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激光焊接不同间距烤瓷合金的质量比较(2)
作者:作者黎红 赵云凤 李满园 肖茂春 李明哲 日期:2011年11月23日 来源:中华口腔医学杂志 浏览:

  (2)0.25 mm间距焊接试件多数也如此。有一个0.25 mm间距焊接试件断口的低倍镜形貌,显示断面金属完全熔透,但其中心左侧有一小块三角形区未融合在一起,仅有重熔再结晶的痕迹。

  (3)0.50 mm间距焊接试件断口的低倍镜形貌,显示断面金属大部分熔透,但其中心偏左侧有三角形区金属未熔化,可见明显平坦的机加工痕迹,无重熔特征。

  5.金相分析结果 

HV值呈较陡下降曲线,熔区高,母材低,3组的趋势及变化范围一致图1 各种间距激光焊接试件的显微硬度值

  无缝对接焊试件(0.0 mm)断口的低倍镜形貌,显示熔深及全层,完全焊透(×)图1b 0.25mm间距焊接试件断口的低倍镜形貌,显示完全熔化,中心示熔合(×80)图2c 0.50mm间距焊接试件断口的低倍镜形貌,显示中心未熔化,假焊(×80)图2d 焊接试件断口的高倍镜形貌,显示一定塑性(×10000) 图3焊接试件熔区-母材交界区的金相照片,显示热影响区很小(×500)图4a 无缝对接焊试件(0.0mm)熔区的金相照片,显示熔深及全层,完全焊透(×40)图4b 0.25mm间距焊接试件熔区的金相照片,显示完全焊透(×40) 图4c0.50mm间距焊接试件熔区的金相照片,显示完全焊透(×40) 图4d另一个0.50mm间距焊接试件熔区的金相照片,显示激光束偏离焊缝线(×1000)

  (1)无缝对接焊试件的金相照片,中份颜色较深的部分是熔区,两边是母材区,显示完全熔透;高倍镜显示,二者之间分界明显,无明显的过渡区即热影响区。

  (2)0.25 mm间隙焊接试件的低倍镜金相照片,显示断面金属完全熔透。

  (3)0.5 mm间隙焊接试件的低倍镜金相照片,也显示断面金属完全熔透,熔区较宽,有重复脉冲焊点。在一幅0.5 mm间隙焊接试件的同倍金相照片,可见一小块区域未融合,虽脉冲焊点很深,但激光束偏离焊缝线,未焊透,也属假焊。

  讨论

  1.激光焊接与CW-PA烤瓷合金:与常规焊接方法相比,激光焊接具有精确、快速、清洁、高效及操作简便等突出优点,深受广大口腔工作者的欢迎。CW-PA烤瓷合金为镍基合金,是一种非贵金属烤瓷合金。其主要成分为Ni、Cr、Nb等,多用于牙科烤瓷冠桥的金属底层,如何获得良好的焊接接头性能是加工技术的关键。

  2.设计3种间距的依据:一般的焊料焊接来说,有一定间距是不可避免的,有利于焊料的流动和充满间隙,形成牢固连接,避免假焊。但若间距太小,焊料流不进去;若间距太大,则易形成空洞,影响强度。关于最宜间距,多数学者认为一般的牙科钎焊试件间距应在0.2~0.4 mm之间[1-5],Leon和Jack[2]认为0.33 mm是最佳间距。但有关激光焊接的最宜间距尚未见报道。为此,本项研究设计了0.0 mm、0.25 mm、0.50 mm 3种情况的间距。

  3.3种间距的焊接试件的力学性能:3种间距焊接试件的力学性能都很好,与母材相近。4组的测试结果相比较,差异无统计学意义(P>0.05,表1)。显微硬度都呈现同样趋势。熔区宽度均很小,在1.25~1.9 mm之间。如果焊接脉冲点只沿圆周线重叠而无水平向重叠的话,其熔区宽度一致即说明该宽度只与激光束焦点的光斑直径有关,而不受间距的影响。

  4.金相和SEM分析:3种情况均能焊透3 mm直径的金属试棒。一般连接体最大直径应不大于3 mm,可见3种间距皆可用于临床。虽然有一组0.50 mm间距焊接试样经电镜观察断口和金相都显示未焊透,但前者(图2a,2b,4a、4b、4c)绝大部分都熔过试棒中心,后者(图4d)提示激光束打偏,推测与焊接时激光未对准试棒中心有关。故激光焊接虽是自动化设备,但操作者也应不断提高技术。至于0.25 mm的有一件虽熔透而未融合,乃是由于焊料未加好所致,可见制作好焊料并放好位置也很重要。

  5.研究有缝焊接的意义:激光焊接可用于口腔修复、种植正畸等各种部件,如固定桥桥体与连接体的焊接、种植支架、RPD支架及CAD/CAM修复体的焊接。实验室制作中,预先设计的焊缝接口,如制作蜡型时,可尽量把焊接端设计紧密些,但也很难达到完全无缝对接的理想状态。至于铸造精度的矫正与铸造缺陷的修补时,接口几乎都是有缝的。因此研究有缝焊接具有重要的实用意义。

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