一种玻璃管精密焊接方法与流程

1.本发明涉及一种玻璃管精密焊接方法，属于精密焊接领域
。


背景技术：

2.目前玻璃管多层焊接的方式基本有氢氧焰焊接
、
飞秒激光焊接方式和传统热封接方式，但是氢氧焰焊接由于温度不可控因素往往会导致所焊接的玻璃管连接处发生较大的形变，飞秒激光一般应用于平板玻璃，通常该焊接方式对玻璃交界面的平整度要求较高，起伏在五微米以内方可实现焊接，玻璃管内层交叠通常会有比较大的起伏，而且无法通过抛光等方式实现内外交界处界面的统一，传统热封接方式，该方式是在高温压力作用下使得表面融合，但是在该过程中会引起一定形变，而且针对于较小直径的玻璃管也是比较难以实现精密焊接
。
3.公开日为
2020
年5月
19
日的中国专利
cn201810317514.8
公布了公开了一种适用于玻璃的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：
(1)
将第一样品放置于激光扫描振镜下方，并使激光焦点聚焦于所述第一样品的表面；
(2)
将第二样品自然叠放于所述第一样品上，调整所述激光扫描振镜的位置以使所述激光焦点聚焦于所述第一样品与所述第二样品的接触处，其中，所述第二样品的材质为玻璃；
(3)
在所述接触处设定扫描区域，超快脉冲激光束以预定的扫描间距及扫描轨迹反复振荡扫描所述扫描区域，以实现所述第一样品与所述第二样品之间的焊接
。
所述的焊接方法比较适用于玻璃平板焊接，对于玻璃表面平面度要求较为苛刻，针对于圆管这种结构，该方法难以实现稳定的焊接
。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，加工方法过程简单，焊接范围广，材质损伤小，成本低廉
、
工艺稳定性高
、
实现多层玻璃圆管的内层焊接的玻璃管精密焊接方法
。
5.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该玻璃管精密焊接方法，包括如下步骤：一种玻璃管精密焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）整备清洁：将准备焊接的不同孔径的外层玻璃管和内层玻璃管清洗干净，保证较好的清洁度；（2）制备焊点孔：在大孔径的外层玻璃管上制备焊点孔，焊点孔间距根据实际所需的结合强度而定，焊点孔间距越密集二者玻璃管之间的结合强度越强；（3）焊点定位：将外层玻璃管放置固定后，利用飞秒激光开孔技术在玻璃管上预加工出微米级微孔阵列作为焊点，将内层玻璃管放入外层玻璃管中，使得内层玻璃管接触焊点，保证外层玻璃管的焊点孔位置与内层玻璃管的外壁充分接触；（4）焊接：利用二氧化碳激光透过外层玻璃管的焊点聚焦在内层玻璃管的外壁，使得内层玻璃管的外壁在微小的区域内熔化再凝固与外层玻璃管的焊点孔周围的玻璃结合
在一起完成焊接
。
6.进一步地，本发明步骤（2）中焊点孔的制备采用飞秒激光烧蚀或是机械打孔的方式；减少损耗
。
7.进一步地，本发明步骤（4）中，在焊点中加入玻璃管材质的纳米小球，填至焊点与内层玻璃管外壁之间无缝隙后，用二氧化碳激光器进行熔融处理，待冷却后重复操作，直至将焊点孔遗留的孔洞完全补全；消除焊点孔洞的影响；对焊接孔进行平整处理更加美观
。
8.进一步地，本发明玻璃管精密焊接方法中，假设实现n层的玻璃管精密焊接，只需制备出
n-1
层的玻璃管，然后将
n-1
层玻璃管整体作为上述的内层玻璃管，套在第n层的外层玻璃管中，重复上述步骤达到进行多层玻璃管的精密焊接，n为大于等于2的整数；同种工艺能达到重复焊接，提高整体效率
。
9.进一步地，本发明玻璃管精密焊接方法在步骤四的焊接过程中，利用二氧化碳激光器透过微孔将内层玻璃管焊接在微孔附近焊点上；内部双重焊接增肌稳定性
。
10.进一步地，本发明包括使用玻璃管精密焊接方法制得一种玻璃管
。
11.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明加工方法过程简单，成本低廉，在玻璃管处开孔较小，用二氧化碳激光器焊接的同时也可将孔封住，这样所焊接出来的多层玻璃管损伤极小，基本无形变，可以做到真正的精密焊接，本发明焊接的玻璃管并不受限于其玻璃材质，玻璃管大小以及玻璃管长度，焊接范围广，具有相对较高的工艺稳定性
。
附图说明
12.图1是本发明中实施例的焊接立体结构示意图
。
13.图2是本发明中实施例的外层焊接管的立体结构示意图
。
14.图3是本发明中实施例的外层焊接管与内层焊接管的连接结构示意图
。
15.图4是本发明中实施例的左视结构示意图
。
16.图中：
1-内层玻璃管；
2-外层玻璃管；
3-焊点孔；
4-焊点
。
具体实施方式
17.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例
。
18.实施例
19.参见图1至图4，本实施例中的玻璃管精密焊接方法，包括如下步骤：1）准备直径为
2mm
的内层玻璃管1，和直径
4mm
的外层玻璃管2，两个玻璃管长度均为
40cm。
[0020]2）将准备焊接的不同孔径的外层玻璃管2和内层玻璃管1放进丙酮溶液中超声
20
分钟后用超纯水清洗烘干，保证较好的清洁度；3）在大孔径的外层玻璃管2上制备焊点孔3，将外层玻璃管2两端固定在夹具上，利用飞秒激光每隔
1mm
烧蚀出一个
50um
左右的焊接孔3；4）将内层玻璃管1放入打好焊接孔3的外层玻璃管2，调整两个玻璃管的相对位置，直至在加工成像系统中确认内层玻璃管1和焊接孔3相对有较好的贴合后固定；5）在内侧玻璃管1和焊接孔3接触的焊点4中加入玻璃管材质的纳米小球，填至
20um
高度后，利用二氧化碳激光透过外层玻璃管2的焊点4聚焦在内层玻璃管1壁，使得内层玻璃管1壁在微小的区域内熔化再凝固与外层玻璃管2焊点孔3周围的玻璃结合在一起完成焊接，待冷却后重复操作，直至将焊点孔洞完全补全；6）通过平移台将二氧化碳激光的焦点移至与焊接孔3贴合的内层玻璃管1表面，加大二氧化碳激光功率，使得内层玻璃管1壁在微小的区域内熔化再凝固与外层玻璃管2的焊接孔3周围的玻璃结合在一起，每个焊接孔3都进行相同的操作，即可实现两层玻璃管的焊接
。
[0021]
本实施例中，将已实现焊接的两层玻璃管作为新的内层玻璃管1可实现更多层的玻璃管焊接；可重复多层焊接增加整体玻璃管件的完整度
。
[0022]
本实施例中，玻璃管精密焊接方法中，假设实现n层的玻璃管精密焊接，只需制备出
n-1
层的玻璃管，然后将
n-1
层玻璃管整体作为上述的内层玻璃管1，套在第n层的外层玻璃管2中，重复上述步骤达到进行多层玻璃管的精密焊接，n为大于等于2的整数
。
[0023]
本实施例中，步骤二中焊点孔3的制备采用飞秒激光烧蚀或是机械打孔的方式，打孔方式更加高效，能减少对玻璃管件的损耗，增加使用效率
。
[0024]
本实施例中，包含一种使用焊接方法的玻璃管，利用飞秒激光开孔技术可以在玻璃管上预加工出微米级微孔阵列作为焊点，利用二氧化碳激光器透过微孔将微孔另一侧的玻璃管焊接在微孔附近区域，焊接的玻璃管件结构更加稳定，焊接强度更高
。
[0025]
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零
、
部件的形状
、
所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明
。
凡依据本发明专利构思所述的构造
、
特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内
。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围
。