CN108031937B - 医用热针低压辅助式钎焊装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明医用热针低压辅助式钎焊装置能够使得康铜丝与不锈钢针管的连接充分，成形良好，无未焊合区的问题，同时连接部分的长度可调，属于钎焊领域。负压装置与充氩箱密封连接并位于充氩箱的上方，充氩箱的内部充满氩气，坩埚位于充氩箱的内部，加热装置设置在坩埚上，坩埚内放置有钎料。去除康铜丝一端绝缘漆皮和杂质；将康铜丝穿入去除杂质后的不锈钢针管中，用膏状钎剂浸润康铜丝和不锈钢针管的前端；在充氩箱内充入氩气，加热坩埚内钎料；将待焊接热针的后端插入负压装置内，前端插入坩埚内至熔融钎料浸没不锈钢针管3～4mm，抽出不锈钢针管内的气体形成低压，使得坩埚中的熔融钎料向上流动填充不锈钢针管，保持3～5s；从充氩箱取出热针,冷却至室温。
Description
技术领域
本发明涉及一种钎焊装置和钎焊方法，具体涉及一种医用热针低压辅助式钎焊装置及方法。
背景技术
针灸是针法和灸法的总称。针法是指在中医理论的指导下把针具气体通常指毫针气体按照一定的角度刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来对人体特定部位进行刺激从而达到治疗疾病的目的，而灸法是以预制的灸炷或灸草在体表一定的穴位上烧灼、熏熨，利用热的刺激来预防和治疗疾病。
历代医家在针灸治疗寒症、虚时，力图使针能够适当加温，来提高临床疗效。如运用口腔含针的“暖针”法，古称“炜刺”的火针法，以及迄今针灸临床上还应用比较广泛的“温针灸”等等。但这些传统方法，受科学技术条件限制，各有其局限性。热针是在总结传统温针灸与火针灸优点的基础上创新的一种新型针灸方法，热针灸时，将热针刺入穴位实现“针”的功能，更能利用电流使针尖发热，让热量直接送达穴位以治疗疾病，热针灸将针刺热灸融为一体，是机械刺激和热刺激的有机结合。热针疗法是根据传统针灸理论，利用电流使热针针体发热，通过调节电流改变热针温度或使温度恒定，从而使治疗得到最佳疗效。
热针主体结构为一根外径0.3mm，内径0.2mm的不锈钢管及内部的直径0.09mm康铜丝，在热针尖端，要求去掉铜丝绝缘层并与不锈钢管实现紧密连接，经过机械加工形成锥角尖端，由于此处电阻值较高成为发热源。
传统工艺采用挤压法实现热针不锈钢针管与康铜丝的机械连接，成品率低且接头密封性差，一旦针尖部分存在缝隙则易引起病人的血液病传染，存在安全隐患。相比挤压法，焊接是实现两种材料冶金结合的有效方式，采用熔焊方法虽能连接热针不锈钢针管与康铜丝，但工艺较复杂；采用钎焊方法来实现热针不锈钢针管与康铜丝的连接，得到的热针尖端处，铜与不锈钢的连接不充分，成形不良，易产生多处未焊合区。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用普通钎焊方法连接热针不锈钢针管与康铜丝时，得到的热针尖端处，康铜丝与不锈钢针管的连接不充分，成形不良，产生多处未焊合区的问题，同时为实现热针尖端处，康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度可调。
为解决上述技术问题，本发明一种医用热针低压辅助式钎焊装置由负压装置、充氩箱、坩埚和加热装置组成，能够使得康铜丝与不锈钢针管的连接充分，成形良好，无未焊合区的问题，同时康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度可调。
所述负压装置与所述充氩箱密封连接，所述负压装置位于所述充氩箱的上方，所述充氩箱的内部充满氩气，所述坩埚位于所述充氩箱的内部并位于所述负压装置的下方，所述加热装置设置在所述坩埚上，所述加热装置用于给所述坩埚加热，待焊接热针的一端位于所述负压装置内，待焊接热针的另一端位于所述坩埚内，所述坩埚内放置有钎料。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置所述的负压装置由低压抽气装置、胶管和胶塞，所述低压抽气装置位于所述胶管的内部，所述胶塞密封连接在所述胶管的内部并位于所述低压抽气装置的下方，所述胶塞设置有连接待焊接热针的孔。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置所述的低压抽气装置活塞。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置所述的胶塞的上端过盈配合连接在胶管内部，所述胶塞的下端过盈配合连接在所述充氩箱上。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置所述的待焊接热针与所述胶塞密封连接。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置所述的充氩箱上设置有充入氩气的充氩口，所述加热装置为高频感应线圈。
采用上述的医用热针低压辅助式钎焊装置进行医用热针低压辅助式钎焊的方法，其特征在于，所述医用热针低压辅助式钎焊方法包括：
步骤一、去除康铜丝一端的表面绝缘漆皮，并将去除绝缘漆皮的康铜丝和不锈钢针管置于盛有丙酮的容器内，采用超声波清洗设备超声清洗去除不锈钢针管及康铜丝表面的杂质；
步骤二、将步骤一中去除杂质后的康铜丝穿入去除杂质后的不锈钢针管中，康铜丝的顶端向外折，将康铜丝卡在不锈钢针管的后端，用膏状钎剂QJ101或QJ102浸润康铜丝的前端及不锈钢针管的前端，得到待焊接热针；
步骤三、在充氩箱内充入氩气，形成保护氛围，开启加热装置，加热坩埚内钎料至高于钎料熔点50～100℃；
步骤四、将多支待焊接热针的后端插入负压装置内，待焊接热针的前端插入充氩箱中的坩埚内，坩埚内熔融钎料浸没不锈钢针管3～4mm，使用负压装置抽出不锈钢针管内的气体，在不锈钢针管内形成低压条件，压力差使得坩埚中的熔融钎料向上流动填充不锈钢针管，熔融钎料润湿康铜丝和不锈钢针管的内壁，保持3～5s，以实现整个焊接部位的升温，通过改变不锈钢针管内的压力来调节熔融钎料填充的高度，进而控制康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度；
步骤五、从充氩箱取出热针,冷却至室温以完成不锈钢针管与康铜丝的钎焊连接。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊方法所述的钎料为SCuP-6Sn，熔点800℃，开启加热装置将坩埚内的钎料加热至850～900℃。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊方法所述的康铜丝为Φ0.05-0.1mm的康铜丝。
作为本发明的进一步优化，本发明医用热针低压辅助式钎焊方法所述的不锈钢针管的外径为0.3-0.5mm，内径为0.2-0.4mm。
本发明医用热针低压辅助式钎焊装置及方法的有益效果为：
1、使用负压装置抽出不锈钢针管内的气体，在不锈钢针管内形成低压条件，因存在内外压力差，坩埚中的钎料填充不锈钢针管，润湿康铜丝和不锈钢针管内壁。解决采用普通钎焊方法连接热针不锈钢针管与康铜丝时，得到的热针尖端处，康铜丝与不锈钢针管的连接不充分，成形不良，产生多处未焊合区的问题，可以使得康铜丝与不锈钢针管的连接充分，成形良好，无未焊合区的问题。
2、通过改变不锈钢针管内的气体压力与充氩箱内部的气体压力之间的压力差，可以实现康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度可调，也就是熔融钎料向上流动填充不锈钢针管的填充高度可调。
3、工艺简单且成本低，易于向批量生产转化。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明医用热针低压辅助式钎焊装置的结构示意图。
图2为待焊接热针的结构示意图。
图3为图1中负压装置的结构示意图。
图4为加工圆锥尖角后热针的结构示意图。
图中：负压装置1；低压抽气装置1-1；胶管1-2；胶塞1-3；充氩箱2；坩埚3；加热装置4；充氩口5；待焊接热针6；不锈钢针管6-1；康铜丝6-2。
具体实施方式
下面结合图1、2、3、4说明本实施方式，本发明医用热针低压辅助式钎焊装置及方法，能够解决采用普通钎焊方法连接热针不锈钢针管与康铜丝时，得到的热针尖端处，康铜丝与不锈钢针管的连接不充分，成形不良，产生多处未焊合区的问题，可以使得康铜丝与不锈钢针管的连接充分，成形良好，无未焊合区的问题。此外还可以实现康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度可调，也就是熔融钎料向上流动填充不锈钢针管的填充高度可调。
该医用热针低压辅助式钎焊装置由负压装置1、充氩箱2、坩埚3和加热装置4组成，所述负压装置1与所述充氩箱2密封连接，负压装置1内部的低压空间与充氩箱2不连通。所述负压装置1位于所述充氩箱2的上方，以便于熔融的钎料在压力差的作用下向上流动填充不锈钢针管。所述充氩箱2的内部充满氩气，形成保护氛围，用于保护熔融的钎料不被氧化。所述坩埚3位于所述充氩箱2的内部并位于所述负压装置1的下方，所述加热装置4设置在所述坩埚3上，所述加热装置4用于给所述坩埚3加热，所述坩埚3内放置有钎料，从而使得坩埚3内的钎料被加热至熔融状态。待焊接热针6由不锈钢针管6-1和康铜丝6-2组成，康铜丝6-2插在不锈钢针管6-1中。待焊接热针6的一端位于所述负压装置1内，待焊接热针6的另一端位于所述坩埚3内。待焊接热针6位于坩埚3内的一端为需要焊接的一端。待焊接热针6位于负压装置1内的一端压力低，待焊接热针6位于坩埚3内的一端压力高，在压力差的作用下坩埚3内熔融的钎料向上流动填充不锈钢针管。
所述的负压装置1由低压抽气装置1-1、胶管1-2和胶塞1-3，所述低压抽气装置1-1位于所述胶管1-2的内部，所述胶塞1-3密封连接在所述胶管1-2的内部并位于所述低压抽气装置1-1的下方，所述胶塞1-3设置有连接待焊接热针6的孔。所述的胶塞1-3的上端过盈配合连接在胶管1-2内部，所述胶塞1-3的下端过盈配合连接在所述充氩箱2上。胶塞1-3将胶管1-2与充氩箱2连接在一起同时使得胶管1-2、胶塞1-3与低压抽气装置1-1形成的空间即负压装置的内部空间与充氩箱2的内部空间相隔绝，便于形成高低压腔体。所述的待焊接热针6与所述胶塞1-3密封连接，防止充氩箱2内的高压气体由胶塞1-3上的孔进入负压装置1内。所述的低压抽气装置1-1为活塞，向胶管1-2的上端拉活塞时，负压装置1内的气压便会降低。
所述的充氩箱2上设置有充入氩气的充氩口5，充氩口5用于向充氩箱2内充入氩气。所述加热装置4为高频感应线圈，用于给坩埚3加热，使得坩埚3内的钎料熔化。
采用所述的医用热针低压辅助式钎焊装置进行医用热针低压辅助式钎焊的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、去除康铜丝一端的表面绝缘漆皮，并将去除绝缘漆皮的康铜丝和不锈钢针管置于盛有丙酮的容器内，采用超声波清洗设备超声清洗去除不锈钢针管及康铜丝表面的杂质；可以用细砂纸打磨去除康铜丝一端的表面绝缘漆皮，并将去除绝缘漆皮的康铜丝和不锈钢针管置于盛有丙酮的容器内，采用超声波清洗设备在室温下超声清洗5min，去除不锈钢针管及康铜丝表面的杂质，特别是油污。
步骤二、将步骤一中去除杂质后的康铜丝穿入去除杂质后的不锈钢针管中，康铜丝的顶端向外折，将康铜丝卡在不锈钢针管的后端，用膏状钎剂QJ101或QJ102浸润康铜丝的前端及不锈钢针管的前端，得到待焊接热针；膏状钎剂QJ101或QJ102浸润康铜丝的前端及不锈钢针管的前端用于引导熔融的钎料向上流动。
步骤三、在充氩箱内充入氩气，形成保护氛围，开启加热装置，加热坩埚内钎料至高于钎料熔点50～100℃；
步骤四、将多支待焊接热针的后端插入负压装置内，待焊接热针的前端插入充氩箱中的坩埚内，坩埚内熔融钎料浸没不锈钢针管3～4mm，使用负压装置抽出不锈钢针管内的气体，在不锈钢针管内形成低压条件，压力差使得坩埚中的熔融钎料向上流动填充不锈钢针管，熔融钎料润湿康铜丝和不锈钢针管的内壁，保持3～5s，时间过少会导致钎焊不充分，时间过长会导致钎料从上端溢出，以实现整个焊接部位的升温，通过改变不锈钢针管内的压力来调节熔融钎料填充的高度，进而控制康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度；坩埚内熔融钎料浸没不锈钢针管3～4mm，这个是根据装置的结构设计和针的尺寸设计决定的。
步骤五、从充氩箱取出热针,冷却至室温以完成不锈钢针管与康铜丝的钎焊连接。经表面清理后将热针加工成为图4所示的圆锥尖角，即可装配成品。
所述的钎料为SCuP-6Sn，熔点800℃，开启加热装置将坩埚内的钎料加热至850～900℃。钎料的选择是根据康铜丝与不锈钢针管这两种材料的物理特性，属于硬钎料，如果温度低于850℃，会导致钎料熔化不充分，如果高于900摄氏度，会导致钎料的部分合金元素烧损，两者都会降低焊接接头性能，会造成康铜丝与不锈钢针管的连接不充分，成形不良，产生多处未焊合区。
所述的康铜丝为Φ0.05-0.1mm的康铜丝。康铜丝直径过大影响装配性，过小影响焊接可行性和导电性。
所述的不锈钢针管的外径为0.3-0.5mm，内径为0.2-0.4mm。不锈钢针管直径是产品指标，直径过大在针灸时患者体验不好，直径过小影响医师操作，是多个综合因素决定的。
本发明的工作原理是：
待焊接热针相当于内部插有康铜丝的细管，待焊接热针连通了负压装置1的内部空间与充氩箱2的内部空间。在没抽出不锈钢针管内的气体时，负压装置1的内部空间与充氩箱2的内部空间的气体压力相同；当抽出不锈钢针管内的气体时，负压装置1的内部空间的气体压力降低，不锈钢针管内的气体压力也降低，从而使得充氩箱2内部的气体压力大于不锈钢针管内的气体压力，在气体压力差的作用下，坩埚内的熔融钎料沿着不锈钢针管上流动填充不锈钢针管，熔融钎料润湿康铜丝和不锈钢针管的内壁，从而填充满康铜丝和不锈钢针管之间的间隙，保持压力差3～5s，以实现整个焊接部位的升温，然后从充氩箱取出热针,冷却至室温，便可以完成不锈钢针管与康铜丝的钎焊连接。
需要调节康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度，也就是熔融钎料向上流动填充不锈钢针管的填充高度可调时，控制不锈钢针管内的气体压力与充氩箱2内部的气体压力之间的压力差，压力差越大，康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度越长，压力差越小，康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度越短。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：该医用热针低压辅助式钎焊装置由负压装置(1)、充氩箱(2)、坩埚(3)和加热装置(4)组成，所述负压装置(1)与所述充氩箱(2)密封连接，所述负压装置(1)位于所述充氩箱(2)的上方，所述充氩箱(2)的内部充满氩气，所述坩埚(3)位于所述充氩箱(2)的内部并位于所述负压装置(1)的下方，所述加热装置(4)设置在所述坩埚(3)上，所述加热装置(4)用于给所述坩埚(3)加热，待焊接热针(6)的一端位于所述负压装置(1)内，待焊接热针(6)的另一端位于所述坩埚(3)内，所述坩埚(3)内放置有钎料。
2.根据权利要求1所述的医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：所述的负压装置(1)由低压抽气装置(1-1)、胶管(1-2)和胶塞(1-3)，所述低压抽气装置(1-1)位于所述胶管(1-2)的内部，所述胶塞(1-3)密封连接在所述胶管(1-2)的内部并位于所述低压抽气装置(1-1)的下方，所述胶塞(1-3)设置有连接待焊接热针(6)的孔。
3.根据权利要求2所述的医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：所述的低压抽气装置(1-1)为活塞。
4.根据权利要求2所述的医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：所述的胶塞(1-3)的上端过盈配合连接在胶管(1-2)内部，所述胶塞(1-3)的下端过盈配合连接在所述充氩箱(2)上。
5.根据权利要求3所述的医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：所述的待焊接热针(6)与所述胶塞(1-3)密封连接。
6.根据权利要求1所述的医用热针低压辅助式钎焊装置，其特征在于：所述的充氩箱(2)上设置有充入氩气的充氩口(5)，所述加热装置(4)为高频感应线圈。
7.采用权利要求1-5任一所述的医用热针低压辅助式钎焊装置进行医用热针低压辅助式钎焊的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、去除康铜丝一端的表面绝缘漆皮，并将去除绝缘漆皮的康铜丝和不锈钢针管置于盛有丙酮的容器内，采用超声波清洗设备超声清洗去除不锈钢针管及康铜丝表面的杂质；
步骤二、将步骤一中去除杂质后的康铜丝穿入去除杂质后的不锈钢针管中，康铜丝的顶端向外折，将康铜丝卡在不锈钢针管的后端，用膏状钎剂QJ101或QJ102浸润康铜丝的前端及不锈钢针管的前端，得到待焊接热针；
步骤三、在充氩箱内充入氩气，形成保护氛围，开启加热装置，加热坩埚内钎料至高于钎料熔点50～100℃；
步骤四、将多支待焊接热针的后端插入负压装置内，待焊接热针的前端插入充氩箱中的坩埚内，坩埚内熔融钎料浸没不锈钢针管3～4mm，使用负压装置抽出不锈钢针管内的气体，在不锈钢针管内形成低压条件，压力差使得坩埚中的熔融钎料向上流动填充不锈钢针管，熔融钎料润湿康铜丝和不锈钢针管的内壁，保持3～5s，以实现整个焊接部位的升温，通过改变不锈钢针管内的压力来调节熔融钎料填充的高度，进而控制康铜丝与不锈钢针管连接部分的长度；
步骤五、从充氩箱取出热针,冷却至室温以完成不锈钢针管与康铜丝的钎焊连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的钎料为SCuP-6Sn，熔点800℃，开启加热装置将坩埚内的钎料加热至850～900℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的康铜丝为Φ0.05-0.1mm的康铜丝。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的不锈钢针管的外径为0.3-0.5mm，内径为0.2-0.4mm。
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