[發明專利]金屬小構件在氫氮混合氣體保護下的銀焊接工藝

有效

• 申請號: 201410042628.8
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103817425B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 章忠敏;呂維敏;楊笑鶴
• 申請（專利權）人: 浙江省醫療器械研究所
• 主分類號: B23K13/01
• 分類號: B23K13/01;B23K13/06;B23K13/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 戴曉翔

所屬技術領域

本發明涉及醫用金屬材料焊接領域，特別是一種金屬小構件在氫氮混合氣體保護下的銀焊接工藝。

背景技術

臨床上檢查或手術用的醫療器件多為不銹鋼等金屬焊接制成的小構件，對焊接的密封性及焊接可靠性要求很高，焊接工藝直接影響醫療手術器械的質量，例如與人體組織直接接觸的冷凍治療探桿。現有醫用器件多暴露在空氣中進行焊接，雖然有部分采用惰性氣體如氬氣進行保護焊接，但是氬氣保護焊接會在焊縫位置出現褶皺以及焊縫周邊不夠光滑，褶皺或不夠光滑都會嚴重影響焊接的密封性，其中不夠光滑是因為焊料熔化不夠徹底形成的細小殘渣，對于前述的冷凍治療探桿焊接密封差會導致絕熱失敗使探桿凍傷途徑的人體組織，引發嚴重的醫療事故。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有醫用金屬器件暴露在空氣下或氬氣保護焊接密封性、可靠性都不夠好的技術缺陷，提供一種金屬小構件在氫氮混合氣體保護下的銀焊接工藝，通過本發明所述的工藝焊接醫用金屬器件密封性和可靠性都很好，焊縫周邊光滑、無褶皺。此外，除醫用領域外本發明還可用于精密機械加工的電子、國防等相關領域內的金屬組件焊接。

本發明解決技術問題采用的技術方案：金屬小構件在氫氮混合氣體保護下的銀焊接工藝，其特征是包括依序進行的以下步驟：

（1）在膠木底座上將待焊接的金屬組件固定，用銀焊絲在焊接處纏繞1-2圈；

（2）將高頻感應爐的負載線圈調整至包圍金屬組件的焊接位置；

（3）用玻璃鐘罩扣在膠木底座上罩住待焊接的金屬組件，通過膠木底座上預設的進氣管向鐘罩內持續通入氫氮混合氣體，同時通過膠木底座上預設的排氣管向外界排氣，所述混合氣體中氫氣和氮氣之比為三比一；

（4）用試管在排氣管的排氣口進行取樣，在試管口試點，待發生啪的一聲后在排氣管的排氣口點火，燃燒排出的氫氮混合氣體；

（5）開啟高頻感應爐對金屬組件進行加熱，使銀焊絲熔化填滿縫隙，同時接通冷卻水對振蕩管和高頻感應線圈進行冷卻；

（6）關閉高頻感應爐，對金屬組件降溫冷卻；

（7）停止通入氫氮混合氣體，吹滅排氣口燃燒的火焰，打開玻璃鐘罩取出焊接好的金屬組件。

通過本工藝焊接的金屬組件在焊縫位置無褶皺，焊縫周邊光滑，焊接密封性、可靠性都很好，滿足醫療器件高質量的密封要求。

本銀焊接工藝中使用的膠木底座和玻璃鐘罩都為常見設備；帶夾具的支架也是現有技術，可用于夾持固定金屬組件；負載線圈的定位調整也為現有技術；高頻感應爐可直接購買到，常用于冶煉特種金屬和貴重金屬，由于高頻感應加熱爐可以產生高頻振蕩，當需加熱金屬組件時，先將感應爐的高頻負載線圈套在欲加熱的金屬組件外面，金屬組件對負載線圈來說就像一個短路的次級線圈，當負載線圈內流過高頻振蕩電流時，即產生一個高頻磁場，金屬組件在高頻電磁場中就感應出渦流，由于金屬具有電阻，渦流在金屬組件內流動，因電阻造成的損耗而發熱，對于鐵磁性材料的金屬，高頻電磁場還能產生磁滯損耗，從而增強發熱量；膠木底座上可開孔預裝進氣管和排氣管；氫氣在點火前必須取樣試點，其作用是為檢驗鐘罩排出氫氮混合氣體的純凈度，以免排出氣體中還混合空氣引發爆炸；由于氫氮混合氣體比較危險容易引起爆炸，因此在停止通入氫氮混合氣體以后通過吹滅排氣口的火焰，可以避免回火引起通氣系統爆炸。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明采用如下技術措施：所述的銀焊絲熔化填滿縫隙后繼續保持高頻感應爐處于開啟狀態，對金屬組件進行20～30秒保溫，然后再關閉高頻感應爐。銀焊絲熔化后保溫一段時間然后再關閉高頻感應爐，這段保溫時間內高頻感應爐繼續處于工作狀態，金屬組件持續發熱，可以讓熔化的銀焊絲充分浸潤焊縫處的金屬器件表面，進一步提高焊接密封性和可靠性，避免出現虛焊。

所述的銀焊絲為銀焊絲（Ag?72-Cu）。Ag?72-Cu銀焊絲中銀含量為72%，這種銀焊絲可以直接采買到，這個配比焊接不銹鋼為主的醫用金屬器件可以保證焊接質量，焊絲在焊縫位置熔化充分，焊縫周邊光滑不易產生褶皺。

所述的氫氮混合氣體通過氨發氫設備制得。氨發氫設備制備氫氮混合氣體工藝為現有技術，如圖2所示，通過氨發氫設備可以得到本焊接工藝所需混合比例最佳的混合保護氣體，在金屬組件固定前預熱使氨發氫處于備用狀態，

本發明在氫氮混合氣體保護下對醫用金屬組件進行銀焊接，通過本工藝焊接的金屬組件在焊縫位置無褶皺，焊縫周邊光滑，焊接密封性、可靠性都很好，滿足醫療器件高質量的密封要求。

附圖說明