CN105234543A - 一种点焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种点焊方法，包括：提供工件，所述工件包括：金属基体，设置在所述金属基体表面的金属丝网，分布在所述金属丝网表面的多个焊料片，设置在每个焊料片表面的硬质合金片；将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。本发明提供的点焊方法无需通以大电流就能实现硬质合金片通过金属丝网和金属基体的牢固焊接；而且本发明在点焊的过程中采用了金属丝网，焊接过程中焊层将对硬质合金片施加应力，金属丝网与硬质合金片一起发生松弛，将应力有效释放，能够防止硬质合金片产生裂纹及脱落。本发明提供的点焊方法尤其适用于内孔形状的金属基体，能够避免内孔形状金属基体产生裂纹或硬质合金脱落。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种点焊方法。
背景技术
硬面技术就是利用人们熟知的热喷涂、喷焊、堆焊以及烧结等方式，将高硬材料涂覆到金属零件受力面上，使金属零件耐磨、耐冲击、耐腐蚀。硬面技术是提高机械零件使用寿命的重要技术，在冶金、机械、电力、石油、化工、航天、航空等领域得到了广泛的推广和应用，如采用硬面技术制备的TC轴承(碳化钨径向轴承)、稳定器等。
目前，制备硬面材料的主要方法为将硬质合金块固定在金属基体表面，利用喷焊、烧结或堆焊的方式，采用耐磨增材或者焊料将金属基体、耐磨增材或焊料合为一体，形成硬面材料。在制备硬面材料的过程中，将硬质合金块固定在金属基体表面的方式主要有胶粘和点焊两种方式，胶粘的方法主要应用于烧结工艺中，点焊的方式主要应用在喷焊和堆焊的工艺中。现有技术中的点焊方法需要对硬质合金块加以大电流，利用电阻发热使焊料熔化从而将金属基体与硬质合金块焊接在一起。但是较大的热量容易使硬质合金块在焊接的过程中表面脱碳、变脆、开裂；而且，硬质合金块与金属基体固定后，在后续的堆焊或喷焊过程中焊层将对硬质合金块产生较大的应力，当应力超过硬质合金块的断裂韧性时，会使硬质合金出现分层裂纹；尤其在针对金属基体内孔表面需要点焊的情况，由于内孔表面在焊接过程中产生的应力表现为拉应力，极易产生裂纹，且比外壁焊接过程中产生的应力更大，更容易使硬质合金产生裂纹或脱落。
上述问题会严重影响硬面材料的后续磨削加工，造成硬面层裂纹、硬质合金块掉块、掉边的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种点焊方法，本发明提供的点焊方法在较小的电流下即可将硬质合金片固定在金属基体表面。
本发明提供了一种点焊方法，包括：
提供工件，所述工件包括：
金属基体，
设置在所述金属基体表面的金属丝网，
分布在所述金属丝网表面的多个焊料片，
设置在每个焊料片表面的硬质合金片；
将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。
优选的，所述金属丝网的网孔为0.5mm～1.5mm。
优选的，所述金属丝网的厚度为0.1mm～0.3mm。
优选的，使所述工件中多个焊料片分布在金属丝网表面的方法为：
在金属丝网表面放置模具，所述模具带有多个与金属丝网表面连通的孔洞；
在所述模具中的每个孔洞内放置焊料片，使多个焊料片分布在金属丝网表面。
优选的，所述模具的厚度为1mm～2mm。
优选的，所述焊料片的熔点为900℃～1100℃。
优选的，所述焊料片为紫铜片。
优选的，所述焊料片的厚度为0.05mm～0.15mm。
优选的，所述硬质合金片包括：
6wt％～12wt％的Co；
88wt％～94wt％的WC。
优选的，所述硬质合金片的厚度为3mm～5mm。
本发明提供的点焊方法在焊接过程中，金属基体表面的金属丝网通过密集的孔洞，将焊料片熔化后的焊液牢牢锁住，使焊液与硬质合金片牢固粘合，实现了将硬质合金片牢固的焊接在金属丝网上，金属丝网被焊接固定在金属基体上，从而保证了不必通以大电流就能实现硬质合金片与金属基体的牢固结合，避免了硬质合金片在焊接的过程中产生裂纹；而且本发明在点焊的过程中采用了金属丝网，在焊接过程中焊层将对硬质合金片施加应力，金属丝网与硬质合金片一起发生松弛，将应力有效释放，能够防止硬质合金片产生裂纹。本发明提供的点焊方法尤其适合一些需要对内孔表面进行点焊的金属基体，内孔表面在点焊时产生的应力为拉应力，而且比外壁表面点焊产生的应力要大，采用本发明提供的点焊方法，可以有效释放局部应力，有利于后续堆焊或喷焊过程中应力的释放，提高了后续焊接处理的效果，从而提高了工件质量，延长了工件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的矩形硬质合金片的排布方式示意图；
图2为本发明实施例提供的圆形硬质合金片的排布方式示意图；
图3为本发明实施例提供的正六边形硬质合金片的排布方式示意图；
图4为本发明实施例提供的工件的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种点焊方法，包括：
提供工件，所述工件包括：
金属基体，
设置在所述金属基体表面的金属丝网，
分布在所述金属丝网表面的多个焊料片，
设置在每个焊料片表面的硬质合金片；
将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。
在本发明的实施例中，所述工件的制备方法为：
在金属基体表面放置金属丝网；
在所述金属丝网表面排布多个焊料片；
在每个所述焊料片表面放置硬质合金片，得到工件。
在本发明的实施例中，所述金属基体可以为钢材基体、钛合金基体或锆合金基体。本发明对所述金属基体的形状没有特殊的限制，所述金属基体既可以具有平面形状，如长方体形状、正方体形状，也可以具有曲面形状，如圆柱体形状或筒状。本发明对所述金属基体的尺寸没有特殊的限制，满足实际使用情况即可。
在本发明的实施例中，所属金属丝网可以为钢丝网。在本发明的实施例中，所述金属丝网的网孔为0.5mm～1.5mm；在其他的实施例中，所述金属丝网的网孔为0.8mm～1.2mm；在另外的实施例中，所述金属丝网的网孔为1mm。在本发明的实施例中，所述金属丝网的厚度为0.1mm～0.3mm；在其他的实施例中，所述金属丝网的厚度为0.15mm～0.25mm；在另外的实施例中，所述金属丝网的厚度为0.2mm。在本发明的实施例中，所述金属丝网的形状和尺寸与金属基体表面的形状和尺寸一致，能够将金属基体表面覆盖即可。本发明对所述金属丝网的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，如可采用河北安平县盛邦丝网厂提供的316L型号的钢丝网。
在本发明的实施例中，使所述工件中多个焊料片分布在金属丝网表面的方法为：
在金属丝网表面放置模具，所述模具带有多个与金属丝网表面连通的孔洞；
在所述模具中的每个孔洞内放置焊料片，使多个焊料片分布在金属丝网表面。
在本发明的实施例中，在金属丝网表面放置模具，所述模具带有多个与金属丝网表面连通的孔洞。在本发明中，所述模具中孔洞的形状和尺寸与硬质合金片的形状和尺寸一致，通过模具使多个焊料片以及硬质合金片排布在金属丝网表面。在本发明的实施例中，所述模具中孔洞的形状可以为矩形、圆形或正六边形。在本发明的实施例中，所述模具中相邻两行的孔洞之间可以错位排列。在本发明的实施例中，所述模具中相邻两行孔洞之间的距离为2mm～3.5mm，每行中相邻两个孔洞之间的距离可以为1mm～2mm。
在本发明的实施例中，所述模具耐高温而且柔韧性好，可与金属基体表面的形状保持一致。在本发明的实施例中，所述模具的材质可以为石棉纸。在本发明的实施例中，所述模具的厚度可以为1mm～2mm；在其他的实施例中，所述模具的厚度可以为1.2mm～1.8mm；在另外的实施例中，所述模具的厚度可以为1.4mm～1.6mm。
在本发明的实施例中，所述焊料片的熔点适中，与硬质合金片以及金属丝网均具有良好的润湿性。在本发明的实施例中，所述焊料片的熔点为900℃～1100℃；在其他的实施例中，所述焊料片的熔点为950℃～1050℃；在另外的实施例中，所述焊料片的熔点为1000℃。在本发明的实施例中，所述焊料片为紫铜片。在本发明的实施例中，所述焊料片的厚度为0.05mm～0.15mm；在其他的实施例中，所述焊料片的厚度为0.08mm～0.12mm；在另外的实施例中，所述焊料片的厚度为0.1mm。
在本发明中，通过将硬质合金片设置在金属丝网表面的每个焊料片上，能够使多个硬质合金片分布在金属丝网的表面，有利于点焊的顺利进行。如图1、图2和图3所示，图1本发明实施例提供的矩形硬质合金片的排布方式示意图，图2为本发明实施例提供的圆形硬质合金片的排布方式示意图，图3为本发明实施例提供的正六边形硬质合金片的排布方式示意图，在本发明的实施例中，所述硬质合金片的形状可以为矩形、圆形或正六边形。在本发明的实施例中，相邻两排硬质合金片之间错位排列。在本发明的实施例中，相邻两排硬质合金片的距离为2mm～3.5mm。在本发明的实施例中，每排中相邻两个硬质合金片的距离为1mm～2mm。
在本发明的实施例中，所述硬质合金片的厚度为3mm～5mm；在其他的实施例中，所述硬质合金片的厚度为3.5mm～4.5mm；在另外的实施例中，所述硬质合金片的厚度为4mm。在本发明的实施例中，所述硬质合金片的长度为A，0＜A≤15mm；在其他的实施例中，所述硬质合金片的长度为2mm～12mm；在另外的实施例中，所述硬质合金片的长度为5mm～10mm。在本发明的实施例中，所述硬质合金片的宽度为4mm～6mm；在其他的实施例中，所述硬质合金片的宽度为4.5mm～5.5mm；在另外的实施例中，所述硬质合金片的宽度为5mm。在本发明的实施例中，所述硬质合金片在所述金属基体表面的覆盖率＞40％。
本发明对所述硬质合金片的成分没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的硬质合金即可。在本发明的实施例中，所述硬质合金片包括：
6wt％～12wt％的Co；
88wt％～94wt％的WC。
在本发明的实施例中，所述硬质合金片中Co的含量为8wt％～10wt％。在本发明的实施例中，所述硬质合金片中WC的含量为90wt％～92wt％。
如图4所示，图4为本发明实施例提供的工件的结构示意图，在本发明的实施例中，所述工件包括金属基体；设置在所述金属基体表面的钢丝网；分布在所述钢丝网表面的多个焊料片(图中未显示)；设置在每个焊料片表面的硬质合金片。
得到工件后，本发明将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。在本发明中，点焊过程中金属基体表面的金属丝网通过密集的孔洞，将焊料片熔化后的焊液牢牢锁住，使焊液与硬质合金片牢固粘合，实现了将硬质合金片牢固的焊接在金属丝网上，金属丝网被焊接固定在金属基体上，从而保证了不必通以大电流就能实现硬质合金片与金属基体的牢固结合；而且本发明中的金属丝网在焊接过程中能够在应力作用下与硬质合金片一起发生“松弛”将应力释放，防止硬质合金片产生裂纹。
在本发明的实施例中，所述点焊的电流为700A～1000A；在其他的实施例中，所述点焊的电流为800A～900A；在另外的实施例中，所述点焊的电流为840A～860A。
本发明提供的点焊方法适用于各种表面形状的金属基体的点焊，尤其适用于形状为外圆或内孔的金属基体的点焊。
观察本发明提供的点焊方法焊接后的工件中硬质合金片部位；观察结果为，本发明提供的点焊方法焊接后的工件中硬质合金片与金属基体表面结合牢固，而且硬质合金片部位无裂纹产生，焊接质量较好，并且使得后道工序的堆焊效果更佳。
本发明以下实施例所用的原料均为市售商品，所用的钢丝网为河北安平县盛邦丝网厂提供的316L型号的钢丝网。
实施例1
在尺寸为Φ120mm×Φ90mm×50mm的筒状42CrMo基体外圆表面覆盖钢丝网，所述钢丝网的厚度为0.2mm，网孔为1mm，将所述钢丝网弯折使其能够完全覆盖42CrMo基体的外圆表面；
在所述钢丝网表面放置石棉纸材质的厚度为1.5mm的模具，所述模具上孔洞的形状和排布如图1所示，所述模具中孔洞的长为13mm、宽为5mm，将所述模具弯折，使其形状与42CrMo基体外圆表面贴合；
在所述模具中的每个孔洞内放置厚度为0.1mm的紫铜片，在每个紫铜片上放置厚度为3mm的株洲西迪硬质合金科技股份有限公司提供的YG10型号的13mm×5mm的矩形硬质合金片，所述硬质合金片在42CrMo基体外圆表面的覆盖率为45％，得到工件；
采用700A的点焊电流使工件中的紫铜片熔化，将硬质合金片和42CrMo基体进行点焊，使多个硬质合金片分散固定在42CrMo基体外圆表面。
对本发明实施例1提供的点焊方法焊接后的工件中硬质合金片进行观察，工件中的硬质合金片和42CrMo基体之间结合牢固；硬质合金片部位无裂纹，焊接质量较好，并且使得后续的堆焊效果更佳。
实施例2
在尺寸为Φ120mm×Φ90mm×50mm的筒状42CrMo基体内孔表面覆盖钢丝网，所述钢丝网的厚度为0.2mm，网孔为1mm，将所述钢丝网弯折使其能够完全覆盖42CrMo基体的内孔表面；
在所述钢丝网表面放置石棉纸材质的厚度为1.5mm的模具，所述模具上孔洞的形状和排布如图1所示，所述模具中孔洞的长为13mm、宽为5mm，将所述模具弯折，使其形状与42CrMo基体内孔表面贴合；
在所述模具中的每个孔洞内放置厚度为0.1mm的紫铜片，在每个紫铜片上放置厚度为5mm的株洲西迪硬质合金科技股份有限公司提供的YG10型号的硬质合金片，所述硬质合金片的尺寸为13mm×5mm，所述硬质合金片在42CrMo基体内孔表面的覆盖率为50％，得到工件；
采用800A的点焊电流使工件中的紫铜片熔化，将硬质合金片和42CrMo基体进行点焊，使多个硬质合金片分散固定在42CrMo基体内孔表面。
对本发明实施例2提供的点焊方法焊接后的工件中硬质合金片进行观察，工件中的硬质合金片和42CrMo基体之间结合牢固；硬质合金片部位无裂纹，焊接质量较好，并且使得后道工序的堆焊效果更佳。
实施例3
在尺寸为Φ120mm×Φ90mm×50mm的筒状42CrMo基体上表面(环状平面)覆盖环状钢丝网，所述钢丝网的厚度为0.2mm，网孔为1mm，所述环状钢丝网能够完全覆盖42CrMo基体的上表面；
在所述钢丝网表面放置石棉纸材质的厚度为1.5mm的环状模具，所述模具上孔洞的形状和排布如图1所示，所述模具中孔洞的长为13mm、宽为5mm，所述环状模具形状与42CrMo基体上表面贴合；
在所述模具中的每个孔洞内放置厚度为0.1mm的紫铜片，在每个紫铜片上放置厚度为5mm的株洲西迪硬质合金科技股份有限公司提供的YG10型号的13mm×5mm的矩形硬质合金片，所述硬质合金片在42CrMo基体上表面的覆盖率为58％，得到工件；
采用1000A的点焊电流使工件中的紫铜片熔化，将硬质合金片和42CrMo基体进行点焊，使多个硬质合金片分散固定在42CrMo基体上表面。
对本发明实施例3提供的点焊方法焊接后的工件中硬质合金片进行观察，工件中的硬质合金片和42CrMo基体之间结合牢固；硬质合金片部位无裂纹，焊接质量较好。
由以上实施例可知，本发明提供了一种点焊方法，包括：提供工件，所述工件包括：金属基体，设置在所述金属基体表面的金属丝网，分布在所述金属丝网表面的多个焊料片，设置在每个焊料片表面的硬质合金片；将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。本发明提供的方法无需通以大电流就能实现硬质合金片和金属基体的牢固焊接；而且本发明在点焊过程中采用了金属丝网，焊接过程中焊层将对硬质合金片施加应力，金属丝网与硬质合金片一起发生松弛，将应力有效释放，能够防止硬质合金片产生裂纹。
Claims (10)
1.一种点焊方法，包括：
提供工件，所述工件包括：
金属基体，
设置在所述金属基体表面的金属丝网，
分布在所述金属丝网表面的多个焊料片，
设置在每个焊料片表面的硬质合金片；
将所述工件中的金属基体、金属丝网和硬质合金片通过焊料片进行点焊。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属丝网的网孔为0.5mm～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属丝网的厚度为0.1mm～0.3mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述工件中多个焊料片分布在金属丝网表面的方法为：
在金属丝网表面放置模具，所述模具带有多个与金属丝网表面连通的孔洞；
在所述模具中的每个孔洞内放置焊料片，使多个焊料片分布在金属丝网表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模具的厚度为1mm～2mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊料片的熔点为900℃～1100℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊料片为紫铜片。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊料片的厚度为0.05mm～0.15mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬质合金片包括：
6wt％～12wt％的Co；
88wt％～94wt％的WC。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬质合金片的厚度为3mm～5mm。
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