专利名称：气体保护焊接细丝的方法
技术领域：
本发明属于金属丝的焊接领域。特别适用于医学放射介入性治疗所用医用支架的焊接方法。
在当今医疗用品领域中，医用支架主要是应用于血管系统、非血管系统疾病的介入性治疗所用材料均采用316L或是317L不锈钢丝和镍钛形状记忆合金丝等金属丝加工而成。金属丝的直径一般为≤1mm，材质为超低碳不锈钢，其原因是该材料具有较好的力学性能和机械加工性能，而且在医疗界用于植入人体材料还具有良好的生物相容性。在现有技术中，该医用支架是采用手工或机械编织方法加工而成，然后再采用点焊接方法，将医用支架焊接成型，采用点焊接生产医用支架的主要缺点有(1)点焊热影响区较大，热影响区金属丝变软，支架回弹率低；(2)焊接能量不容易控制。点焊强度不够高，焊点容易弹开；或者能量过大，将金属丝一下子打断。
(3)点焊没有气体保护，焊接处变黑，难于打磨清洗，从而影响外观和植入人体的效果。
本发明的目的提出一种焊接效果好，产品焊后性能稳定，无污染、不需再加工的细丝气体保护焊接方法。
根据本发明的目的要求和被焊接医用支架的特性，所以我们必须采用焊接能量集中，焊接作用时间短，焊接时热影响区小的焊接方法，为防止焊接产品在焊接时不被氧化，因此还应采用气体保护焊接。本发明气体保护焊接细丝的方法是将已加入成型医用金属细丝的方法是将已加工成型医用金属细丝支架的焊接段放置焊接区域内对齐后再进行激光焊接，其特征在于焊接工作区必须采用气体保护焊接，焊接激光源为YAG激光，波长为1064nm，输出功率能量0.5-1KW，束斑直径0.1-0.6mm，脉宽1-100ms。采用本发明激光焊接方法所焊细丝支架的丝径为0.05-1mm，然后将该细金属丝根据设计者的要求加工成医用支架，为衔接支架接口或延长支架，需对细丝接口进行焊接，其焊接方法是根据丝径而选择适合的激光种类、能量、束斑直径和脉宽参数。本发明方法的焊接操作是将成型支架的焊接段对齐后置于激光焊接区域，并充放保护气体，保护气体为氩气或氮气，充气量为0.1L/min。然后将设定好参数的激光束射向有气体保护的金属支架的焊接段，此时焊接段金属丝被高能量的激光束熔接后由喷吹的保护体淬冷焊接段，使焊接段的力学性能优于母材。采用本发明方法所焊接的医用支架与现有技术相比较具有以下特点。
(1)焊区光亮美观。由于激光焊接能量集中，温度高，焊接动作在瞬间完成，且有保护气氛，表面没有氧化现象，呈闪亮的金属光泽。基本无需清理。
(2)焊区质量高。激光的能量密度远高于点焊，采用激光焊接工艺，可使金属丝完全熔化，由于脉宽小，而且加吹保护气降温，金属立即凝固，焊区强度非常高。
(3)激光的可控制性好，焊缝质量有保证。激光的工艺参数可以随着材料的变化连续可调，可保证金属完全熔化，不会出现熔断或虚焊现象。
(4)支架的回弹率高。激光焊接作用时间短，没有氧化，热变形小，所以支架打开后的弹率高。
试验将支架置入φ10的塑料管内反复推送5次，以模拟介入手术过程。见表2。激光焊接支架的直径基本没有变化，而点焊支架推送前直径与推送5次后直径变化较大(测量采用各方向平均值)。点焊支架直径降低以后不能保证原设计的支撑力。而且影响长期植入的效果。
(5)支架的结构刚性好。焊接段结构刚性是指部件在外力作用下不发生变形的能力。对支架而言，是指支架的支撑力。结构刚性主要与支架的材料与结构设计有关。支架焊接段的结构刚性差，达不到有效的持久扩张和疗效。
实施例根据本发明方法的具体范围要求，共做四组尺寸支架的试样，序号1为φ0.15mm细丝支架，2为φ0.4mm细丝支架，3为φ0.55mm细丝支架，4为φ0.7mm细丝支架，上述支架均采用激光焊方法制备，焊接时充氩气量为0.1L/min。为对比方便，同时也制备了两组点焊支架，其各组的焊接工艺参数均列在表1中，其各组的对对比效果列在其2中。其中，表1为医用支架的焊接工艺参数对比表，表2为焊接后支架的力学性能及试验对比表。上述试验是将各组中不同直径的316L不锈钢丝进行焊接，焊区均为5mm，焊后是采用德国微型测力拉伸机(WPM)上进行拉伸试验。通过试验可看出，采用本发明焊接方法所制备的支架在焊接段没发生断裂，断裂段均在母材区。表1医用支架焊接工艺参数的对比表
表2焊接后支架的力学性能及试验结果对比
权利要求
1.一种气体保护焊接细丝支架的方法是将已加工成型医用金属细丝支架的焊接段放置焊接区域内对齐后，再进行激光焊接，其特征在于焊接工作区必须采用气体保护焊接，焊接激光源为YAG激光，能量为0.5-1KW，束斑直径0.1-0.6mm，脉宽为1-100ms。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于保护气体为氩气或氮气。
全文摘要
本发明属于金属丝的焊接领域。特别适用于医学放射介入性治疗所用支架的焊接方法。该方法是将已加工成型的支架,在气体保护下采用激光源为YAG的激光焊接,激光焊方法的操作参数为能量0.5—1KW,束斑直径0.1—0.6mm,脉宽0.1—100ms。本发明方法与现有技术相比较;具有焊接段光亮美观,焊接效果好和焊接的支架回弹率高等特点。
文档编号B23K26/00GK1273899SQ0010973
公开日2000年11月22日 申请日期2000年7月3日 优先权日2000年7月3日
发明者范德增, 孙福玉, 王涛, 可大年, 毛京生, 徐温崇, 常芬, 田昆玲, 聂小振, 陈光利 申请人:安泰科技股份有限公司, 钢铁研究总院