CN102672302A - 带锯条的断口焊接及裂纹修复方法以及配套的烧焊工装 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的带锯条断口焊接方法主要是利用烧熔焊接方式利用带锯条断口熔化后形成的溶液粘接进行焊接，焊接过程中无需其他金属焊条和焊剂，其利用带锯条本身烧熔后形成的熔液将两段带锯条粘接在一起，带锯条的焊缝光滑平整，不产生焊瘤和焊渣，不需对焊接部进行修磨，避免了修磨过程中带锯条的退火问题，而且焊接部厚度与带锯条本身厚度一致，焊接部拉伸强度高，韧性与锯条本身韧性一致，同时这种烧熔焊接方式也有效解决了带锯条裂纹的修复问题。
Description
技术领域
本发明属于金属焊接领域，准确的说是涉及一种带锯条的烧熔焊接方法及用于实施该方法的带锯条焊接夹具。
背景技术
金属带锯条焊接一般采用银焊法、铜焊法或对焊法：银焊法是在银焊条涂上硼砂等熔焊剂，将带锯条断口焊接在一起；铜焊法就是用铜焊条加上焊药，将高锰钢的带锯条焊接在一起的方法；对焊法就是将所需焊接的带锯条切口装卡在对焊机上，利用大电流将焊接部处的金属融化，利用机械的对接压力，使带锯条融化部位粘结在一起。无论是银焊法、铜焊法或对焊法，在焊接部位都要产生焊瘤和焊渣，其焊接部处厚度要比带锯条本身厚度突出1～1.5mm，因此焊后必须对焊接部处的焊瘤和焊渣进行修磨，而带锯条的焊接部在修磨过程中很容易产生退火现象，改变焊接部附近的金相组织，从而影响带锯条的强度、韧性和使用寿命。另外，带锯条在对材料加工过程中，一旦碰到被加工材料中出现硬块或硬点，其锯齿部位很容易产生崩裂，而上述三种焊接方法都不能对带锯条上的裂纹进行修复。
发明内容
本发明的目的是：提供一种带锯条断口焊接方法，以解决现有的带锯条焊接方法会在焊接部处产生焊瘤和焊渣的问题。
本发明的带锯条断口焊接方法的技术方案是：一种带锯条断口焊接方法，该方法按以下步骤顺序进行：第一步、将带锯条两端断口对齐后分别用夹具固定，两断口下方悬空并在两断口之间留设膨胀间隙；第二步、将带锯条两断口处加热至1400~1500℃将带锯条的两断口烧熔，使两断口的熔液粘连在一起形成焊接部；第三步，在带锯条的焊接部下面垫设垫铁，在焊接部冷却至180~250℃时开设对焊接部进行敲击，在焊接部冷却至50℃时敲击停止。
所述带锯条的两端断口在固定前先用锯条剪剪齐。
所述膨胀间隙的大小为：δ=S·Q·γ，其中δ为膨胀间隙大小，S为带锯条的宽度，Q为带锯条材料的膨胀系数，γ是膨胀间隙的修正系数。
在所述第二步中用氧气-乙炔火焰对带锯条进行加热。
所述在第三步对焊接部进行敲击时采用横截面为三角形的铁锤。
本发明还同时提供了一种带锯条的裂纹修复方法，该带锯条裂纹修复方法的技术方案是：一种带锯条裂纹修复方法，其特征在于，第一步、将带锯条平放并将裂纹处的两侧分别用夹具固定；第二步，将带锯条裂纹下方用垫铁垫平后将带锯条裂纹处预热至1100~1300℃，使带锯条裂纹处形成发红状态；第三步，去掉垫铁使带锯条裂纹处悬空后将裂纹处加热至1400~1450℃烧熔，使裂纹两边金属熔液粘接在一起；第四步，在冷却至180~220℃时用垫铁将带锯条裂纹处下方垫平并同时对裂纹处进行振动时效处理。
在所述第二步中用氧气-乙炔火焰对带锯条进行加热。
本发明同时还提供了一种专用于实施上述带锯条断口焊接方法及裂纹修复方法的烧焊工装，该烧焊工装的技术方案是：一种专用于实施上述带锯条断口焊接及裂纹修复方法的烧焊工装，包括用于垫设在带锯条下的垫板，垫板的上端面为工作面并在该工作面中部开设有凹槽，在工作面靠近凹槽的两侧口沿处分别设有用于固定带锯条断口部的压紧装置，凹槽内活动安装有用于垫设在带锯条断口下的垫铁，垫铁的上端面与垫板工作面齐平。
所述压紧装置包括凹槽槽口两侧工作面上凸设的凸台，凸台的高度与带锯条的厚度相当，凸台的延伸方向垂直于凹槽，在两凸台上分别通过螺栓垂直安装有与垫板工作面平行的压板。
所述的两凸台上的压板之间间距为18~25mm。
本发明提出的带锯条断口焊接方法主要是利用烧熔焊接方式对带锯条的断口进行焊接，焊接过程中无需其他金属焊条和焊剂，其利用带锯条本身烧熔后形成的熔液将两段带锯条粘接在一起，带锯条的焊缝光滑平整，不产生焊瘤和焊渣，不需对焊接部进行修磨，避免了修磨过程中带锯条的退火问题，而且焊接部厚度与带锯条本身厚度一致，焊接部拉伸强度高，韧性与锯条本身韧性一致，同时这种烧熔焊接方式也有效解决了带锯条裂纹的修复问题。
附图说明
图1为本发明中烧焊工装的俯视图；
图2为图1的仰视图。
具体实施方式
本发明的带锯条的断口焊接和裂纹修复主要采用烧焊工艺进行，其烧焊时用的工装如图1、图2所示，该工装包括一个用于垫设在带锯条下部的垫板1，该垫板1的上端面为工作面，在垫板1的工作面中部开设有一条凹槽2，在工作面上靠近该凹槽2的两侧口沿处分别设有用于固定带锯条断口部的压紧装置，本实施例中，该压紧装置包括分别凸设于凹槽两侧工作面上的凸台3，两凸台3的高度与待修复的带锯条的厚度相当，两凸台3的延伸方向垂直于凹槽2，在两凸台3上分别通过螺钉垂直安装有与垫板1工作面平行的压板4，为防止因两压板4之间间距过大而在焊接或裂纹修复过程中带锯条受热翘起，本发明中两压板之间的间距为18~25mm，最优为20mm。在凹槽2内还活动安装有用于垫设在带锯条断口或裂纹下部的垫铁5，该垫铁5在插入凹槽2时其上端面与垫板1的工作面齐平。
在焊接带锯条的断口时，第一步、将带锯条两端断口对齐后分别用夹具固定，两断口下方悬空并在两断口之间留设膨胀间隙。本实施例中，首先将垫铁5从凹槽2中抽出，在将带锯条两端断口剪齐后分别放置在垫板1上凹槽2两侧的工作面上，将断口对齐后在两断口之间留设膨胀间隙并分别用螺钉将压板4固定在垫板上从而将带锯条固定，该膨胀间隙的大小为：δ=S·Q·γ，其中δ为膨胀间隙大小，S为带锯条的宽度，Q为带锯条材料的膨胀系数，γ是膨胀间隙的修正系数；固定时使带锯条的断口处于凹槽2的上方，从而使带锯条的断口处于悬空状态。第二步、在带锯条两断口处进行加热至1400~1500℃左右，使带锯条断口呈烧熔状态，使两断口的熔液粘连在一起，本实施例中，在对带锯条断口进行加热时采用气焊常用的氧气-乙炔火焰，加热温度为1450℃。第三步，让带锯条自然冷却，并同时将垫铁4插入垫板1的凹槽2中，使该垫铁4垫设在带锯条的焊接部下面，在焊接部自然冷却至180~250℃时用手锤对焊接部处来回捶打，以改善焊接部处的金相组织，最优为在冷却至200℃时开设敲击；第四步，在带锯条的焊接部冷却至50℃时敲击停止，最后对带锯条的齿形进行修整。由于本发明使用的烧焊工装上两压板4之间的距离有限，仅有20mm左右，考虑到敲击所使用的手锤强度的需要，同时，为降低手锤敲击面的面积，使之能够准确敲击到两压板4之间的带锯条焊接部，因此本发明在对带锯条焊接部敲击时使用的手锤采用横截面为三角形的三角形手锤。
在对带锯条的裂纹进行修复时，其第一步、将带锯条平放在垫板1的工作面上，带锯条上的裂纹位于凹槽2上方，同时将裂纹两侧分别用压板4压紧固定；第二步，在凹槽2中插入垫铁5将垫铁5垫设在裂纹下部，然后用氧气-乙炔火焰对带锯条裂纹处进行加温预热，加温至1100~1300℃左右直到将裂纹处的带锯条烧至发红状态，最佳预热温度为1200℃；第三步，去掉垫铁5使带锯条裂纹处悬空后继续用氧气-乙炔火焰对裂纹处加热至1400~1450℃，直至带锯条裂纹处烧熔使裂纹两边金属熔液粘接在一起，该最佳烧熔温度为1400℃；第四步，将垫铁5插入凹槽2中使垫铁5垫设于带锯条裂纹下方，在带锯条的冷却至180~220℃时在带锯条裂纹处放置振动时效装置对带锯条进行振动时效处理，该最佳振动时效处理温度为200℃。
本发明提出的带锯条断口焊接方法，其利用氧气-乙炔火焰将断口烧熔后利用带锯条自身熔液将带锯条焊接一体，焊接过程中无需焊药和焊接用金属，而且焊接部处不会产生焊瘤和焊渣，使得焊接部处的厚度与带锯条本身厚度一致，因而不需要再对焊接部进行修磨处理，避免了修磨过程中带锯条的退火问题，同时也有效解决了带锯条裂纹的修复问题。而且采用烧熔焊接方式与现有焊接技术相比，带锯条的焊接连接强度较高，经过破坏性拉力试验，采用烧熔焊接法焊接出来的带锯条焊缝强度比原材料强度高1%，比用银焊法焊接出来的带锯条焊缝强度高1.2%，比用铜焊法焊接出来的带锯条焊缝强度高1.35%，比用对焊法焊接出来的带锯条焊缝强度高0.25%。
Claims (10)
1.一种带锯条断口焊接方法，其特征在于，该方法按以下步骤顺序进行：第一步、将带锯条两端断口对齐后分别用夹具固定，两断口下方悬空并在两断口之间留设膨胀间隙；第二步、将带锯条两断口处加热至1400~1500℃将带锯条的两断口烧熔，使两断口的熔液粘连在一起形成焊接部；第三步，在带锯条的焊接部下面垫设垫铁，在焊接部冷却至180~250℃时开设对焊接部进行敲击，在焊接部冷却至50℃时敲击停止。
2.根据权利要求1上述的带锯条断口焊接方法，其特征在于，所述带锯条的两端断口在固定前先用锯条剪剪齐。
3.根据权利要求1所述的带锯条断口焊接方法，其特征在于，所述膨胀间隙的大小为：δ=S·Q·γ，其中δ为膨胀间隙大小，S为带锯条的宽度，Q为带锯条材料的膨胀系数，γ是膨胀间隙的修正系数。
4.根据权利要求1所述的带锯条断口焊接方法，其特征在于，在所述第二步中用氧气-乙炔火焰对带锯条进行加热。
5.根据权利要求1所述的带锯条断口焊接方法，其特征在于，所述在第三步对焊接部进行敲击时采用横截面为三角形的铁锤。
6.一种带锯条裂纹修复方法，其特征在于，第一步、将带锯条平放并将裂纹处的两侧分别用夹具固定；第二步，将带锯条裂纹下方用垫铁垫平后将带锯条裂纹处预热至1100~1300℃，使带锯条裂纹处形成发红状态；第三步，去掉垫铁使带锯条裂纹处悬空后将裂纹处加热至1400~1450℃烧熔，使裂纹两边金属熔液粘接在一起；第四步，在冷却至180~220℃时用垫铁将带锯条裂纹处下方垫平并同时对裂纹处进行振动时效处理。
7.权利要求6所述的带锯条裂纹修复方法，其特征在于，在所述第二步中用氧气-乙炔火焰对带锯条进行加热。
8.一种专用于实施上述带锯条断口焊接及裂纹修复方法的烧焊工装，其特征在于，包括用于垫设在带锯条下的垫板，垫板的上端面为工作面并在该工作面中部开设有凹槽，在工作面靠近凹槽的两侧口沿处分别设有用于固定带锯条断口部的压紧装置，凹槽内活动安装有用于垫设在带锯条断口下的垫铁，垫铁的上端面与垫板工作面齐平。
9.根据权利要求8所述的烧焊工装，其特征在于，所述压紧装置包括凹槽槽口两侧工作面上凸设的凸台，凸台的高度与带锯条的厚度相当，凸台的延伸方向垂直于凹槽，在两凸台上分别通过螺栓垂直安装有与垫板工作面平行的压板。
10.根据权利要求9所述的烧焊工装，其特征在于，所述的两凸台上的压板之间间距为18~25mm。
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