半导体与真空设备制造

真空腔体制造与焊接

在受控环境中做全焊透洁净氩弧焊(TIG)——因为真空腔体的密封性,取决于它最差的那条焊缝。

制造真空腔体和制造压力容器不是一回事。压力容器看强度;真空腔体看的是有没有给气体留通路,而有影响的通路尺寸是以微米计的。

焊缝靠什么做到真空密封

全焊透,无咬边,收弧处无弧坑,无微孔。气孔通常就是元凶:没有通到表面的单个气孔无害,但一串把焊缝两面连通的气孔就是漏路。气孔源于污染——油、氧化皮、水分或用错保护气——所以焊前清洁比焊接手法本身更重要。

焊接环境

真空部件的焊缝在受控环境中进行,接头在施焊前即刻清理。不锈钢焊缝外侧形成的热色是氧化层;内侧的氧化层则是污染源,必须用机械或化学方法清除,腔体才算洁净。

变形为什么会变成真空问题

焊接大型腔体会把它拉变形。首先是尺寸问题,其次才是真空问题:法兰一旦不平就无法密封,所以密封面放在焊后加工而不是焊前。变形还会以各种方式把间隙闭合,让焊缝更难焊透,因此装配间隙和焊接本身同样重要。

验证

每一台焊接腔体在出厂前都做氦质谱检漏,检测方法和检测下限按台记录。目视检查焊缝,几乎无法判断它能不能保持超高真空——一条看起来完美的焊缝,可能正以 10⁻⁶ mbar·l/s 的速率漏气。

材料与板厚

从薄壁仪表腔到厚壁腔体筒体都用 304 和 316L 不锈钢,大型轻量化腔体用铝合金。薄板对热输入更敏感,因为板厚减薄时变形增长很快,这正是受控焊接工艺规程比操作者经验更管用的地方。

自有可控工序

常见问题

真空腔体怎么焊才不漏?

全焊透、接头洁净、保护气正确,并且没有弧坑和收弧缺陷。焊缝漏气最大的单一原因是焊前污染,而不是焊接手法差,所以真空件的接头准备和清理,比一般结构件要重视得多。

真空腔体焊接和压力容器焊接有什么区别?

压力容器按强度设计,用水压或气压试验验收;真空腔体按漏率设计,用质谱仪检测。一条能轻松通过水压试验的焊缝,仍可能以阻碍超高真空的速率漏气。

薄壁不锈钢能焊得不变形吗?

可以,靠控制热输入和合理的焊接顺序。薄壁件正是焊接工艺控制最关键的场合,因为壁越薄变形增长越快,而法兰一旦翘曲就封不住。

真空焊缝怎么检验?

靠氦质谱检漏,而不是目视。检测在成品腔体上进行,记录所用方法和检测下限,结果按台出具记录。

腔体焊完之后还要再加工吗?

要。密封面和安装面在焊接之后、变形已经发生之后再加工,这样它们才是平的和平行的。焊前加工等于把变形直接落到密封面上。

相关能力

不锈钢真空部件电解抛光服务
面向 304、316L 不锈钢与铝合金真空腔体的自有电解抛光产线,内表面 Ra < 0.4 µm,降低出气率,满足超高真空(UHV)工况。电解抛光与钝化均在厂内完成,不外协,一家供应商、一个交期,检测记录随件
氦质谱检漏与漏率检测服务
面向真空腔体、焊接件与馈通件的氦质谱检漏服务,检测下限 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s。真空腔体、大型焊接件与馈通件逐台检测并出具记录,注明检测方法与漏率,随件交付,而不是只给一句口头保证。
真空钎焊服务
面向不锈钢与铝合金组件的真空钎焊:不用钎剂、不生成氧化皮,焊后无需清洗,服役中也没有残留钎剂向腔体内持续放气。钎料按客户烘烤温度选型,接头用氦质谱检漏验证,而不是靠肉眼判断。
真空炉与真空热处理
真空热处理、真空钎焊与腔体真空烘烤除气(150–400 °C)服务:不锈钢与铝合金真空部件可按客户工艺曲线执行,全程记录炉温与工件温度,用于超高真空部件的除气处理,并逐件出具报告。
半导体真空腔体
面向半导体工艺设备的超高真空(UHV)与高真空腔体制造:等离子刻蚀、CVD/PVD、传片腔与工艺腔。316L 不锈钢与铝合金,氦质谱检漏至 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s,三坐标测量机(CMM)验证,电解
CF(ConFlat)法兰加工
超高真空用 CF(ConFlat)法兰精密加工:刀口密封可至 1 × 10⁻¹³ Torr,可烘烤至 450 °C,材质为 304L/316L 不锈钢,常规尺寸与非标几何形状均可加工,刀口角度与螺栓孔位逐件复
KF、ISO-K 与 ISO-F 真空法兰加工
KF(NW)、ISO-K 与 ISO-F 真空法兰精密加工,材质 304/316L 不锈钢与铝合金,规格自 KF10 至 ISO 630,O 型圈槽与密封面同序配对加工,中心圈与卡爪按标准配作,密封面不留周向
真空观察窗加工
真空观察窗法兰自有产线加工:CF 与 KF 窗体配同序加工的玻璃座,可烘烤的超高真空结构,支持非标尺寸与几何形状。玻璃座密封面与法兰内孔同心且平整,避免观察窗成为整台腔体最先漏的地方。
真空馈通法兰加工
CF 与 KF 真空馈通法兰体加工:功率、热电偶、仪表与多针馈通件,法兰体、陶瓷座与导体孔一次装夹加工,安装面与法兰内孔保证同轴、避免偏心,成品按整体组件做氦质谱检漏,附检测记录。
UHV 腔体与部件
超高真空(UHV)腔体与部件制造:316L 与 316LN 不锈钢,内表面电解抛光,配全金属密封可烘烤至 400 °C,配套 CF 法兰、观察窗、馈通件与波纹管,适用于半导体与科研真空系统,出厂前氦检漏至 1
定制真空腔体制造
定制真空腔体,按图纸或按规格制造:316L、铝合金,大型焊接件加工范围可达 12 m,逐台做氦检漏与三坐标测量机(CMM)验证,密封面均在焊后加工,并提供材质证明与焊接工艺文件,单件与批量长期供货均可。
真空除气腔
用于电池电芯、树脂与材料除气的 316L 真空除气腔:内表面电解抛光,配 ISO-KF 法兰接口,密封件按工艺蒸气选型,内部几何可完全排净、不留积液死角,便于换产品清洗,逐台氦检漏并做高真空性能验证。
热真空与空间环境模拟腔
热真空(TVAC)与空间环境模拟腔体制造:316L 不锈钢容器配内部热沉、馈通与光学接口,真空密封性经氦检漏验证,波纹管与滑动支撑吸收冷热位移,接口按需布置,冷热循环下保持真空边界完整。

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