒后继续焊接直至焊接部位焊接完全。
5.如权利要求1所述的半导体单晶炉腔体的焊接工艺，其特征在于：所述的锤击工具头部具有圆弧弧度。
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