CN115148562A - 一种x射线管烧制工艺及其烧制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种X射线管烧制工艺及其烧制设备，其特征在于，所述X射线管包括玻璃芯柱、阴极与阳极杆，所述玻璃芯柱的上端面设有封口排气管，所述阴极设于玻璃芯柱的内侧，且在封口排气管的下方，所述阳极杆设于玻璃芯柱的内侧，且设于远离封口排气管的一侧，所述阳极杆的上方设有斜面，所述斜面的内部设有阳极靶面，所述阳极靶面的下方，且在阳极杆的外侧设有金属环。本发明的优点：解决了阳极端4种异种材料的连接，通过合理的工艺安排，减少了过多的清洗和抛光处理工序，解决了酸洗过程中存在的多种金属被腐蚀的问题，提高作业效率，同时阳极封装后的尺寸和表面质量得到精确控制，可满足批量化生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及线管烧制领域，特别涉及一种X射线管烧制工艺及其烧制设备。
背景技术
X射线管由阴极、阳极和外部壳体组成，阴极用于发射电子，阳极提供靶面和散热作用，通过在阴极和阳极两端加载高压产生电场，用于加速电子，电子在撞击靶面后由韧致辐射机制产生X射线，外部壳体用于固定阴极和阳极，并提供良好的真空环境，便于电子能够稳定地运行。X射线管的阳极由靶和阳极杆组成，阳极与外部壳体之间通过金属环过渡连接，外部壳体通常为玻璃材料，玻璃材料有一定的耐热性能和高压绝缘性能，同时其作为壳体支撑阳极和阴极，构成封闭腔体，该腔体为超高真空环境，以便保证电子束的稳定发射。靶通常为金属钨材料，阳极杆为铜，金属环为可伐材料，膨胀系数与外部壳体玻璃材料的相当，解决上述4种材料的连接是阳极封装的关键。作为电真空零件表面，壳体内部的阳极表面光洁度要很高，以便减少表面吸气量，进一步的提高X射线管的耐压性能。通常X射线管内部的金属材料表面均需要进行酸性去除氧化层，或采用抛光工艺将氧化层去除并达到最佳表面光洁度要求，然而如酸洗多种材料时，需要考虑同种酸对不同材料的腐蚀效果，操作可控性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种X射线管烧制工艺及其烧制设备，该工艺解决了阳极端4种异种材料的连接，通过合理的工艺安排，减少了过多的清洗和抛光处理工序，解决了酸洗过程中存在的多种金属被腐蚀的问题，提高作业效率，同时阳极封装后的尺寸和表面质量得到精确控制，可满足批量化生产的需求。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种X射线管包括阴极、阳极和外部壳体组成，所述阳极包括靶与阳极杆，所述外部壳体为玻璃材料，所述阳极与外部壳体之间设有金属环，其加工包括如下步骤：
(1)靶与阳极杆通过钎焊或熔铸链接为阳极组件，金属环与玻璃通过火焰加热烧熔成为一体，烧熔组件与阳极组件通过感应加热钎焊工艺连接；
(2)通过真空钎焊工艺将靶与阳极杆连接，所述真空钎焊工艺的钎焊焊料为康铜合金，所述真空钎焊工艺通过局部真空感应线圈加热，所述真空感应线圈在焊接部位进行加热，并设置加载条件为4至6A，加载时间为10至30秒；
(3)完成焊接后，去除靶面0.2至0.8mm的加工余量，并将靶面抛光至光亮，粗糙度为Ra0.4以内；
(4)通过玻璃车床将金属环、玻璃管分别装夹在两端，通过氧化性火焰先将金属环封装表面烧出黑色氧化层，将玻璃管移动至与金属环重叠，重叠宽度为1.5至3.0mm，通过氧化性火焰将玻璃烧至软化后，用石墨压板将玻璃口部压制与金属环贴合，然后切换为还原性火焰，将玻璃管与金属圈封装区域进行在线退火处理，退火处理时间为60至120s，然后取下工件，将其放在退火炉中烘烤，退火温度为500至550℃，保温时间为2至5hrs；
(5)从炉中取出工件后，使用酸性溶液取出金属环表面的氧化层，然后使用去离子水冲洗三次以上，最后使用过纯酒精溶液进行烘干处理；
(6)处理完成后使用真空感应加热方式将其与阳极杆进行钎焊连接，所述阳极杆靶面朝下，沿轴向垂直放置，金属环靠重力落在阳极杆的连接部位，所述真空感应加热方式设置加载条件为3至6A，加载时间为8至20秒，所述钎焊焊料为银铜合金，以焊丝的形式填充在连接封的端部。
(7)焊接完成后，阴极和外部壳体组成X射线管。
一种X射线管烧制设备，其特征在于，所述X射线管包括玻璃芯柱、阴极与阳极杆，所述玻璃芯柱的上端面设有封口排气管，所述阴极设于玻璃芯柱的内侧，且在封口排气管的下方，所述阳极杆设于玻璃芯柱的内侧，且设于远离封口排气管的一侧，所述阳极杆的上方设有斜面，所述斜面的内部设有阳极靶面，所述阳极靶面的下方，且在阳极杆的外侧设有金属环，所述阳极杆远离阳极靶面的一侧延伸出玻璃芯柱。
本发明的有益效果为：本专利提出的X射线管阳极靶面封装工艺，可操作性强，靶面与阳极焊接结合紧密，提高了靶面的传热效果，通过二次加工提高靶面和阳极外表面质量，尺寸精度高，并提高了阳极的耐压性能，最终提高了X射线管的性能；本专利提出的X射线管封装工艺，其中的真空感应加热钎焊工艺可同时在不同高度挂串和同一高度圆周方向均布多出挂串，大幅度提升生产作业效率，大幅度提高产能；本专利提出的X射线管阳极封装工艺，涉及4种材料的连接工艺，整个过程仅在加工和玻璃封装后进行清洗处理，而酸洗工序仅在去除金属环表面氧化物进行，酸洗过程不会影响其他金属材料的表面状态，整个阳极金属材料的尺寸和表面状态一致性好。
附图说明
图1为X射线管结构；
图2为阳极靶与阳极杆封装；
图3为金属环与玻璃管封装；
图4为玻璃管扩口；
图5金属环组件与阳极杆封装。
附图标记对照表：
1、玻璃芯柱；2、阴极；3、封口排气管；4、外玻璃管；5、阳极靶面；6、阳极杆； 7、金属环；8、扩口的内玻璃管；9、内玻璃管。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
一种X射线管包括阴极、阳极和外部壳体组成，所述阳极包括靶与阳极杆，所述外部壳体为玻璃材料，所述阳极与外部壳体之间设有金属环，其加工包括如下步骤：
(1)靶与阳极杆通过钎焊或熔铸链接为阳极组件，金属环与玻璃通过火焰加热烧熔成为一体，烧熔组件与阳极组件通过感应加热钎焊工艺连接；
(2)通过真空钎焊工艺将靶与阳极杆连接，所述真空钎焊工艺的钎焊焊料为康铜合金，所述真空钎焊工艺通过局部真空感应线圈加热，所述真空感应线圈在焊接部位进行加热，并设置加载条件为4至6A，加载时间为10至30秒；
(3)完成焊接后，去除靶面0.2至0.8mm的加工余量，并将靶面抛光至光亮，粗糙度为Ra0.4以内；
(4)通过玻璃车床将金属环、玻璃管分别装夹在两端，通过氧化性火焰先将金属环封装表面烧出黑色氧化层，将玻璃管移动至与金属环重叠，重叠宽度为1.5至3.0mm，通过氧化性火焰将玻璃烧至软化后，用石墨压板将玻璃口部压制与金属环贴合，然后切换为还原性火焰，将玻璃管与金属圈封装区域进行在线退火处理，退火处理时间为60至120s，然后取下工件，将其放在退火炉中烘烤，退火温度为500至550℃，保温时间为2至5hrs；
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(7)焊接完成后，阴极和外部壳体组成X射线管。
如图2所示，阳极由阳极靶面5与阳极杆6封装组成，该封装工艺为感应钎焊，通过感应线圈在焊接部位进行烧制加热，随后将阳极靶面5与阳极杆6进行焊接连接，为了保证焊接的密封完整性与靶面质量，阳极靶面5与阳极杆6封接的位置会留有加工余量，焊接完成后通过二次加工将余量去除，随后进行抛光，抛光完成后通过酒精清洗，并去除表面的油污和粉尘。
如图3所示，将金属环和内玻璃管安装在玻璃车床两端，先用氧化性火焰单独烧制金属环至出现黑色氧化层，然后将车床上的玻璃管一端移动到与金属环重叠的位置，然后使用火焰烧制软化后用石墨压板将玻璃压紧在金属环表面，与金属环边贴紧后，将氧化性火焰切换为还原性火焰进行退火，退火完成后松开内玻璃管装夹，调整位置，将玻璃管装夹端部对准火焰，将玻璃口部烧熔至软化，用石墨压头将止口压制成扩口状，逐步降低火焰温度至熄灭，随后取下工件，放入退火炉中退火，退火后进行表面清洗，用酸性溶液将金属环和玻璃表面清洗干净，金属环需漏出材料本地，清洗完成后进行烘干处理。
如图5所示，该封装采用真空感应钎焊的方式，焊料为银铜焊料，将感应线圈对准焊接部位进行加热，至焊料熔化停止后，需确认焊料填满焊缝。
玻璃芯柱钟罩为石英玻璃材料，口径100-300mm，外部加热线圈与钟罩口径适配，上述组件封装均可以在不同高度挂串，也可以在同一高度平面上圆周方向均设置多处挂串，以提升封装的效率，即感应线圈一次加热可同时完成多套组件的封装，焊接完成后对焊接部位进行检查，焊接填充不饱满的工件可以重新再次进行焊接。其中图5挂串以阳极尾部朝上，靶面朝下垂直放置，金属环靠重力落在阳极杆上，以阳极杆配合部位作为自定位结构，不需要另外增加定位和夹紧工装，焊料采用焊丝结构，放置在焊接部位端部。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种X射线管烧制工艺，其特征在于，一种X射线管包括阴极、阳极和外部壳体组成，所述阳极包括靶与阳极杆，所述外部壳体为玻璃材料，所述阳极与外部壳体之间设有金属环，其加工包括如下步骤：
(1)靶与阳极杆通过钎焊或熔铸链接为阳极组件，金属环与玻璃通过火焰加热烧熔成为一体，烧熔组件与阳极组件通过感应加热钎焊工艺连接；
(2)通过真空钎焊工艺将靶与阳极杆连接，所述真空钎焊工艺的钎焊焊料为康铜合金，所述真空钎焊工艺通过局部真空感应线圈加热，所述真空感应线圈在焊接部位进行加热，并设置加载条件为4至6A，加载时间为10至30秒；
(3)完成焊接后，去除靶面0.2至0.8mm的加工余量，并将靶面抛光至光亮，粗糙度为Ra0.4以内；
(4)通过玻璃车床将金属环、玻璃管分别装夹在两端，通过氧化性火焰先将金属环封装表面烧出黑色氧化层，将玻璃管移动至与金属环重叠，重叠宽度为1.5至3.0mm，通过氧化性火焰将玻璃烧至软化后，用石墨压板将玻璃口部压制与金属环贴合，然后切换为还原性火焰，将玻璃管与金属圈封装区域进行在线退火处理，退火处理时间为60至120s，然后取下工件，将其放在退火炉中烘烤，退火温度为500至550℃，保温时间为2至5hrs；
(5)从炉中取出工件后，使用酸性溶液取出金属环表面的氧化层，然后使用去离子水冲洗三次以上，最后使用过纯酒精溶液进行烘干处理；
(6)处理完成后使用真空感应加热方式将其与阳极杆进行钎焊连接，所述阳极杆靶面朝下，沿轴向垂直放置，金属环靠重力落在阳极杆的连接部位，所述真空感应加热方式设置加载条件为3至6A，加载时间为8至20秒，所述钎焊焊料为银铜合金，以焊丝的形式填充在连接封的端部。
(7)焊接完成后，阴极和外部壳体组成X射线管。
2.一种X射线管烧制设备，其特征在于，所述X射线管包括玻璃芯柱(1)、阴极(2)与阳极杆(6)，所述玻璃芯柱(1)的上端面设有封口排气管(3)，所述阴极(2)设于玻璃芯柱(1)的内侧，且在封口排气管(3)的下方，所述阳极杆(6)设于玻璃芯柱(1)的内侧，且设于远离封口排气管(3)的一侧，所述阳极杆(6)的上方设有斜面，所述斜面的内部设有阳极靶面(5)，所述阳极靶面(5)的下方，且在阳极杆(6)的外侧设有金属环(7)，所述阳极杆(6)远离阳极靶面(5)的一侧延伸出玻璃芯柱(1)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116978762A (zh) * | 2023-09-22 | 2023-10-31 | 上海超群检测科技股份有限公司 | 阳极组件的兜料式焊接方法 |
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- 2022-07-01 CN CN202210774337.2A patent/CN115148562A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116978762A (zh) * | 2023-09-22 | 2023-10-31 | 上海超群检测科技股份有限公司 | 阳极组件的兜料式焊接方法 |
| CN116978762B (zh) * | 2023-09-22 | 2023-11-24 | 上海超群检测科技股份有限公司 | 阳极组件的兜料式焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20221004 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |