激光焊接技术在PFM上的应用
焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的方法。牙科应用焊接技术制作修复体已有一百多年的历史了。以往采用的焊接方法为焊料焊接,如金焊、银焊。这些传统的焊接方法具有加热时间长、热变形大、且易产生氧化、焊接点簿弱、操作繁琐等诸多缺点,已不能满足现代口腔修复的要求。目前,已有研究将工业上应用的几种焊接技术引入口腔修复学领域,如激光焊、氩弧焊、红外线焊、等离子弧焊、真空电子焊等。这些现代焊接技术极大地提高了焊接的质量和焊接的精度,在口腔修复制作中有着广阔的应用前景。其中,激光焊接在1970年被GordenT.E引入牙科,以其精确、快速、卫生、高效、操作简便等突出优点逐渐广泛地应用于临床。
1.激光焊接的工作原理
激光焊接的能源为高密度的单色光电磁能,通过聚焦作用于一个微小的区域(如焊件接缝),轰击金属,使之熔化,然后冷却,凝固在一起。激光束聚焦后光斑直径可小至0.01mm,能量密度可高达109w/cm2,热量集中。
目前临床上常刚的激光源为Nd:YAG(钕:钇铝石榴石)。为不使焊件在高温下被氧化,焊接一般要求在氩气保护下进行。
2.激光焊接的优越性与不足
2.1 与传统的焊接技术相比,激光焊接具有明显的优势。
2.1.1 激光束能量密度高,穿透性强,特别适合于钛等难熔合金的焊接。
2.1.2 焊接可在玻璃制成的密闭容器内进行。在高纯度氩气的保护下,最大程度的避免了氧化及污染,提高焊缝质量。
2.1.3 激光束经聚焦后,可精确定位于焊接部位,加热范围小,热影响区小,因此焊接变形小,可获得高质量的精确的良好外形。
2.1.4 激光束可通过光学方法进行弯曲、偏转、聚合等传输,特别适合于微型焊件及到达性很差部位的焊接。
2.1.5 激光焊接无需中间焊料,凶而减小了由于焊接而降低新焊接部位的耐腐蚀性。
2.1.6 激光束小受磁场区的影响。
2.1.7 焊件小需包埋,因而省时、快速。
2.1.8 操作简便,不需专业培训。
2.2 激光焊接的不足之处
2.2.1 激光热源为单色高亮度光束,其穿透力有限,有学者在焊接钛等难熔金属时,就发现铁棒中份大部分末焊透,有形成天然裂缝的缺陷,直接影响焊接接头性能,可能导致修复失败。
2.2.2 激光的温度高,能量集中,有时选择合适焊接参数比较棘手,如电压过高会导致金属气化飞溅;电压过低会导致熔不透金属以至假焊。激光焊接CW-PA烤瓷合金的适当参数足305V,20ms。
3.激光焊接技术的临床应用
3.1 激光焊接技术的应用范围
激光焊接可用于口腔修复、种植、正畸等临床学科的很多方面。例如:多单位FPD冠桥的焊接;普通FPD金瓷冠桥的焊接;种植体支架及其上部结构的焊接;RPD支架焊接;CAD/CAM修复体的焊接冠桥修复体穿孔、破裂的修补;触点外形的恢复;铸造缺陷的弥补等各个方面。
3.2临床激光焊接机的机型
目前,应用于临床的激光焊接机已较为普遍。如日本出产的ML-2220A型,德国出产的DL-2002型,国产的有武汉的JH-VLA型等,临床应用效果理想。
3.3 激光焊接应用于非贵金属烤瓷合金的工艺研究
目前,国内多数烤瓷合金为非贵金属烤瓷合金,主要是镍基合金,Cw-PA就是其中之一。非贵金属烤瓷合金价廉物美,应用广泛。实验证明,激光焊接的非贵金属烤瓷合金件在强度、精度、抗腐蚀性等方面都能满足临床的需要。
3.3.1激光焊接的质量分析
焊接质量的分析可从多个方面进行,如焊件外观的形态观察;熔区(FZ)及热影响区(HAZ)的宽度;力学性能;金相学分析;电子显微镜断口分析等。