一种不锈钢高温无氧真空焊接及光亮热处理工艺的制作方法

本发明属于不锈钢器具加工技术领域，具体涉及一种不锈钢高温无氧真空焊接及光亮热处理工艺。

背景技术：

现有的不锈钢手术器械的处理工艺为：机械加工→淬火→工作端高频焊接→表面处理→检验。这种工艺流程的缺点是工件经过整体淬火后再作局部焊接，焊接加热会改变工件的局部组织状态，不仅影响产品的力学性能和耐腐蚀性能，也影响产品的使用性能；其次，焊接基本是手工操作，质量控制难度大；还有，焊接与热处理分开操作，工期长，能耗高。

针对上述技术问题，中国专利于2013.07.22公开了名称为不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺及其应用(申请号：cn201310308380.0)的发明专利，在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金，并采用真空钎焊和真空热处理同步处理，二道工序合二为一，在控制真空度、加热速度、加热温度、钎焊温度、钎焊时机及冷却方式等基础上，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械，该不锈钢手术器械具有优良的耐磨性、防滑性能、防腐性能等，产品质量好，具有能耗低、生产率高、作业环境改善等特点，克服了原有工艺的品质缺陷。但是如何将焊件和焊料稳定地输送至真空高压气淬炉中是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述不足，提供一种不锈钢高温无氧真空焊接及光亮热处理工艺，根据操作对第一焊件和第二焊件采用不同方式限位，提高第一焊件、第二焊件和焊料的嵌入速度，增加第一焊件和第二焊件的稳定性。同时能将焊件和焊料稳定地输送至真空高压气淬炉中，放置位置准确，能保证焊接工作台处于托架的相同位置处，保证淬火热处理的高效。而且采用压紧块作为固定式限位点，而第二气缸作为活动式限位点，可改变压紧块和第二气缸之间的距离，实现对焊接工作台夹紧和松开，可配合滑块在滑轨上运动进行操作，增加焊件和焊料输送时的稳定性，且能满足上述焊接工作台脱离推送板。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种不锈钢高温无氧真空焊接及光亮热处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

a、组装焊接工作台：根据第一焊件和第二焊件的形状一体成型焊接工作台，焊接工作台的顶面设有凸起部，再在焊接工作台的凸台上装入夹板，夹板套设在凸台的螺纹柱上，螺纹柱上螺纹连接有第一螺母，第一螺母拧紧在夹板的顶面上，然后在夹板上螺纹拧入紧固件。

本发明通过焊料达到熔点后融掉，将第一焊件和第二焊件结合在一起，由于第二焊件的体积比第一焊件大，因此采用凸起部来对第二焊件进行限位，使得对第二焊件采用敞开式限位，便于后期从焊接工作台上取出不锈钢器具，针对第二焊件的形状来设计凸起部的形状；由于第一焊件的体积较小，如果采用跟第二焊件一样的方式进行限位，会造成第一焊件出现位移偏差，因此本发明采用夹板和紧固件将第一焊件固定在焊接工作台上，而夹板可转动连接在焊接工作台上。

b、将焊接工作台安装在焊件推送装置上：采用真空高压气淬炉对焊件和焊料进行淬火热处理，真空高压气淬炉的内部设置托架，托架通过支撑杆焊接在真空高压气淬炉的内侧上，真空高压气淬炉的下方设有滑轨，滑轨上设有滑块，通过丝杆电机驱动，滑块在滑轨上往复运动，滑块的顶部安装有第一气缸，第一气缸的顶部安装有推送装置，该推送装置包括推送板、第二气缸和压紧块，推送板安装在第一气缸的顶部上，压紧块转动连接在推送板上，第二气缸安装在推送板上，然后将焊接工作台放置在推送板上，焊接工作台处于第二气缸和压紧块之间的区域中，再采用第二气缸和压紧块限位焊接工作台。

本发明采用丝杆电机驱动滑块在滑轨上往复运动，可使得推送装置可在真空高压气淬炉中进出，推送装置进入到真空高压气淬炉中时，可通过第一气缸来改变推送装置的设置高度，可实现后期焊接工作台限位在托架的顶部上，而推送板处于托架的底部之间，此时焊接工作台脱离推送板，便于推送装置从真空高压气淬炉中退出，使得焊接工作台留在真空高压气淬炉中进行后期操作，由于滑块在滑轨上的行程可控，每次滑块在滑轨上往复移动相同的距离，使得滑块回到初始位置，又能保证焊接工作台处于托架的相同位置处，保证淬火热处理的高效。

c、在焊接工作台上嵌入第一焊件、第二焊件和焊料：将第二焊件嵌入并限位在焊接工作台的凸起部中，再将第一焊件放置在焊接工作台上，并调整第一焊件的位置，接着转动紧固件，紧固件固定第一焊件，然后在第一焊件和第二焊件之间嵌入焊料。

d、将焊接工作台推送到真空高压气淬炉中：打开真空高压气淬炉的端盖，通过丝杆电机驱动，使得滑块在滑轨上向真空高压气淬炉方向移动，并将焊接工作台推送到真空高压气淬炉中，当焊接工作台处于托架的上方时，停止丝杆电机驱动，然后控制第二气缸缩回，再控制第一气缸下降，焊接工作台限位在托架的顶部上，而推送板处于托架的底部之间，此时焊接工作台脱离推送板。

e、通过焊料将第一焊件和第二焊件结合：

(1)通过丝杆电机驱动，使得滑块在滑轨上远离真空高压气淬炉方向移动，将滑块回到滑轨的初始位置处，此时推送装置回到初始位置，然后关闭真空高压气淬炉的端盖。

(2)将真空高压气淬炉在真空条件下加热到800℃，加热至800℃以上时，向真空高压气淬炉的内部充入氮气，并加热到960℃-1080℃，使得焊料熔融，将第一焊件和第二焊件进行焊接结合，同时进行淬火热处理，然后冷却并在250-320℃回火，得到不锈钢器具。

f、取出不锈钢器具：

(1)打开真空高压气淬炉的端盖，通过丝杆电机驱动，使得滑块在滑轨上向真空高压气淬炉方向移动，再控制第一气缸上升，将焊接工作台设置在推送板上，接着控制第二气缸伸长，采用第二气缸和压紧块限位焊接工作台，然后通过丝杆电机驱动，使得滑块在滑轨上远离真空高压气淬炉方向移动，将滑块回到滑轨的初始位置处，此时推送装置回到初始位置。

(2)拧松夹板上的紧固件，再拧松螺纹柱上的第一螺母，转动并打开夹板，使得夹板不对第一焊件限位，然后从焊接工作台上取出不锈钢器具。

本发明采用压紧块和第二气缸相互配合来对焊接工作台夹紧和松开，如果采用两个对称设置的第二气缸来夹紧焊接工作台，会造成焊接工作台不稳定，因此本发明采用压紧块作为固定式限位点，而第二气缸作为活动式限位点，可改变压紧块和第二气缸之间的距离，实现对焊接工作台夹紧和松开，可配合滑块在滑轨上运动进行操作，增加焊件和焊料输送时的稳定性，且能满足上述焊接工作台脱离推送板。

进一步，焊接工作台组装完成后，在焊接工作台两侧的耳板上通入不锈钢拉杆，再在不锈钢拉杆的底部拧入第二螺母，并将第二螺母拧紧在耳板的底面上。由于本发明需要对焊接工作台安装和拆除，为了便于对焊接工作台，就在焊接工作台上设置不锈钢拉杆，可在不锈钢拉杆施加作用力。

进一步，推送板的底部焊接有导向杆，滑块的顶部安装有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲壳体和弹簧，弹簧安装在缓冲壳体的内部，导向杆插入到缓冲壳体中，导向杆支撑在弹簧上，在焊接工作台放置到推送板前，在导向杆上卡入卡块，卡块侧面焊接的支撑板对推送板的底部进行支撑，当在焊接工作台上嵌入第一焊件、第二焊件和焊料完成后，将卡块从导向杆上取出。由于推送板需要伸入到真空高压气淬炉中，因此推送板的长度较长，而焊接工作台增加了推送板变形的可能性，针对该问题，本发明在推送板的底部焊接导向杆，通过滑块顶部的缓冲装置中的弹簧对导向杆起到支撑作用，可对推送板增加支撑点，避免推送板变形情况。而且在嵌入第一焊件、第二焊件和焊料时，会对焊接工作台产生一定作用力，针对该问题，本发明通过卡块和支撑板对推送板的底部进行支撑，增加推送板的承重能力。

进一步，推送板和第一气缸的顶部通过紧固螺丝连接，由于需要将导向杆插入到缓冲壳体中，因此本发明将推送板和第一气缸之间设计成可拆卸连接。

进一步，将焊接工作台放置在推送板时，在推送板的第二通孔中插入竖直杆，此时竖直杆的顶部匹配在焊接工作台的第一通孔中，再在推送板的转轴上转动压紧块，将压紧块压紧焊接工作台，再将转轴上的第三螺母拧紧在压紧块上，然后开起第二气缸，第二气缸压紧焊接工作台，焊接工作台限位在第二气缸和压紧块之间。本发明在安装焊接工作台时，压紧块还处于打开状态，为了使得焊接工作台均设置在推送板的相同位置上，本发明在焊接工作台上开设第一通孔，在推送板上开设第二通孔，当竖直杆从下往上通入到推送板的第二通孔和焊接工作台的第一通孔中时，就使得焊接工作台设置在推送板的设计位置上。当从焊接工作台上取出不锈钢器具，将竖直杆从下往上通入到推送板的第二通孔和焊接工作台的第一通孔中，同时通过竖直杆的顶推作用，将不锈钢器具从焊接工作台上顶出，然后取出不锈钢器具。由于取出不锈钢器具不方便，可采用竖直杆将不锈钢器具从焊接工作台上顶出。

进一步，采用限位结构对初始状态的滑块进行限位，限位结构包括限位板和第一电机，限位板转动连接在滑轨上，第一电机安装在滑轨的外侧上，当滑块滑到滑轨的初始位置时，驱动第一电机，控制限位板在滑轨上顺时针转动，此时限位板对滑块进行限位，当需要滑块在滑轨上移动时，驱动第一电机，控制限位板在滑轨上逆时针转动，此时限位板水平设置，不对滑块进行限位。当滑块处于滑轨的初始位置时，本发明是对焊接工作台的安装和取出操作，因此通过限位板对滑块进行限位，增加滑块的稳定性和安全性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明通过焊料达到熔点后融掉，将第一焊件和第二焊件结合在一起，由于第二焊件的体积比第一焊件大，因此采用凸起部来对第二焊件进行限位，使得对第二焊件采用敞开式限位，便于后期从焊接工作台上取出不锈钢器具，针对第二焊件的形状来设计凸起部的形状；由于第一焊件的体积较小，如果采用跟第二焊件一样的方式进行限位，会造成第一焊件出现位移偏差，因此本发明采用夹板和紧固件将第一焊件固定在焊接工作台上，而夹板可转动连接在焊接工作台上。

2、本发明采用丝杆电机驱动滑块在滑轨上往复运动，可使得推送装置可在真空高压气淬炉中进出，推送装置进入到真空高压气淬炉中时，可通过第一气缸来改变推送装置的设置高度，可实现后期焊接工作台限位在托架的顶部上，而推送板处于托架的底部之间，此时焊接工作台脱离推送板，便于推送装置从真空高压气淬炉中退出，使得焊接工作台留在真空高压气淬炉中进行后期淬火热处理。由于滑块在滑轨上的行程可控，每次滑块在滑轨上往复移动相同的距离，使得滑块回到初始位置，又能保证焊接工作台处于托架的相同位置处，保证淬火热处理的高效。这样可使在焊接工作台上嵌入第一焊件、第二焊件和焊料的操作在真空高压气淬炉的外部进行，增加嵌入第一焊件、第二焊件和焊料的操作空间，便于调整第一焊件的位置，同时能快速采用紧固件固定第一焊件。本发明能将焊件和焊料稳定地输送至真空高压气淬炉中，使得嵌入第一焊件、第二焊件和焊料效率更高，且放置位置准确。

3、本发明采用压紧块和第二气缸相互配合来对焊接工作台夹紧和松开，如果采用两个对称设置的第二气缸来夹紧焊接工作台，会造成焊接工作台不稳定，因此本发明采用压紧块作为固定式限位点，而第二气缸作为活动式限位点，可改变压紧块和第二气缸之间的距离，实现对焊接工作台夹紧和松开，可配合滑块在滑轨上运动进行操作，增加焊件和焊料输送时的稳定性，且能满足上述焊接工作台脱离推送板。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明处于将焊接工作台安装在焊件推送装置上时的结构示意图；

图2为本发明处于组装焊接工作台时的结构示意图；

图3为本发明中推送装置的结构示意图；

图4为本发明中缓冲装置的结构示意图；

图5为本发明处于在焊接工作台上嵌入第一焊件、第二焊件和焊料时的结构示意图；

图6为图5中a处的结构示意图；

图7为本发明处于将焊接工作台推送到真空高压气淬炉中时的结构示意图；

图8为本发明处于焊接工作台脱离推送板时的结构示意图；

图9为本发明处于通过焊料将第一焊件和第二焊件结合时的结构示意图；

图10为本发明处于滑块回到滑轨的初始位置处时的结构示意图；

图11为本发明处于从焊接工作台上取出不锈钢器具时的结构示意图；

图12为图10中b处的结构示意图。

图中，1-焊接工作台；2-凸台；3-夹板；4-螺纹柱；5-第一螺母；6-紧固件；7-不锈钢拉杆；8-耳板；9-第二螺母；10-真空高压气淬炉；11-端盖；12-托架；13-支撑杆；14-滑轨；15-推送板；16-第二气缸；17-压紧块；18-滑块；19-第一气缸；20-导向杆；21-缓冲壳体；22-第一电机；23-竖直杆；24-第二通孔；25-第一通孔；26-凸起部；27-弹簧；28-卡块；29-支撑板；30-第一焊件；31-焊料；32-第二焊件；33-限位板。

具体实施方式

如图1至图12所示，为本发明一种不锈钢高温无氧真空焊接及光亮热处理工艺，包括如下步骤：

a、组装焊接工作台1：根据第一焊件30和第二焊件32的形状一体成型焊接工作台1，焊接工作台1的顶面设有凸起部26，再在焊接工作台1的凸台2上装入夹板3，夹板3套设在凸台2的螺纹柱4上，螺纹柱4上螺纹连接有第一螺母5，第一螺母5拧紧在夹板3的顶面上，然后在夹板3上螺纹拧入紧固件6。

本发明通过焊料31达到熔点后融掉，将第一焊件30和第二焊件32结合在一起，由于第二焊件32的体积比第一焊件30大，因此采用凸起部26来对第二焊件32进行限位，使得对第二焊件32采用敞开式限位，便于后期从焊接工作台1上取出不锈钢器具，针对第二焊件32的形状来设计凸起部26的形状；由于第一焊件30的体积较小，如果采用跟第二焊件32一样的方式进行限位，会造成第一焊件30出现位移偏差，因此本发明采用夹板3和紧固件6将第一焊件30固定在焊接工作台1上，而夹板3可转动连接在焊接工作台1上。

b、将焊接工作台1安装在焊件推送装置上：采用真空高压气淬炉10对第一焊件30、第二焊件32和焊料31进行淬火热处理，真空高压气淬炉10的内部设置托架12，托架12通过支撑杆13焊接在真空高压气淬炉10的内侧的热处理区域中。真空高压气淬炉10的下方设有滑轨14，滑轨14上设有滑块18，通过丝杆电机驱动，滑块18在滑轨14上往复运动。滑块18的顶部安装有第一气缸19，第一气缸19的顶部安装有推送装置，该推送装置包括推送板15、第二气缸16和压紧块17，推送板15安装在第一气缸19的顶部上，压紧块17转动连接在推送板15上，第二气缸16安装在推送板15上。然后将焊接工作台1放置在推送板15上，焊接工作台1处于第二气缸16和压紧块17之间的区域中，再采用第二气缸16和压紧块17限位焊接工作台1。

本发明采用丝杆电机驱动滑块18在滑轨14上往复运动，可使得推送装置可在真空高压气淬炉10中进出，推送装置进入到真空高压气淬炉10中时，可通过第一气缸19来改变推送装置的设置高度，可实现后期焊接工作台1限位在托架12的顶部上，而推送板15处于托架12的底部之间，此时焊接工作台1脱离推送板15，便于推送装置从真空高压气淬炉10中退出，使得焊接工作台1留在真空高压气淬炉10中进行后期操作，由于滑块18在滑轨14上的行程可控，每次滑块18在滑轨14上往复移动相同的距离，使得滑块18回到初始位置，又能保证焊接工作台1处于托架12的相同位置处，保证淬火热处理的高效。

c、在焊接工作台1上嵌入第一焊件30、第二焊件32和焊料31：将第二焊件32嵌入并限位在焊接工作台1的凸起部26中，再将第一焊件30放置在焊接工作台1上，并调整第一焊件30的位置，接着转动紧固件6，紧固件6固定第一焊件30，然后在第一焊件30和第二焊件32之间嵌入焊料31。

d、将焊接工作台1推送到真空高压气淬炉10中：打开真空高压气淬炉10的端盖11，通过丝杆电机驱动，使得滑块18在滑轨14上向真空高压气淬炉10方向移动，并将焊接工作台1推送到真空高压气淬炉10中，当焊接工作台1处于托架12的上方时，停止丝杆电机驱动，然后控制第二气缸16缩回，再控制第一气缸19下降，焊接工作台1限位在托架12的顶部上，而推送板15继续下降并处于托架12的底部之间，此时焊接工作台1脱离推送板15。

e、通过焊料31将第一焊件30和第二焊件32结合：

(1)通过丝杆电机驱动，使得滑块18在滑轨14上远离真空高压气淬炉10方向移动，将滑块18回到滑轨14的初始位置处，此时推送装置回到初始位置，然后关闭真空高压气淬炉10的端盖11。

(2)将真空高压气淬炉10在真空条件下加热到800℃，加热至800℃以上时，向真空高压气淬炉10的内部充入氮气，并加热到960℃-1080℃，使得焊料31熔融，将第一焊件30和第二焊件32进行焊接结合，同时进行淬火热处理，然后冷却并在250-320℃回火，得到不锈钢器具。

f、取出不锈钢器具：

(1)打开真空高压气淬炉10的端盖11，通过丝杆电机驱动，使得滑块18在滑轨14上向真空高压气淬炉10方向移动，再控制第一气缸19上升，将焊接工作台1设置在推送板15上，接着控制第二气缸16伸长，采用第二气缸16和压紧块17限位焊接工作台1。然后通过丝杆电机驱动，使得滑块18在滑轨14上远离真空高压气淬炉10方向移动，将滑块18回到滑轨14的初始位置处，此时推送装置回到初始位置。

(2)拧松夹板3上的紧固件6，再拧松螺纹柱4上的第一螺母5，转动并打开夹板3，使得夹板3不对第一焊件30限位，然后从焊接工作台1上取出不锈钢器具。

本发明采用压紧块17和第二气缸16相互配合来对焊接工作台1夹紧和松开，如果采用两个对称设置的第二气缸16来夹紧焊接工作台1，会造成焊接工作台1不稳定，因此本发明采用压紧块17作为固定式限位点，而第二气缸16作为活动式限位点，可改变压紧块17和第二气缸16之间的距离，实现对焊接工作台1夹紧和松开，可配合滑块18在滑轨14上运动进行操作，增加焊件和焊料31输送时的稳定性，且能满足上述焊接工作台1脱离推送板15。

焊接工作台1组装完成后，在焊接工作台1两侧的耳板8上通入不锈钢拉杆7，再在不锈钢拉杆7的底部拧入第二螺母9，并将第二螺母9拧紧在耳板8的底面上。由于本发明需要对焊接工作台1安装和拆除，为了便于对焊接工作台1，就在焊接工作台1上设置不锈钢拉杆7，可在不锈钢拉杆7施加作用力。

推送板15的底部焊接有导向杆20，滑块18的顶部安装有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲壳体21和弹簧27，弹簧27安装在缓冲壳体21的内部，导向杆20插入到缓冲壳体21中，导向杆20支撑在弹簧27上。在焊接工作台1放置到推送板15前，在导向杆20上卡入卡块28，卡块28侧面焊接的支撑板29对推送板15的底部进行支撑，当在焊接工作台1上嵌入第一焊件30、第二焊件32和焊料31完成后，将卡块28从导向杆20上取出。由于推送板15需要伸入到真空高压气淬炉10中，因此推送板15的长度较长，而焊接工作台1增加了推送板15变形的可能性，针对该问题，本发明在推送板15的底部焊接导向杆20，通过滑块18顶部的缓冲装置中的弹簧27对导向杆20起到支撑作用，可对推送板15增加支撑点，避免推送板15变形情况。而且在嵌入第一焊件30、第二焊件32和焊料31时，会对焊接工作台1产生一定作用力，针对该问题，本发明通过卡块28和支撑板29对推送板15的底部进行支撑，增加推送板15的承重能力。推送板15和第一气缸19的顶部通过紧固螺丝连接，由于需要将导向杆20插入到缓冲壳体21中，因此本发明将推送板15和第一气缸19之间设计成可拆卸连接。

将焊接工作台1放置在推送板15时，在推送板15的第二通孔24中插入竖直杆23，此时竖直杆23的顶部匹配在焊接工作台1的第一通孔25中，再在推送板15的转轴上转动压紧块17，将压紧块17压紧焊接工作台1，再将转轴上的第三螺母拧紧在压紧块17上，然后开起第二气缸16，第二气缸16压紧焊接工作台1，焊接工作台1限位在第二气缸16和压紧块17之间。本发明在安装焊接工作台1时，压紧块17还处于打开状态，为了使得焊接工作台1均设置在推送板15的相同位置上，本发明在焊接工作台1上开设第一通孔25，在推送板15上开设第二通孔24，当竖直杆23从下往上通入到推送板15的第二通孔24和焊接工作台1的第一通孔25中时，就使得焊接工作台1设置在推送板15的设计位置上。当从焊接工作台1上取出不锈钢器具，将竖直杆23从下往上通入到推送板15的第二通孔24和焊接工作台1的第一通孔25中，同时通过竖直杆23的顶推作用，将不锈钢器具从焊接工作台1上顶出，然后取出不锈钢器具。由于取出不锈钢器具不方便，可采用竖直杆23将不锈钢器具从焊接工作台1上顶出。

采用限位结构对初始状态的滑块18进行限位，限位结构包括限位板33和第一电机22，限位板33转动连接在滑轨14上，第一电机22安装在滑轨14的外侧上，当滑块18滑到滑轨14的初始位置时，驱动第一电机22，控制限位板33在滑轨14上顺时针转动，此时限位板33对滑块18进行限位，当需要滑块18在滑轨14上移动时，驱动第一电机22，控制限位板33在滑轨14上逆时针转动，此时限位板33水平设置，不对滑块18进行限位。当滑块18处于滑轨14的初始位置时，本发明是对焊接工作台1的安装和取出操作，因此通过限位板33对滑块18进行限位，增加滑块18的稳定性和安全性。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。