本發明涉及濺射靶材,具體涉及一種含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝。
背景技術:
1、磁控濺射是一種利用磁場控制金屬靶材表面原子釋放的技術。在磁控濺射過程中,金屬靶材被置于真空室中,通過加熱或者電子轟擊等方式使靶材表面的金屬原子釋放出來,然后利用磁場控制這些金屬原子沉積到基板表面上,形成薄膜或者涂層。磁控濺射技術具有高成膜速率、成膜均勻性好、薄膜質量高等優點,被廣泛應用于光學涂層、導電膜、防腐蝕涂層等領域。
2、但高能粒子長時間的磁控濺射會導致靶材局部過熱,如果不及時進行冷卻,容易造成濺射靶材局部擊穿或晶?;F象。背板一方面起到支撐靶材、裝配機臺的作用,另一方面背板上設計水道,在水道中通入循環水達到對靶坯降溫的作用。
3、cn112045309b公開了一種靶材用水路背板的制備方法,包括以下步驟:(1)在銅背板主體上加工t型槽,t型槽包括由上至下排列的蓋板槽和水槽;(2)在蓋板槽上放置蓋板,得到待焊接水路銅背板;(3)將焊接工件固定在剛性工裝上;(4)在待焊接水路銅背板的上方設置激光器;(5)先對待焊接水路銅背板進行點焊;(6)進行一次焊接;(7)進行二次焊接:將焊針逐漸旋轉入接縫,使焦點位于銅背板主體和蓋板之間的接縫處,然后同時開啟攪拌摩擦頭和激光器,并同時向焊接方向同步按相同的進給量進給攪拌摩擦頭和焦點。
4、上述技術方案采用點焊、一次焊接、二次焊接的方式將蓋板焊接在背板上,而且在二次焊接時采用激光束進行照射,束能夠瞬間提高待焊接材料的溫度,降低預熱時間,提升焊接速率,延長攪拌摩擦頭壽命。但是上述技術方案在點焊之后還需要經過一次焊接、二次焊接才能完成焊接,并且在二次焊接時還需要激光束的介入,整體效率偏低,而且成本非常高。
技術實現思路
1、本發明的目的在于解決上述問題,提供了一種含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,本焊接工藝在點焊時,采用第一攪拌針,通過控制每個點焊位置之間的距離以及主軸轉速,在保證效率的同時,使蓋板和背板連接的更加穩固,不需要進行預焊接,并且在下壓焊接時,采用第二攪拌針,以完全覆蓋點焊的焊縫熔深和焊縫熔寬的方式進行焊接,保證焊接強度和氣密性。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
3、一種含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,包括如下步驟:
4、步驟(1):將水道蓋板安裝在背板的凹槽上,并將背板裝夾到外設的攪拌摩擦焊設備上;
5、步驟(2):在蓋板和背板的接縫處,采用第一攪拌針以點焊的方式,主軸的轉速為500~800r/min,將蓋板固定在背板上,每個點焊位置之間的距離為40~60mm;
6、步驟(3):在蓋板和背板的接縫處,采用第二攪拌針以軸肩下壓的方式沿接縫移動,將蓋板焊接在背板上,并完全覆蓋步驟(2)的焊縫熔深和焊縫熔寬。
7、其中,步驟(2)中所述的主軸的轉速為500~800r/min,可以采用500r/min、600r/min、700r/min、800r/min等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。
8、本發明所述的每個點焊位置之間的距離為40~60mm,可以采用40mm、50mm、60mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。
9、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述第一攪拌針的長度為4~6mm;所述第二攪拌針的長度為5~7mm。其中第一攪拌針可以采用4mm、5mm、6mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。第二攪拌針可以采用5mm、6mm、7mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。所述第二攪拌針的長度大于第一攪拌針的長度。這樣才能保證完全覆蓋點焊時的焊縫熔深和焊縫熔寬。隱含地,也就是當第一攪拌針的長度為5mm的時候,第二攪拌針的長度要大于5mm。
10、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述凹槽內設有沿凹槽長度方向布置的臺階,所述凹槽的豎直截面為t型結構,當所述蓋板安裝在凹槽上時,所述臺階的頂部與蓋板的底部貼合。
11、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述背板的上表面和蓋板的上表面的平面度為0.1~0.5mm。平面度是指物體表面與一個理想平面之間的偏差程度,可以為0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。
12、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述步驟(1)中,所述蓋板和背板在安裝前,依次進行除油、清洗和干燥。油污會影響焊接過程中的金屬熔化和流動,導致焊接質量不穩定或者出現焊接缺陷;雜質和污垢會影響摩擦焊的摩擦效果和熱傳導效率;濕潤的工件表面會導致焊接過程中出現氣泡或者氣孔。所以除油、清洗和干燥可以提高焊接的質量和穩定性。
13、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述步驟(2)中,軸肩下壓量為0~0.3mm。可以采用0mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。
14、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,所述步驟(3)中,焊接速度為60~100mm/min、主軸轉速為600~1000r/min、軸肩下壓量為0.2~0.4mm。其中焊接速度可以采用60mm/min、70mm/min、80mm/min、90mm/min、100mm/min等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。主軸的轉速可以采用600r/min、700r/min、800r/min、900r/min、1000r/min等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。軸肩下壓量可以采用0.2mm、0.3mm、0.4mm等,但并不限于所列舉的數值,在本數值范圍內的其他未列舉的數值均適用。
15、在上述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝中,還包括步驟(4),所述步驟(4)為:焊接完成后依次進行熱處理、整平處理和成品機加工,得到成品背板。通過對焊接部位進行恒溫保溫處理,可以消除殘余應力,提高焊縫的力學性能和耐腐蝕性能;整平處理可以消除焊接過程中產生的凹凸不平,提高背板的表面質量和尺寸精度;成品機加工是為了進一步提高精度和表面質量。
16、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
17、本發明在點焊時,采用第一攪拌針,通過控制每個點焊位置之間的距離以及主軸轉速,在保證效率的同時,使蓋板和背板連接得更加穩固,不需要進行預焊接,并且在下壓焊接時,采用第二攪拌針,以完全覆蓋點焊的焊縫熔深和焊縫熔寬的方式進行焊接,保證焊接強度和氣密性。
1.一種含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述第一攪拌針的長度為4~6mm;所述第二攪拌針的長度為5~7mm,所述第二攪拌針的長度大于第一攪拌針的長度。
3.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述凹槽內設有沿凹槽長度方向布置的臺階,所述凹槽的豎直截面為t型結構,當所述蓋板安裝在凹槽上時,所述臺階的頂部與蓋板的底部貼合。
4.根據權利要求3所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述背板的上表面和蓋板的上表面的平面度為0.1~0.5mm。
5.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述步驟(1)中,所述蓋板和背板在安裝前,依次進行除油、清洗和干燥。
6.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述步驟(2)中,軸肩下壓量為0~0.3mm。
7.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,所述步驟(3)中,焊接速度為60~100mm/min、主軸轉速為600~1000r/min、軸肩下壓量為0.2~0.4mm。
8.根據權利要求1所述的含水道的濺射靶材銅背板焊接工藝,其特征在于,還包括步驟(4),所述步驟(4)為:焊接完成后依次進行熱處理、整平處理和成品機加工,得到成品背板。