CN103817425B - 金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医用金属材料焊接领域，特别是一种金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺。针对现有医用金属器件暴露在空气下或氩气保护下焊接有褶皱、不光滑，密封性、可靠性都不好的技术缺陷，本发明提供了一种金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，在密闭环境下用高频感应炉加热待焊接的金属组件熔化焊接处的银焊丝，同时通入氢氮混合气体进行保护，通过这种氢氮混合气体保护的银焊接工艺焊接制成的医用小构件，焊缝周边光滑、焊缝位置无褶皱，焊接的密封性和可靠性都很好。

Description

金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺
所属技术领域
本发明涉及医用金属材料焊接领域，特别是一种金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺。
背景技术
临床上检查或手术用的医疗器件多为不锈钢等金属焊接制成的小构件，对焊接的密封性及焊接可靠性要求很高，焊接工艺直接影响医疗手术器械的质量，例如与人体组织直接接触的冷冻治疗探杆。现有医用器件多暴露在空气中进行焊接，虽然有部分采用惰性气体如氩气进行保护焊接，但是氩气保护焊接会在焊缝位置出现褶皱以及焊缝周边不够光滑，褶皱或不够光滑都会严重影响焊接的密封性，其中不够光滑是因为焊料熔化不够彻底形成的细小残渣，对于前述的冷冻治疗探杆焊接密封差会导致绝热失败使探杆冻伤途径的人体组织，引发严重的医疗事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有医用金属器件暴露在空气下或氩气保护焊接密封性、可靠性都不够好的技术缺陷，提供一种金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，通过本发明所述的工艺焊接医用金属器件密封性和可靠性都很好，焊缝周边光滑、无褶皱。此外，除医用领域外本发明还可用于精密机械加工的电子、国防等相关领域内的金属组件焊接。
本发明解决技术问题采用的技术方案：金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是包括依序进行的以下步骤：
（1）在胶木底座上将待焊接的金属组件固定，用银焊丝在焊接处缠绕1-2圈；
（2）将高频感应炉的负载线圈调整至包围金属组件的焊接位置；
（3）用玻璃钟罩扣在胶木底座上罩住待焊接的金属组件，通过胶木底座上预设的进气管向钟罩内持续通入氢氮混合气体，同时通过胶木底座上预设的排气管向外界排气，所述混合气体中氢气和氮气之比为三比一；
（4）用试管在排气管的排气口进行取样，在试管口试点，待发生啪的一声后在排气管的排气口点火，燃烧排出的氢氮混合气体；
（5）开启高频感应炉对金属组件进行加热，使银焊丝熔化填满缝隙，同时接通冷却水对振荡管和高频感应线圈进行冷却；
（6）关闭高频感应炉，对金属组件降温冷却；
（7）停止通入氢氮混合气体，吹灭排气口燃烧的火焰，打开玻璃钟罩取出焊接好的金属组件。
通过本工艺焊接的金属组件在焊缝位置无褶皱，焊缝周边光滑，焊接密封性、可靠性都很好，满足医疗器件高质量的密封要求。
本银焊接工艺中使用的胶木底座和玻璃钟罩都为常见设备；带夹具的支架也是现有技术，可用于夹持固定金属组件；负载线圈的定位调整也为现有技术；高频感应炉可直接购买到，常用于冶炼特种金属和贵重金属，由于高频感应加热炉可以产生高频振荡，当需加热金属组件时，先将感应炉的高频负载线圈套在欲加热的金属组件外面，金属组件对负载线圈来说就像一个短路的次级线圈，当负载线圈内流过高频振荡电流时，即产生一个高频磁场，金属组件在高频电磁场中就感应出涡流，由于金属具有电阻，涡流在金属组件内流动，因电阻造成的损耗而发热，对于铁磁性材料的金属，高频电磁场还能产生磁滞损耗，从而增强发热量；胶木底座上可开孔预装进气管和排气管；氢气在点火前必须取样试点，其作用是为检验钟罩排出氢氮混合气体的纯净度，以免排出气体中还混合空气引发***；由于氢氮混合气体比较危险容易引起***，因此在停止通入氢氮混合气体以后通过吹灭排气口的火焰，可以避免回火引起通气******。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述的银焊丝熔化填满缝隙后继续保持高频感应炉处于开启状态，对金属组件进行20～30秒保温，然后再关闭高频感应炉。银焊丝熔化后保温一段时间然后再关闭高频感应炉，这段保温时间内高频感应炉继续处于工作状态，金属组件持续发热，可以让熔化的银焊丝充分浸润焊缝处的金属器件表面，进一步提高焊接密封性和可靠性，避免出现虚焊。
所述的银焊丝为银焊丝（Ag 72-Cu）。Ag 72-Cu银焊丝中银含量为72%，这种银焊丝可以直接采买到，这个配比焊接不锈钢为主的医用金属器件可以保证焊接质量，焊丝在焊缝位置熔化充分，焊缝周边光滑不易产生褶皱。
所述的氢氮混合气体通过氨发氢设备制得。氨发氢设备制备氢氮混合气体工艺为现有技术，如图2所示，通过氨发氢设备可以得到本焊接工艺所需混合比例最佳的混合保护气体，在金属组件固定前预热使氨发氢处于备用状态，
本发明在氢氮混合气体保护下对医用金属组件进行银焊接，通过本工艺焊接的金属组件在焊缝位置无褶皱，焊缝周边光滑，焊接密封性、可靠性都很好，满足医疗器件高质量的密封要求。
附图说明
图1：本发明的银焊接示意图。
图2：氨发氢设备制备氢氮混合气体示意图。
图中：1.负载线圈、2.金属组件、3.钟罩、4.银焊丝、5.排气管、6.进气管、7.支架、8.夹具、9.胶木底座。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
如图1所示，金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是包括依序进行的以下步骤：
（1）在胶木底座9上将待焊接的金属组件2固定，用银焊丝4（Ag 72-Cu）在焊接处缠绕1-2圈；
（2）将高频感应炉的负载线圈1调整至包围金属组件2的焊接位置；
（3）用玻璃钟罩3扣在胶木底座上罩住待焊接的金属组件2，通过胶木底座9上预设的进气管6向钟罩3内持续通入氢氮混合气体，同时通过胶木底座9上预设的排气管5向外界排气，所述混合气体中氢气和氮气之比为三比一；
（4）用试管在排气管5的排气口进行取样，在试管口试点，待发生啪的一声后在排气管5的排气口点火，燃烧排出的氢氮混合气体；
（5）开启高频感应炉对金属组件2进行加热，使银焊丝4熔化填满缝隙，同时接通冷却水对振荡管和高频感应线圈进行冷却；银焊丝熔化填满缝隙后继续保持高频感应炉处于开启状态，对金属组件2进行25秒保温；
（6）关闭高频感应炉，对金属组件2降温冷却；
（7）停止通入氢氮混合气体，吹灭排气口燃烧的火焰，打开玻璃钟罩3取出焊接好的金属组件。
此外，所述的氢氮混合气体通过氨发氢设备如图2所示制得；胶木底座9以及其上带夹具8的支架7也都是现有技术，可用于夹持固定金属组件2；高频感应炉为现有技术，在图中未示。

Claims (4)

1.金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是包括依序进行的以下步骤：
（1）在胶木底座上将待焊接的金属组件固定，用银焊丝在焊接处缠绕1-2圈；
（2）将高频感应炉的负载线圈调整至包围金属组件的焊接位置；
（3）用玻璃钟罩扣在胶木底座上罩住待焊接的金属组件，通过胶木底座上预设的进气管向钟罩内持续通入氢氮混合气体，同时通过胶木底座上预设的排气管向外界排气，所述混合气体中氢气和氮气之比为三比一；
（4）用试管在排气管的排气口进行取样，在试管口试点，待发生啪的一声后在排气管的排气口点火，燃烧排出的氢氮混合气体；
（5）开启高频感应炉对金属组件进行加热，使银焊丝熔化填满缝隙，同时接通冷却水对振荡管和高频感应线圈进行冷却；
（6）关闭高频感应炉，对金属组件降温冷却；
（7）停止通入氢氮混合气体，吹灭排气口燃烧的火焰，打开玻璃钟罩取出焊接好的金属组件。
2.根据权利要求1所述的金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是所述的银焊丝熔化填满缝隙后继续保持高频感应炉处于开启状态，对金属组件进行20～30秒保温，然后再关闭高频感应炉。
3.根据权利要求1或2所述的金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是所述的银焊丝为银焊丝Ag72-Cu。
4.根据权利要求1所述的金属小构件在氢氮混合气体保护下的银焊接工艺，其特征是所述的氢氮混合气体通过氨发氢设备制得。
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