CN109954766A - 一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，将铝合金尾盖固定在旋转装夹装置后，启动旋转装夹装置使高纯铝旋转靶转动，通过校直测量装置测量铝合金端头的直线度，从而确定内，外校直点和校直值，使用加热装置将铝合金端头进行加热，铝合金端头加热至规定温度，将半自动校直装置放置于外校直点处，半自动校直装置抵顶外校直点，校直测量装置放置于内校直点，人工操作半自动校直装置，直至校直测量装置内的指针活动值达到校直值，停止加热装置加热，高纯铝旋转靶冷却至室温，对高纯铝旋转靶的校直进行检查，直至校直值≤0.3mm。本发明的校直方法，高纯靶材管不变形，校直效果好不反弹，校直精度高，成品率高。

Description

一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法

技术领域

本发明涉及高纯旋转靶技术领域，尤其是涉及一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法。

背景技术

高纯铝靶材是指由纯度99.999％的金属铝材料制成的靶材，高纯铝旋转靶是指由纯度99.999％的靶材制成的呈管状的旋转靶，旋转靶材目前已广泛应用于电子、通信、超导、航天等尖端领域。旋转靶材是管状的，利用效率高，但不易加工，而且对于一些材料如Al、Sn和Cu等，由于材料这些金属材料的强度较差，管材容易弯曲变形，无法直接作为靶材使用，因而需要在高纯靶材管的两端安装由材质较硬的合金制成合金端头，再将合金端头与高纯靶材管进行组装焊接，焊接接头处的外侧利用电子束进行焊接。由于高纯靶材管在溅射使用过程中，管内装有磁钢，对内径的直线度要求很高，一般要求直线度≤0.5mm。

然而，在对合金端头与高纯靶材管焊接组装时焊接的温度较高，高纯靶材管材质较软，容易受到高温的影响导致高纯靶材管和合金端头相对歪斜或弯曲变形，直线度达不到使用要求。

在对高纯靶材管进行直线度检测时，需要对高纯靶材管进行固定并旋转，现有的检测校直机器中的夹具装置直接装夹在高纯靶材管上，由于一些金属材料的强度较差，容易将高纯靶材管挤压变形。甚至在校直时，用校直装置直接对高纯旋转靶进行硬性挤压，校直容易产生过度弯曲或过度形变，需要对合金端头反复多次挤压和校直，高纯靶材管容易受到损坏；

另外，目前无法使用全自动设备来校直高纯铝旋转靶，因全自动校直设备必然存在检测器或感应器，并通过控制单元(电路)接收检测器或感应器的信息，再控制校直机构产生相对应的校直位移，自动校直的测量结果或校正数值均需要通过电路进行传输、运算与反馈，校直机构在结构到控制命令后产生相应的动作也存在一个动作反应时间，因此，自动校直必然存在一定的滞后性，这个滞后性会造成在校直过程过度顶压高纯铝靶材管，铝合金端头相对高纯铝旋转靶过度弯曲或过度形变。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，校直精度高，校直速度快，成品率高。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，

1)、准备步骤，将高纯铝旋转靶吊移至校直设备，并放置于校直设备的机架上，

其中，高纯铝旋转靶包括高纯铝靶材管、铝合金端头和铝合金尾盖，铝合金端头和铝合金尾盖分别与高纯铝靶材管的两端焊接安装，铝合金端头与高纯铝靶材管的连接处有一端头焊接口，铝合金端头端口外壁固定有一法兰盘，法兰盘与铝合金端头同轴设置，

校直设备，校直设备包括机架、加热装置、旋转装夹装置、固定承托装置、半自动校直装置和校直测量装置；

2)、固定步骤，将焊接有铝合金尾盖的高纯铝旋转靶的一端同轴装夹固定于校直设备的旋转装夹装置，焊接有铝合金端头的高纯铝旋转靶的一端活动放置于固定承托装置，通过旋转装夹装置旋转，使高纯铝旋转靶相对固定承托装置旋转，

其中，半自动校直装置位于固定承托装置的外侧，端头焊接口位于固定承托装置与半自动校直装置之间，加热装置位于端头焊接口的上方；

3)、校直点确定步骤，包括以下子步骤，

3.1)、测量工具放置步骤，将校直测量装置的测量杆的最下端抵贴于铝合金端头内壁的端口边缘处，测量杆固定位于一位置点，通过将测量杆向下压一定的距离从而在测量表上形成一对应的初始数值，同时测量杆也形成有一定的向下的测量行程，

3.2)、校直点测量步骤，通过启动旋转装夹装置使铝合金端头旋转，若铝合金端头与高纯铝靶材管不同轴，铝合金端头在旋转过程中发生偏转，使抵顶于铝合金端头端口边缘处的测量杆发生上下移动，从而使测量表内的数值发生对应的变化，记录测量表内的相对初始数值的变大幅度最大的最大值和/或最小值，

3.3)、校直点和校直值确定步骤，在记录得到初始数值、相对初始数值的变大幅度最大的最大值和的相对初始数值的变大幅度最大的最小值中的数值最小的为内校直点，内校直点与高纯铝靶材管的轴线形成一校直面，内校直点对应的铝合金端头端口的法兰盘的外壁的点确定为外校直点，内校直点与外校直点均位于校直面内，通过旋转装夹装置旋转高纯铝旋转靶使校直面旋转至竖直，外校直点为校直面的最低位置，初始数值和相对初始数值的变大幅度最大的最大值中的最大值与内校直点的测量表对应数值的差的一半与为校直值，将外校直点旋转至高纯铝旋转靶的竖直方向的最低点，

3.4)、固定校直点步骤，将固定承托装置锁定高纯铝旋转靶，使校直面保持竖直，外校直点在校直过程中保持在校直面的最低位置；

4)、校直加热步骤，将加热装置移动至端头焊接口处，通过加热装置将端头焊接口的温度加热至150℃-300℃；

5)、半自动校直步骤，通过将抵顶部上升顶推外校直点，使铝合金端头沿径向方向产生形变，从而将高纯铝靶材管和铝合金端头之间的直线度提高，将测量杆的最低点抵贴于内校直点，人工控制半自动校直装置使抵顶部上升顶推外校直点，当测量表的增加数值等于校直值时，人工停止对半自动校直装置的操作，同时加热装置停止对端头焊接口加热，高纯铝旋转靶冷却至常温，

其中，半自动校直装置包括控制器、电机、定量传动杆和千斤顶，千斤顶包括抵顶部、动力输入端和抵顶驱动部，抵顶驱动部与抵顶部驱动连接，动力输入端与抵顶驱动部连接，控制器电性连接电机，电机的输出端连接定量传动杆，定量传动杆与动力输入端连接，通过电机带动定量传动杆转动使动力输入端的动力输入为定量输入，从而使抵顶部的顶推距离定量控制；

6)、校直检验步骤，当高纯铝旋转靶冷却至常温后，重复校直点确定步骤对安装有铝合金端头的高纯铝旋转靶的一端的直线度进行校直检验，若测量表所测的校直值≤0.3mm，则校直完成，若测量表所测的校直值＞0.3mm，则重复校直加热步骤、半自动校直步骤和校直检验步骤，直至在校直校验步骤中，校直值≤0.3mm，则校直完成。

进一步的技术方案中，所述加热装置为环形，在所述校直加热步骤中，加热装置环绕所述端头焊接口加热。

进一步的技术方案中，所述半自动校直装置选用5T压载的千斤顶，所述校直测量装置选用百分表。

进一步的技术方案中，通过沿着所述铝合金端头的轴线方向环绕设置的所述加热装置对所述端头焊接口进行加热，通过设置在加热装置的旁侧的降温部对铝合金端头进行降温，降温部位于铝合金端头端口的上方，通过设置在铝合金端头的一侧的温度测量部对端头焊接口和所述法兰盘进行测温，

其中，校直设备包括控制器，加热装置、降温部和温度测量部分别电性连接于控制器。

进一步的技术方案中，在所述半自动校直步骤中，所述温度测量部测量所述铝合金端头的端口边缘的温度，当铝合金端头端口边缘的温度＞40℃时，所述控制器启动降温部对铝合金端头的端口边缘进行降温，当铝合金端头的端口边缘的温度≤40℃时，控制器控制降温部停止对铝合金端头端口边缘降温。

进一步的技术方案中，在所述半自动校直步骤中，所述加热装置停止对所述端头焊接口的加热时，所述控制器启动所述降温部对端头焊接口进行降温，同时控制器启动所述温度测量部对端头焊接口进行温度测量，当温度测量部测量到端头焊接口的温度达到常温值时，控制器控制降温部停止对端头焊接口降温。

进一步的技术方案中，所述固定承托装置设置有上承托架和下承托架，上承托架铰接于下承托架，下承托架滑动安装于所述机架的中部，上承托架与下承托架连接固定后，固定承托装置的中部沿所述校直设备的长度方向形成一中空的固定承托孔，固定承托孔的内侧向固定承托孔的中心点方向凸出形成有至少两个固定承托柱。

进一步的技术方案中，在所述固定步骤中，所述固定承托装置与所述旋转装夹装置同轴安装，所述上承托架和所述下承托架分别至少设置有一个所述承托柱，上承托架与下承托架分离打开，所述高纯铝靶材管放置于下承托架的承托柱的顶面，承托柱的顶面抵贴于高纯铝靶材管，承托柱支撑高纯铝靶材管保持水平。

进一步的技术方案中，所述固定承托装置的一侧设置有锁定装置，锁定装置包括第一锁定部和第二锁定部，第一锁定部设置在所述上承托架的一侧，第二锁定部设置在所述下承托架，第二锁定部的位置与第一锁定部的位置相对应，第一锁定部与第二锁定部锁定连接。

进一步的技术方案中，在所述校直点确定步骤中，所述高纯铝靶材管相对所述下承托架的承托柱旋转；

在所述校直加热步骤中，将所述第一锁定部与所述第二锁定部锁定连接，所述上承托架和下承托架的承托柱的顶面分别抵贴于所述高纯铝靶材管的管外壁，固定承托架将所述高纯铝旋转靶锁定定位；

在所述半自动校直步骤中，人工停止对所述半自动校直装置的操作后，解除第一锁定部与第二锁定部的锁定连接。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

1.本发明针对金属材质较软的高纯铝旋转靶采用半自动的校直方法实现对高纯铝旋转靶的校直，避免了自动校直中因数据分析、反馈和动作反应需要时间而产生反应的滞后性而导致对高纯铝旋转靶产生的过压现象，人工校直反应速度快，校直效果好。

2.本发明在校直过程中对高纯铝旋转靶的焊接接头处进行加热处理，在高纯铝旋转靶的材质相对变软但不熔化的情况下进行校直，只需用较小的顶力就可推动高纯铝旋转靶，使操作难度系数降低，更有利于提高校直的精确度，同时因在校直时焊接接头处进行加热，在校直后即对焊接接头处冷却，使焊接接头处由软变硬进行固定，更有利于校直效果的保持。

3.本发明的校直方法是人工校直结合精度高的检测装置，使校直精确度更高，避免反复校直，提高校直的生产效率，校直的高纯铝旋转靶良品率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明校直设备的结构示意图。

图2是本发明机架第二端的结构示意图。

图3是本发明的高纯铝旋转靶的结构剖视图。

图中：02-高纯铝旋转靶、03-高纯铝靶材管、04-铝合金端头、05-铝合金尾盖；

60-机架、61-加热装置、62-降温部、63-旋转装夹装置、64-校直测量装置、65-控制器；

70-半自动校直装置、71-抵顶部、72-动力输入端、73-抵顶驱动部；

80-固定承托装置、81-上承托架、82-下承托架、83-锁定装置。

具体实施方式

以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，如图1至图3所示，

1)、准备步骤，将高纯铝旋转靶02吊移至校直设备，并放置于校直设备的机架60上。

其中，高纯铝旋转靶02包括高纯铝靶材管03、铝合金端头04和铝合金尾盖05，铝合金端头04和铝合金尾盖05分别与高纯铝靶材管03的两端焊接安装，铝合金端头04与高纯铝靶材管03的连接处有一端头焊接口，铝合金端头04端口外壁固定有一法兰盘，法兰盘与铝合金端头04同轴设置。

校直设备包括机架60、加热装置61、旋转装夹装置63、固定承托装置80、半自动校直装置70和校直测量装置64；

2)、固定步骤，将焊接有铝合金尾盖05的高纯铝旋转靶02的一端同轴装夹固定于校直设备的旋转装夹装置63，焊接有铝合金端头04的高纯铝旋转靶02的一端活动放置于固定承托装置80，通过旋转装夹装置63旋转，使高纯铝旋转靶02相对固定承托装置80旋转。

其中，半自动校直装置70位于固定承托装置80的外侧，从固定承托装置80到安装有铝合金端头04的一侧为固定承托装置80的外侧，从固定承托装置80到安装有铝合金尾盖05的一侧为固定承托装置80的内侧，端头焊接口位于固定承托装置80与半自动校直装置70之间，加热装置61位于端头焊接口的上方；

此时，将铝合金尾盖05的一端装夹固定在旋转装夹装置63上，后续步骤是需要将高纯铝旋转靶02整个旋转，因此旋转装夹装置63必须将高纯铝旋转靶02夹紧，才能防止在旋转过程中发生晃动或移动。但高纯铝靶材管03的材质较软，要是在高纯铝靶材管03上进行装夹，容易引起高纯铝靶材管03的变形或管外壁划伤。因此，将铝合金尾盖05装夹在旋转装夹装置63上，铝合金尾盖05的材质较硬，铝合金尾盖05不会受到损坏；也能避免高纯铝靶材管03的变形或划伤，同时也能满足装夹的要求，避免高纯铝旋转靶02在旋转过程中发生晃动，使用安全。

具体地，固定承托装置80设置有上承托架81和下承托架82，上承托架81铰接于下承托架82，下承托架82滑动安装于机架60的中部，上承托架81与下承托架82连接固定后，固定承托装置80的中部沿校直设备的长度方向形成一中空的固定承托孔，固定承托孔的内侧向固定承托孔的中心点方向凸出形成有至少两个固定承托柱。

更为具体地，在固定步骤中，固定承托装置80与旋转装夹装置63同轴安装，上承托架81和下承托架82分别至少设置有一个承托柱，上承托架81与下承托架82分离打开，高纯铝靶材管03放置于下承托架82的承托柱的顶面高纯铝靶材管03放置于固定承托装置80时，承托柱最接近高纯铝靶材管03的管外壁的面为承托柱的顶面，承托柱的顶面抵贴于高纯铝靶材管03，承托柱支撑高纯铝靶材管03保持水平，同时保证高纯铝靶材管03与旋转装夹装置63同轴安装。保证铝合金尾盖05、高纯铝靶材管03和旋转装夹装置63的同轴度。

具体地，固定承托装置80的一侧设置有锁定装置83，锁定装置83包括第一锁定部和第二锁定部，第一锁定部设置在上承托架81的一侧，第二锁定部设置在下承托架82，第二锁定部的位置与第一锁定部的位置相对应，第一锁定部与第二锁定部锁定连接。第一锁定部和第二锁定部的连接方式为活动连接，包括但不仅限于卡合连接或螺纹连接，优选螺纹连接，螺纹连接的活动连接方式可根据具体情况作更细微的松紧调整。

3)、校直点确定步骤，包括以下子步骤，

3.1)、测量工具放置步骤，将校直测量装置64的测量杆的最下端抵贴于铝合金端头04内壁的端口边缘处，测量杆固定位于一位置点，通过将测量杆向下压一定的距离从而在测量表上形成一对应的初始数值，同时测量杆也形成有一定的向下的测量行程。

其中，初始数值大于校直值的两倍，在实际操作中，校直值的两倍的范围在0.6-0.7mm，优选地，测量表初始数值设定为2-3mm。设置初始数值是为了在测量过程中使测量杆的最下端始终抵贴于铝合金端头04的边缘，防止测量杆的最下端与铝合金端头04的抵贴处发生分离，导致数据测量不准确。

具体的，校直测量装置64固定于校直设备的机架60上，校直测量装置64设置有测量杆和测量表，测量杆与测量表连接，测量杆的位移变化反应于测量表的数值变化。

3.2)、校直点测量步骤，通过启动旋转装夹装置63使铝合金端头04旋转，若铝合金端头04与高纯铝靶材管03不同轴，铝合金端头04在旋转过程中发生偏转，使抵顶于铝合金端头04端口边缘处的测量杆发生上下移动，从而使测量表内的数值发生对应的变化，记录测量表内的相对初始数值的变大幅度最大的最大值和/或最小值。

3.3)、校直点和校直值确定步骤，在记录得到初始数值、相对初始数值的变大幅度最大的最大值和的相对初始数值的变大幅度最大的最小值中的数值最小的为内校直点，内校直点与高纯铝靶材管03的轴线形成一校直面，内校直点对应的铝合金端头04端口的法兰盘的外壁的点确定为外校直点，内校直点与外校直点均位于校直面内，通过旋转装夹装置63旋转高纯铝旋转靶02使校直面旋转至竖直，外校直点为校直面的最低位置，初始数值和相对初始数值的变大幅度最大的最大值中的最大值与内校直点的测量表对应数值的差的一半与为校直值，将外校直点旋转至高纯铝旋转靶02的竖直方向的最低点。

3.4)、固定校直点步骤，将固定承托装置80锁定高纯铝旋转靶02，使校直面保持竖直，外校直点在校直过程中保持在校直面的最低位置；

此步骤主要找出校直点跟校直值，为后续的半自动校直步骤作准备，校直效果精准必须由准确的校直点与精确的校直值作为基础。作为优选的，校直测量装置64选用百分表。现有的校直测量装置64是使用红外线进行测量，红外线测量的精度只能到2mm左右，红外线测量的精度太低，无法满足实际生产对直线度的要求，百分表的精度为0.01mm左右，能充分满足实际生产对直线度精度的要求。校直测量装置64精度的选用是直线度符合标准的前提条件，为本校直设备的校直直线度精确度高，校直通过率高作基础保证。

具体地，在确定校直点步骤中，高纯铝靶材管03相对下承托架82的承托柱旋转；下承托架82的承托柱的顶面抵贴高纯铝靶材管03的管外壁，此时的下承托架82的承托柱对高纯铝靶材管03起支撑作用，并保持高纯铝靶材管03与旋转装夹装置63的同轴度，防止高纯铝旋转靶02在旋转过程中发生晃动。

4)、校直加热步骤，将加热装置61移动至端头焊接口处，通过加热装置61将端头焊接口的温度加热至150℃-300℃；优选的加热数值范围为200℃-250℃，铝合金的熔点在660℃左右，铝合金在该加热温度的情况下，铝合金的材质相对常温状态下的材质较软，在人工进行校直时，只需用较小的顶力就可推动铝合金端头04，使操作难度系数降低，更有利于提高校直的精确度，同时也能在较短的时间内将铝合金端头04推顶至需要校直的位置，有利于缩短校直时间，提高生产效率，现有的校直方式是没有经过加热而对校直部位直接硬性地顶推校直，这样操作难度大，需要较大的顶推力才能使校直部位到达需要校直的位置，校直时间长，硬性地顶推校直容易损坏高纯铝旋转靶02。

优选地，加热装置61为环形，在校直加热步骤中，加热装置61环绕端头焊接口加热，加热装置61沿着高纯铝旋转靶02的轴线方向设置有一定的长度，也可以覆盖端头焊接口旁边的区域，加大加热区域也更有易于校直。加热装置61的加热方式有多种，包括但不仅限于液体燃料加热、气体燃料加热、电热元件加热、电磁感应加热或超声波加热等。

更为具体的，通过沿着铝合金端头04的轴线方向环绕设置的加热装置61对端头焊接口进行加热，通过设置在加热装置61的旁侧的降温部62对铝合金端头04进行降温，降温部62位于铝合金端头04端口的上方，通过设置在铝合金端头04的一侧的温度测量部对端头焊接口和法兰盘进行测温。

其中，校直设备包括控制器65，加热装置61、降温部62和温度测量部分别电性连接于控制器65。

具体地，在校直加热步骤中，将第一锁定部与第二锁定部锁定连接，上承托架81和下承托架82的承托柱的顶面分别抵贴于高纯铝靶材管03的管外壁，固定承托架将高纯铝旋转靶02锁定定位；优选地，下承托架82设置有两个承托柱，上承托架81设置有一个承托柱，上承托架81的承托柱设置在高纯铝旋转靶02竖直方向的对称轴上，三个承托柱分别沿固定承托装置80的圆周平均间隔分布。在下承托架82的两个承托柱分别对高纯铝旋转靶02进行支撑，保证高纯铝旋转靶02和旋转装夹装置63的同轴度，高纯铝旋转靶02位于固定承托孔内，上承托架81的承托柱与下承托架82的承托柱配合，利用第一锁定部和第二锁定部将高纯铝旋转靶02锁定夹紧，防止在校直时高纯铝旋转靶02的移动，为半自动校直步骤作好准备。

5)、半自动校直步骤，通过将抵顶部71上升顶推外校直点，使铝合金端头04沿径向方向产生形变，从而将高纯铝靶材管03和铝合金端头04之间的直线度提高，将测量杆的最低点抵贴于内校直点，人工控制半自动校直装置70使抵顶部71上升顶推外校直点，当测量表的增加数值等于校直值时，人工停止对半自动校直装置70的操作，同时加热装置61停止对端头焊接口加热，高纯铝旋转靶02冷却至常温。

其中，半自动校直装置70包括控制器、电机、定量传动杆和千斤顶，千斤顶包括抵顶部71、动力输入端72和抵顶驱动部73，抵顶驱动部73与抵顶部71驱动连接，动力输入端72与抵顶驱动部73连接，控制器电性连接电机，电机的输出端连接定量传动杆，定量传动杆与动力输入端72连接，通过电机带动定量传动杆转动使动力输入端72的动力输入为定量输入，从而使抵顶部71的顶推距离定量控制；现有的检测校正机器为自动校正，自动校正的测量结果或校正数值均需要通过电路进行传输至控制器65，控制器65对相关数据进行分析处理后，再将控制指令反馈至执行部件进行执行，因数据的传输、分析、反馈及执行部件反应都需要时间，虽然时间很短，但由于这个传输数据、分析数据到执行部件执行之间有一个时间差导致了执行部件动作的相对滞后性，造成执行不及时而导致对高纯靶材管过压。本发明的校直方法通过人工控制半自动校直装置70进行操作，无需数据传输、分析及反馈执行，校直操作及时，更为具体地，现有的手工校直凭借操作人员的经验判断确定校直装置的上升顶推距离，精确度难以保证，同时生产效率低。本发明的半自动校直方法通过控制器控制电机的输出轴的旋转，通过定量传动杆将电机输出轴的旋转动力传输至动力输入端72，确保动力输入端的动力为定量，使抵顶部71的上升顶推距离为定量，同时，从而确保半自动校直装置的校直精确度。本发明的半自动校直方法校直精度高，生产效率高。因校直前已对端头焊接口进行加热，校直时的铝合金端头04材质变软，人工利用半自动校直装置70较小的顶推力即可实现校直，易操作，更有利于提高校直的精确度，用时短，校直精度高。在校直后即对加热部位进行冷却，使铝合金端头04由软变硬进行固定，更有利于校直效果的保持，校直效果好。优选地，半自动校直装置70选用5T压载的千斤顶，5T规格的千斤顶的顶推力相对本发明的铝合金端头04在加热至150℃-300℃时的硬度较为适合。

更为具体地，在半自动校直步骤中，温度测量部测量铝合金端头04的端口边缘的温度，当铝合金端头04端口边缘的温度＞40℃时，控制器65启动降温部62对铝合金端头04的端口边缘进行降温，当铝合金端头04的端口边缘的温度≤40℃时，控制器65控制降温部62停止对铝合金端头04端口边缘降温。对铝合金端头04的端口边缘处进行降温，防止温度测量部处的温度高而受到损坏，同时温度测量部在合适的工作温度和合适的湿度中工作，保证温度测量部的测量准确。降温部62由一材质硬的支撑管和一形状可调节的输出管组成，支撑管与输出管连接，输出管可通过改变输出管的弯曲度而调整输出管的管口位置，输出管的管口位置一般位于铝合金端头04的端口边缘的上方，通过降温部62实现对铝合金端头04的降温方式有多种，包括但不仅限于利用液体降温或气体降温，如降温部62在合金端头的端口边缘的上方以滴水的方式进行降温。

在半自动校直步骤中，加热装置61停止对端头焊接口的加热时，控制器65启动降温部62对端头焊接口进行降温，同时控制器65启动温度测量部对端头焊接口进行温度测量，当温度测量部测量到端头焊接口的温度达到常温值常温值为25℃左右时，控制器65控制降温部62停止对端头焊接口降温。

在半自动校直步骤中，人工停止对动力输入端72的操作后，解除第一锁定部与第二锁定部的锁定连接，高纯铝旋转靶02可以相对承托柱的顶面旋转，为校直检验步骤中高纯铝旋转靶02的旋转作准备。

6)、校直检验步骤，当高纯铝旋转靶02冷却至常温后，重复校直点确定步骤对安装有铝合金端头04的高纯铝旋转靶02的一端的直线度进行校直检验，若测量表所测的校直值≤0.3mm，则校直完成，若测量表所测的校直值＞0.3mm，则重复校直加热步骤、半自动校直步骤和校直检验步骤，直至在校直校验步骤中，校直值≤0.3mm，则校直完成。

以下为本发明的实验数据与现有的全自动校直方法的数据进行对比：

对比项目	本发明的校直方法	现有的全自动校直方法
			校直1次合格的占比	100％	76％
校直2次合格的占比	0	21％
			校直2次以上合格的占比	0	3％
校直同轴度公差的平均值	0.17mm	0.26mm
			校直一次的用时	10-17分钟/次	15-35分钟/次
校直一次的平均用时	13分钟	25分钟

表1为本发明的实验数据与现有的校直方法数据对比

从表1得出本发明的校直方法相对现有技术的有益效果在于：

1.本发明针对金属材质较软的高纯铝旋转靶02采用半自动的校直方法方法实现对高纯铝旋转靶02的校直，避免了自动校直中因数据分析、反馈和动作反应需要时间而产生反应的滞后性而导致对高纯铝旋转靶产生的过压现象，人工校直反应速度快，校直效果好。

2.本发明在校直过程中对高纯铝旋转靶02的焊接接头处进行加热处理，在高纯铝旋转靶02的材质相对变软但不熔化的情况下进行校直，只需用较小的顶力就可推动高纯铝旋转靶02，使操作难度系数降低，更有利于提高校直的精确度，同时因在校直时焊接接头处进行加热，在校直后即对焊接接头处冷却，使焊接接头处由软变硬进行固定，更有利于校直效果的保持。

3.本发明的校直方法是人工校直结合精度高的检测装置，使校直精确度更高，避免反复校直，提高校直的生产效率，校直的高纯铝旋转靶02良品率高。

本发明涉及的校直设备，以下详细叙述。

校直设备，如图1至图2所示，包括机架60和加热装置61，机架60设置有第一端和第二端，加热装置61安装于机架60的第二端，机架60的第一端设置有旋转装夹装置63，机架60的第二端设置有固定承托装置80，固定承托装置80滑动安装于机架60，机架60的第二端设置有半自动校直装置70，半自动校直装置70安装于固定承托装置80外侧，机架60的第二端设置有用于测量高纯铝旋转靶02的直线度的校直测量装置64。

固定承托装置80外侧为固定承托装置80到机架60第二端部的一侧，固定承托装置80内侧为定承托装置到机架60第一端部的一侧。固定承托孔的内侧是更为接近固定承托孔中心点的一侧为内侧。

具体地，半自动校直装置70包括控制器、电机、定量传动杆和千斤顶，千斤顶包括抵顶部71、动力输入端72和抵顶驱动部73，抵顶驱动部73与抵顶部71驱动连接，动力输入端72与抵顶驱动部73连接，控制器电性连接电机，电机的输出端连接定量传动杆，定量传动杆与动力输入端72连接，通过电机带动定量传动杆转动使动力输入端72的动力输入为定量输入，从而使抵顶部71的顶推距离定量控制。

具体地，加热装置61用于加热高纯铝旋转靶02的铝合金端头04，加热装置61环绕铝合金端头04设置，加热装置61的旁侧设置有降温部62，降温部62位于铝合金端头04的端口边缘的上方，加热装置61对高纯铝旋转靶02需要校直的一端进行加热，以软化铝合金端头04便于校直，降温部62用于对加热后的金属进行降温，加热装置61还包括一温度测量部，温度测量部对铝合金端头04的端口边缘的温度进行测量，若铝合金端头04的端口边缘的温度过高，则启动降温部62对铝合金端头04的端口边缘进行降温，当温度测量部的温度降至规定温度，则停止降温部62对铝合金端头04的端口降温，保持在校直过程中铝合金端头04的端口的温度在规定的温度范围内。本高纯铝旋转靶02先加热后再校直再冷却固定，防止校直反弹，校直效果好。

具体地，固定承托装置80设置有上承托架81和下承托架82，上承托架81铰接于下承托架82，下承托架82滑动安装于机架60的中部，上承托架81与下承托架82连接固定后，固定承托装置80的中部沿校直设备的长度方向形成一中空的固定承托孔，固定承托孔的内侧向固定承托孔的中心点方向凸出形成有至少两个固定承托柱。上承托架81与下承托架82为高纯铝旋转靶02提供一承托空间，旋转靶材从固定承托孔穿过，高纯铝旋转靶02的铝合金尾盖05的一端固定于旋转装夹装置63，铝合金端头04放置在接近半自动校直装置70的一端，通过旋转装夹装置63的装夹固定驱动高纯铝旋转靶02旋转，更具体地，旋转装夹装置63为三爪卡盘，而高纯铝旋转靶02能相对固定程度装置旋转。

更为具体的，固定承托装置80的一侧设置有锁定装置83，有多种锁定连接结构均可实现该锁定目的，如卡接结构或螺纹连接等，锁定装置83包括第一锁定部和第二锁定部，第一锁定部设置在上承托架81的一侧，第二锁定部设置在下承托架82，第二锁定部的位置与第一锁定部的位置相对应，第一锁定部与第二锁定部锁定连接，优选地，第一锁定部与第二锁定部螺纹连接。

机架60的上设置有控制器65，控制器65控制连接旋转装夹装置63。旋转装夹装置63通过控制器65的控制实现对高纯铝旋转靶02的旋转，在操作时工人只需对控制器65进行控制变实现高纯铝旋转靶02的旋转。

旋转装夹装置63和固定承托装置80同轴安装，高纯铝旋转靶02分别与旋转装夹装置63和固定承托装置80同轴安装。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：

1)、准备步骤，将高纯铝旋转靶(02)吊移至校直设备，并放置于校直设备的机架(60)上，

其中，高纯铝旋转靶(02)包括高纯铝靶材管(03)、铝合金端头(04)和铝合金尾盖(05)，铝合金端头(04)和铝合金尾盖(05)分别与高纯铝靶材管(03)的两端焊接安装，铝合金端头(04)与高纯铝靶材管(03)的连接处有一端头焊接口，铝合金端头(04)端口外壁固定有一法兰盘，法兰盘与铝合金端头(04)同轴设置，

校直设备包括机架(60)、加热装置(61)、旋转装夹装置(63)、固定承托装置(80)、半自动校直装置(70)和校直测量装置(64)；

2)、固定步骤，将焊接有铝合金尾盖(05)的高纯铝旋转靶(02)的一端同轴装夹固定于校直设备的旋转装夹装置(63)，焊接有铝合金端头(04)的高纯铝旋转靶(02)的一端活动放置于固定承托装置(80)，通过旋转装夹装置(63)旋转，使高纯铝旋转靶(02)相对固定承托装置(80)旋转，

其中，半自动校直装置(70)位于固定承托装置(80)的外侧，端头焊接口位于固定承托装置(80)与半自动校直装置(70)之间，加热装置(61)位于端头焊接口的上方；

3)、校直点确定步骤，包括以下子步骤，

3.1)、测量工具放置步骤，将校直测量装置(64)的测量杆的最下端抵贴于铝合金端头(04)内壁的端口边缘处，测量杆固定位于一位置点，通过将测量杆向下压一定的距离从而在测量表上形成一对应的初始数值，同时测量杆也形成有一定的向下的测量行程，

其中，校直测量装置(64)固定于校直设备的机架(60)上，校直测量装置(64)设置有测量杆和测量表，测量杆与测量表连接，测量杆的位移变化反应于测量表的数值变化，

3.2)、校直点测量步骤，通过启动旋转装夹装置(63)使铝合金端头(04)旋转，若铝合金端头(04)与高纯铝靶材管(03)不同轴，铝合金端头(04)在旋转过程中发生偏转，使抵顶于铝合金端头(04)端口边缘处的测量杆发生上下移动，从而使测量表内的数值发生对应的变化，记录测量表内的相对初始数值的变大幅度最大的最大值和/或最小值，

3.3)、校直点和校直值确定步骤，在记录得到初始数值、相对初始数值的变大幅度最大的最大值和的相对初始数值的变大幅度最大的最小值中的数值最小的为内校直点，内校直点与高纯铝靶材管(03)的轴线形成一校直面，内校直点对应的铝合金端头(04)端口的法兰盘的外壁的点确定为外校直点，内校直点与外校直点均位于校直面内，通过旋转装夹装置(63)旋转高纯铝旋转靶(02)使校直面旋转至竖直，外校直点为校直面的最低位置，初始数值和相对初始数值的变大幅度最大的最大值中的最大值与内校直点的测量表对应数值的差的一半与为校直值，将外校直点旋转至高纯铝旋转靶(02)的竖直方向的最低点，

3.4)、固定校直点步骤，将固定承托装置(80)锁定高纯铝旋转靶(02)，使校直面保持竖直，外校直点在校直过程中保持在校直面的最低位置；

4)、校直加热步骤，将加热装置(61)移动至端头焊接口处，通过加热装置(61)将端头焊接口的温度加热至150℃-300℃；

5)、半自动校直步骤，通过将抵顶部(71)上升顶推外校直点，使铝合金端头(04)沿径向方向产生形变，从而将高纯铝靶材管(03)和铝合金端头(04)之间的直线度提高，将测量杆的最低点抵贴于内校直点，人工控制半自动校直装置(70)使抵顶部(71)上升顶推外校直点，当测量表的增加数值等于校直值时，人工停止对半自动校直装置(70)的操作，同时加热装置(61)停止对端头焊接口加热，高纯铝旋转靶(02)冷却至常温，

其中，半自动校直装置(70)包括控制器、电机、定量传动杆和千斤顶，千斤顶包括抵顶部(71)、动力输入端(72)和抵顶驱动部(73)，抵顶驱动部(73)与抵顶部(71)驱动连接，动力输入端(72)与抵顶驱动部(73)连接，控制器电性连接电机，电机的输出端连接定量传动杆，定量传动杆与动力输入端(72)连接，通过电机带动定量传动杆转动使动力输入端(72)的动力输入为定量输入，从而使抵顶部(71)的顶推距离定量控制；

6)、校直检验步骤，当高纯铝旋转靶(02)冷却至常温后，重复校直点确定步骤对安装有铝合金端头(04)的高纯铝旋转靶(02)的一端的直线度进行校直检验，若测量表所测的校直值≤0.3mm，则校直完成，若测量表所测的校直值＞0.3mm，则重复校直加热步骤、半自动校直步骤和校直检验步骤，直至在校直校验步骤中，校直值≤0.3mm，则校直完成。

2.根据权利要求1所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：所述加热装置(61)为环形，在所述校直加热步骤中，加热装置(61)环绕所述端头焊接口加热。

3.根据权利要求2所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：所述半自动校直装置(70)选用5T压载规格的千斤顶，所述校直测量装置(64)选用百分表。

4.根据权利要求2所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：通过沿着所述铝合金端头(04)的轴线方向环绕设置的所述加热装置(61)对所述端头焊接口进行加热，通过设置在加热装置(61)的旁侧的降温部(62)对铝合金端头(04)进行降温，降温部(62)位于铝合金端头(04)端口的上方，通过设置在铝合金端头(04)的一侧的温度测量部对端头焊接口和所述法兰盘进行测温，

其中，校直设备包括控制器(65)，加热装置(61)、降温部(62)和温度测量部分别电性连接于控制器(65)。

5.根据权利要求4所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：在所述半自动校直步骤中，所述温度测量部测量所述铝合金端头(04)的端口边缘的温度，当铝合金端头(04)端口边缘的温度＞40℃时，所述控制器(65)启动所述降温部(62)对铝合金端头(04)的端口边缘进行降温，当铝合金端头(04)的端口边缘的温度≤40℃时，控制器(65)控制降温部(62)停止对铝合金端头(04)端口边缘降温。

6.根据权利要求5所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：在所述半自动校直步骤中，所述加热装置(61)停止对所述端头焊接口的加热时，所述控制器(65)启动所述降温部(62)对端头焊接口进行降温，同时控制器(65)启动所述温度测量部对端头焊接口进行温度测量，当温度测量部测量到端头焊接口的温度达到常温值时，控制器(65)控制降温部(62)停止对端头焊接口降温。

7.根据权利要求3所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：所述固定承托装置(80)设置有上承托架(81)和下承托架(82)，上承托架(81)铰接于下承托架(82)，下承托架(82)滑动安装于所述机架(60)的中部，上承托架(81)与下承托架(82)连接固定后，固定承托装置(80)的中部沿所述校直设备的长度方向形成一中空的固定承托孔，固定承托孔的内侧向固定承托孔的中心点方向凸出形成有至少两个固定承托柱。

8.根据权利要求7所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：在所述固定步骤中，所述固定承托装置(80)与所述旋转装夹装置(63)同轴安装，所述上承托架(81)和所述下承托架(82)分别至少设置有一个所述承托柱，上承托架(81)与下承托架(82)分离打开，所述高纯铝靶材管(03)放置于下承托架(82)的承托柱的顶面，承托柱的顶面抵贴于高纯铝靶材管(03)，承托柱支撑高纯铝靶材管(03)保持水平。

9.根据权利要求8所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：所述固定承托装置(80)的一侧设置有锁定装置(83)，锁定装置(83)包括第一锁定部和第二锁定部，第一锁定部设置在所述上承托架(81)的一侧，第二锁定部设置在所述下承托架(82)，第二锁定部的位置与第一锁定部的位置相对应，第一锁定部与第二锁定部锁定连接。

10.根据权利要求9所述的一种高纯铝旋转靶焊接端头的半自动校直方法，其特征在于：在所述校直点确定步骤中，所述高纯铝靶材管(03)相对所述下承托架(82)的承托柱旋转；

在所述校直加热步骤中，将所述第一锁定部与所述第二锁定部锁定连接，所述上承托架(81)和下承托架(82)的承托柱的顶面分别抵贴于所述高纯铝靶材管(03)的管外壁，固定承托架将所述高纯铝旋转靶(02)锁定定位；

在所述半自动校直步骤中，人工停止对所述半自动校直装置(70)的操作后，解除第一锁定部与第二锁定部的锁定连接。