CN202021433U - 矫正面焊接工件形变的矫正装置 - Google Patents

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潘杰
王学泽
李响
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Abstract

一种矫正面焊接工件形变的矫正装置，包括：底座，具有第一表面，与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面为平面；凸台，设置在所述底座第一表面，所述凸台具有与所述底座第一表面相对的第三表面，所述第三表面为曲面，所述第三表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向。由于矫正装置凸台表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向，因此在工件表面施加与冷却变形反方向的翘弯变形的力，将焊接造成的热胀冷缩产生的翘弯变形拉回至水平状态，解决工件焊接后冷却变形问题，方便后续加工和安装，同时适用批处理。

Description

矫正面焊接工件形变的矫正装置
技术领域
本实用新型涉及焊接制造领域，尤其涉及矫正面焊接工件形变的矫正装置。
背景技术
在机械加工领域，很多构件通过焊接组装，但对于金属或合金板材，由于焊接产生的热涨冷缩现象，很多冷却后的板材出现翘弯等现象，表面不平整。
近年来，随着半导体工艺的快速发展，利用物理气相沉积在半导体表面溅射形成一层薄膜成为半导体芯片和TFT-LCD生产过程中的关键工艺之一。所述溅射过程一般由溅射靶材来完成。靶材和背板通过焊料焊接起来形成溅射靶材组件。所述背板内设有水道，背板在所述靶材组件组装及溅射过程中起到支撑及传导热量的作用。
但是，所述靶材与背板在焊接后，由于热胀冷缩造成靶材组件形变量大，影响靶材组件质量，尤其是一些记忆性较高的金属，例如：金属钛和金属铝。现有的技术都是利用直接平压来矫正焊接后变形，例如申请公布号为CN101913039A的发明专利申请文件中提到的焊缝压平机，但由于靶材组件类产品背板中有水道，过度挤压会破坏背板水道。同时，由于钛的金属弹性较好，平压不能让其平整，过量下压又会造成过量变形。
同时在同一批同材质靶材与另一种材质的背板利用相同焊料焊接后，形变大致相同。
因此找到一种适用批处理的非平压矫正面焊接工件形变的矫正装置非常必要。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种适用批处理的非平压矫正面焊接工件形变的矫正装置。
为解决上述问题，本实用新型提供一种矫正面焊接工件形变的矫正装置，包括：底座，具有第一表面，与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面为平面；凸台，设置在所述底座第一表面，所述凸台具有与所述底座第一表面相对的第三表面，所述第三表面为曲面，所述第三表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向。
可选地，所述矫正装置底座第一表面尺寸不小于所述第二表面尺寸且第一表面尺寸大于所述第三表面尺寸。
可选地，所述凸台具有与所述第三表面相对的第四表面，所述第四表面为平面，设置于所述底座第一表面。
可选地，所述底座与凸台一体成型。
可选地，所述矫正装置厚度不小于10毫米。
可选地，所述凸台具有与第三表面相对的第四表面，所述第四表面为曲面，所述第四表面曲面形状与尺寸与另一工件面焊接冷却后表面形变反向；所述底座第一表面设置有与所述第三和第四表面对应的凹槽，所述凸台第三表面与第四表面的连接面设置凸环，用于将所述凸台第三表面或第四表面悬在所述底座凹槽内，所述凹槽水平面尺寸大于所述凸台第三表面尺寸且大于所述第四表面尺寸，所述凹槽底部与所述凹槽内的第三表面或第四表面的最小距离不小于8毫米。
可选地，所述凸环水平面外径尺寸不小于所述底座第一表面的尺寸。
可选地，所述矫正装置凸台厚度不小于50毫米，所述底座厚度不小于10毫米。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：由于矫正装置凸台表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向，因此在工件表面施加与冷却变形反方向的翘弯变形的力，将焊接造成的热胀冷缩产生的翘弯变形拉回至水平状态，解决工件焊接后冷却变形问题，方便后续加工和安装，同时适用批处理。同时，由于本实用新型提供的矫正装置凸台两相对表面曲面都为形状与尺寸与两批工件面焊接冷却后表面形变反向，因此可以矫正所述两批不同形变的焊接工件，节约矫正装置所用材料。
附图说明
图1是需矫正的三角形钛靶材组件形状示意图；
图2是图1所示靶材组件沿A-A’剖视图；
图3是本实用新型第一实施例矫正图1焊接靶材组件形变的矫正装置示意图；
图4是图1所示三角形钛靶材组件与图3所示矫正装置装配示意图；
图5是本实用新型第一实施例矫正图1三角形钛靶材组件形变的矫正装置制作方法流程图；
图6是本实用新型第一实施例矫正图1三角形钛靶材组件形变的矫正方法流程图；
图7是本实用新型实施例中矫正图1三角形钛靶材组件着力点示意图；
图8是本实用新型第二实施例矫正图1焊接靶材组件形变的矫正装置示意图；
图9是图1所示三角形钛靶材组件与图8所示矫正装置装配示意图；
图10是本实用新型第二实施例矫正两块三角形钛靶材组件形变的矫正装置制作方法流程图；
图11是本实用新型第二实施例矫正两块三角形钛靶材组件形变的矫正方法流程图。
具体实施方式
本实用新型的主旨是利用矫正装置凸台表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向的特点，在工件表面施加与冷却变形反方向的翘弯变形的力，将焊接造成的热胀冷缩产生的翘弯变形拉回至水平状态。
本实用新型提供一种矫正焊接工件形变的矫正装置，包括：底座，具有第一表面，与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面为平面；凸台，设置在所述底座第一表面，所述凸台具有与所述底座第一表面相对的第三表面，所述第三表面为曲面，所述第三表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的两个具体实施方式做详细的说明。
实施例一
以图1所示的三角形钛靶材组件为待矫正工件，其沿A-A’剖视图如图2所示，焊接三角形钛靶材1与铝背板2，靶托22焊接在背板背面，焊料为铟，冷却后形成三角形钛靶材组件。实际靶材组件焊接冷却后，表面为多个不同曲率半径组成的凹凸不平的曲面，为直观描述，图2中简化了形变且放大了形变量，钛靶材1与铝背板2向上弯曲，此种形变影响溅射靶材质量，需要矫正至平整。通常，形成的一批三角形钛靶材组件具有大致相同的形变。
上述靶材组件的矫正装置3如图3所示，材质为铝，包括：底座31，具有第一表面33，与所述第一表面33相对的第二表面34，所述第二表面34为平面；凸台32，设置在所述底座第一表面33，所述凸台32具有与所述底座第一表面33相对的第三表面35，所述第三表面35为曲面，所述第三表面35曲面形状与尺寸与图2所示靶材1与背板2面焊接冷却后表面形变反向。
所述凸台还具有与所述第三表面35相对的第四表面36，所述第四表面36为平面，设置于所述底座第一表面33，即所述凸台第四表面36与所述底座第一表面33重合。本实施例中，所述底座31和所述凸台32一体成型。在其他实施例中，也可以通过其他方式将所述凸台固定在底座上，例如将所述凸台第四表面36贴附在所述底座第一表面33。
进一步优化地，所述矫正装置底座第一表面33尺寸不小于所述第二表面34尺寸且所述第一表面33尺寸大于所述凸台第三表面35尺寸。本实施例中，所述矫正装置底座第一表面33水平面各边尺寸大于所述凸台第三表面35水平面各边20-30毫米。
进一步优化地，所述矫正装置厚度不小于10毫米。进一步优化地，所述矫正装置厚度为25毫米。
图4为图2三角形钛靶材组件与图3矫正装置装配图。所述三角形钛靶材组件背板2及背面焊接的靶托22放置在矫正装置的凸台32上，凸台第三表面35正对背板外表面21与靶托22。
图5是本实用新型矫正三角形钛靶材组件形变的矫正装置3制作方法流程图。执行步骤S11，待三角形靶材组件靶材背面与背板正面焊接冷却；
执行步骤S12，记录背板背面21的形变量；所述记录步骤是通过三座标测量仪完成。
执行步骤S13，根据形变量，利用机械加工制作矫正装置凸台第三表面35曲面；所述矫正装置凸台第三表面35曲面形状与尺寸与所述三角形靶材组件背板背面21形变反向。
需要说明的是，本实施例针对图2示意的钛靶材1与铝背板2向上弯曲形变，制作的凸台第三表面35为如图3所示的向下弯曲的曲面。实际应用中，针对钛靶材1与铝背板2不同的形变，凸台第三表面35也可以为向上弯曲或多曲率的曲面。
图6是本实施例利用图3所示矫正装置3矫正图2所示三角形钛靶材组件形变的矫正方法流程图。
结合图6和图4，执行步骤S21，把三角形靶材组件背板2放置在矫正装置凸台第三表面35曲面上。
执行步骤S22，至少在靶材正面三边与中心各设置一个着力点；所述三边着力点可为多个，所述着力点位置应避开背板内水管位置。
执行步骤S23，挤压靶材至表面平整，所述挤压步骤通过10吨压力机或千斤顶在着力点挤压靶材。图7是本实用新型三角形钛靶材组件着力点示意图，所述着力点共四个，中心一个601，三条边上各一个602、603与604。
实施例二
仍以图1所示的三角形钛靶材组件为第一块待矫正工件，其沿A-A’剖视图如图2所示，以具有与图1所示的靶材1与背板2形变反向，形变量相同的面焊接冷却后三角形钛靶材组件为第二块待矫正工件，具体为靶材1与背板2向下弯曲，本实用新型的另一种矫正装置，如图8所示。所述矫正装置包括：底座5，材质为铝，具有第一表面51，与所述第一表面相对的第二表面52，所述第二表面52为平面；凸台4，材质为钢，设置在所述底座第一表面51，所述凸台具有与所述底座第一表面51相对的第三表面41，所述第三表面41为曲面，所述第三表面41曲面形状与尺寸与图2所示靶材1与背板2面焊接冷却后表面形变反向，所述凸台具有与第三表面41相对的第四表面42，所述第四表面42为曲面，所述第四表面42曲面形状与尺寸与第二块工件面焊接冷却后表面形变反向，即与图2所示靶材1与背板2面焊接冷却后表面形变同向；所述底座第一表面51设置有与所述第三和第四表面对应的凹槽53，所述凸台第三表面41与第四表面42的连接面设置凸环43，用于将所述凸台第三表面41或第四表面42悬在所述底座凹槽53内，所述凹槽53水平面尺寸大于所述凸台第三表面41尺寸且大于所述第四表面42尺寸，所述凹槽53底部与所述凹槽内的第三表面41或第四表面42的最小距离不小于8毫米。
图8所示矫正装置的凸台第三表面41在上，第四表面42在下，也就是凸台4放置在底座5上，凸环43与第一表面51贴合，第三表面41位于凹槽53上方且与第一表面51相对，第四表面42位于凹槽53内且与第一表面51相对，此时，矫正装置可以用于矫正与所述第一块工件形变大致相同的一批工件。另外，也可以将凸台4反过来放置在底座5上，即凸台第四表面42在上，第三表面41在下，凸环43与第一表面51贴合，第四表面42位于凹槽53上方且与第一表面51相对，第三表面41位于凹槽53内且与第一表面51相对，此时，矫正装置可以用于矫正与所述第二块待矫正工件形变大致相同的一批工件。因此，本实施例的矫正装置可以矫正两批不同形变的焊接工件，节约矫正装置所用材料。
进一步优化地，所述矫正装置底座第一表面51尺寸不小于所述第二表面52尺寸，所述第一表面51尺寸大于所述凸台第三表面41尺寸且大于所述凸台第四表面42尺寸。本实施例中，所述矫正装置底座第一表面51水平面各边尺寸大于所述凸台第三表面41水平面各边20-30毫米且大于与所述凸台第四表面42水平面各边20-30毫米
进一步优化地，所述矫正装置凸台4厚度不小于50毫米。本实施例中，所述矫正装置厚度为50毫米。进一步优化地，所述底座5厚度不小于10毫米。本实施例中，所述底座厚度为10毫米。
进一步优化地，所述凹槽53底部与所述凹槽内的第三表面41或第四表面42的最小距离不小于8毫米。本实施例中，所述凹槽53底部与所述凹槽内的第三表面41或第四表面42的最小距离为8毫米。
图9为图1三角形钛靶材组件与图8矫正装置装配图。三角形钛靶材组件背板21及背面焊接的靶托22放置在矫正装置凸台第三表面41曲面上，凸台第三表面41曲面正对背板外表面21与靶托22。
图10是本实用新型矫正三角形钛靶材组件形变的矫正装置凸台4制作方法流程图。执行步骤S31，待第一与第二块三角形靶材组件靶材背面与背板正面焊接冷却。
执行步骤S32，记录第一块三角形靶材组件背板背面的形变量；所述记录步骤是通过三座标测量仪完成。
执行步骤S33，根据形变量，利用机械加工制作矫正装置凸台第三表面41曲面；所述矫正装置凸台第三表面41曲面形状与尺寸与所述第一块三角形靶材组件背板背面21形变反向。
执行步骤S34，记录第二块三角形靶材组件背板背面的形变量；所述记录步骤是通过三座标测量仪完成。
执行步骤S35，根据形变量，利用机械加工制作矫正装置凸台第四表面42曲面；所述矫正装置凸台第四表面42曲面形状与尺寸与所述第二块三角形靶材组件背板背面形变反向。
执行步骤S36，所述凸台第三表面41与第四表面42的连接面焊接凸环43。
矫正底座5制作方法：通过机械加工在所述底座第一表面51形成凹槽53，所述凹槽53水平面尺寸大于所述凸台第三表面41尺寸且大于所述第四表面42尺寸，所述凹槽底部与所述凹槽53内的第三表面41或第四表面42的最小距离不小于8毫米。
图11是本实用新型矫正两块三角形钛靶材组件形变的矫正方法流程图。结合图9，执行步骤S41，把第一块三角形靶材组件背板放置在矫正装置凸台第三表面41曲面上，此时所述凸台第三表面41朝上。
执行步骤S42，至少在第一块三角形靶材组件靶材正面三边与中心各设置一个着力点；所述三边着力点可为多个，所述着力点位置应避开背板内水管位置。
执行步骤S43，挤压靶材至表面平整，所述挤压步骤通过10吨压力机或千斤顶在着力点挤压靶材。
执行步骤S44，翻转凸台，把凸台第三表面41放置在所述底座凹槽53内，此时凸台第四表面42朝上；
执行步骤S45，把第二块三角形靶材组件背板放置在矫正装置凸台第四表面42曲面上。
执行步骤S46，至少在第二块三角形靶材组件靶材正面三边与中心各设置一个着力点；所述三边着力点可为多个，所述着力点位置应避开背板内水管位置。
执行步骤S47，挤压第二块三角形靶材至表面平整，所述挤压步骤通过10吨压力机或千斤顶在着力点挤压靶材。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述矫正装置包括：
底座，具有第一表面，与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面为平面；
凸台，设置在所述底座第一表面，所述凸台具有与所述底座第一表面相对的第三表面，所述第三表面为曲面，所述第三表面曲面形状与尺寸与所述工件面焊接冷却后表面形变反向。
2.根据权利要求1所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述矫正装置底座第一表面尺寸不小于所述第二表面尺寸且第一表面尺寸大于所述第三表面尺寸。
3.根据权利要求1所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述凸台具有与所述第三表面相对的第四表面，所述第四表面为平面，设置于所述底座第一表面。
4.根据权利要求3所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述底座与凸台一体成型。
5.根据权利要求3所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述矫正装置厚度不小于10毫米。
6.根据权利要求1所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述凸台具有与第三表面相对的第四表面，所述第四表面为曲面，所述第四表面曲面形状与尺寸与另一工件面焊接冷却后表面形变反向；所述底座第一表面设置有与所述第三和第四表面对应的凹槽，所述凸台第三表面与第四表面的连接面设置凸环，用于将所述凸台第三表面或第四表面悬在所述底座凹槽内，所述凹槽水平面尺寸大于所述凸台第三表面尺寸且大于所述第四表面尺寸，所述凹槽底部与所述凹槽内的第三表面或第四表面的最小距离不小于8毫米。
7.根据权利要求6所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述凸环水平面外径尺寸不小于所述底座第一表面的尺寸。
8.根据权利要求6所述的矫正面焊接工件形变的矫正装置，其特征在于，所述矫正装置凸台厚度不小于50毫米，所述底座厚度不小于10毫米。
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