CN107838494B - 一种硬质合金锯片及其焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金锯片及其焊接方法，该方法包括：S1，对摆放完成的硬质合金刀头、锯片基体、焊丝以及助焊剂进行加热；S2，在760℃‑840℃温度环境下，利用助焊剂的润湿作用将熔化后的焊丝铺展于硬质合金刀头与锯片基体之间的缝隙中；S3，冷却得到初步焊接体，当初步焊接体的温度低于350℃时，对初步焊接体进行第一次回火；S4，在第一次回火后的1～3小时内，对初步焊接体进行第二次回火，得到硬质合金锯片；第二次回火需在密闭容器中执行且该容器内各个空间位置的温度保持一致。本发明解决了切割时齿座断裂的问题，以及相邻锯齿间应力裂纹的问题。

Description

一种硬质合金锯片及其焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种硬质合金锯片及其焊接方法。
背景技术
硬质合金圆锯片广泛应用于家具制造、工程建筑、家庭装修的行业。
现有技术是通过人工焊接或自动设备焊接来执行的，在焊接过程中由于温度和时间的不易控制，回火起不到彻底消除基体齿座应力及降低基体齿座硬度的问题，从而导致：①铝合金锯片在切割过程中因受冲击较大而易发生齿座断裂的安全问题；②对于齿距≤12mm的锯片，在焊接时由于两个相邻锯齿间的焊接热影响区存在临界交错的状态，因此易出现拉应力裂纹的安全问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬质合金锯片及其焊接方法，本发明一方面解决了锯齿齿座硬度不匀、硬度偏高而导致切割断齿座的问题。另一方面解决了相邻锯齿间应力裂纹的问题，减少了产品的报废及降低产品使用的安全问题。在密闭容器中采用集中处理使得产品性能更可靠。
为解决上述问题，本发明的一方面提供了一种硬质合金锯片的焊接方法，包括：
S1，对摆放完成的硬质合金刀头、焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热；
S2，在760℃-840℃温度环境下，利用助焊剂的润湿作用将熔化后的焊丝铺展于硬质合金刀头与锯片基体之间的缝隙中；
S3，冷却得到初步焊接体，当初步焊接体的温度低于350℃时，对初步焊接体进行第一次回火；
S4，在第一次回火后的1～3小时内，对初步焊接体进行第二次回火，得到硬质合金锯片；
其中，第二次回火处理均在密闭容器中执行且该容器内各个空间位置的温度保持一致。
进一步地，助焊剂为h285、UN285或钎剂102中的一种或多种。
进一步地，第一次回火的温度为：400℃-500℃,第一次回火的时间范围为0.5～2秒。
进一步地，第二次回火的温度为：380℃-480℃，第二次回火的时间范围为3～5小时。
进一步地，使用感应线圈对硬质合金刀头、焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热、第一次回火处理和/或第二次回火处理。
根据本发明的另一个方面提供了一种通过上述的硬质合金锯片的焊接方法所制得的硬质合金锯片，硬质合金锯片包括锯片基体和焊接在锯片基体上的硬质合金刀头。
本发明通过第二次回火处理，一方面解决了锯齿齿座硬度不匀、硬度偏高而导致切割断齿座的问题，另一方面解决了相邻锯齿间应力裂纹的问题。
附图说明
图1是根据本发明提供的硬质合金锯片的焊接原理图；
图2是现有技术中硬质合金锯片的焊接工艺的焊接温度曲线图；
图3是一硬质合金锯片的任一锯齿的局部结构示意图；
图4是一硬质合金锯片的任一两相邻锯齿的局部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明提供的一种硬质合金锯片的焊接方法的焊接原理图。
如图1所示，本发明第一实施方式提供了一种硬质合金锯片的焊接方法，包括：
S1，对摆放完成的硬质合金刀头2、焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热,加热时间为4～10秒，加热温度为760℃-840℃；
S2，在760℃-840℃的温度环境下，利用助焊剂的润湿作用将熔化后的焊丝铺展于硬质合金刀头2与锯片基体4之间的缝隙中以将硬质合金刀头2焊接到锯片基体4上；
S3，冷却得到初步焊接体，当初步焊接体的温度低于350℃时，对初步焊接体进行第一次回火；优选的，第一次回火的温度为：400℃-500℃,第一次回火的时间为0.5～2秒。
S4，在第一次回火后的1～3小时内，对初步焊接体进行第二次回火，得到硬质合金锯片。优选的，第二次回火的温度为：380℃-480℃，第二次回火的时间为3～5小时。其中，第二次回火需在密闭容器中执行且该容器内各个空间位置的温度保持一致。
可选的，助焊剂为h285、UN285或钎剂102中的一种或多种。
本发明另一实施方式提供了一种通过上述硬质合金锯片的焊接方法所制得的硬质合金锯片，硬质合金锯片包括锯片基体和焊接在锯片基体上的硬质合金刀头。
具体地，硬质合金圆锯片通过感应线圈产生的涡流热将置于磁场内的硬质合金刀头、焊丝、助焊剂、锯片基体加热到760℃～840℃，然后熔化的焊丝(焊丝熔点690℃～760℃)，在助焊剂的润湿作用下铺展于硬质合金刀头及锯片基体的缝隙之间，焊丝铺满后感应线圈停止加热让其自然冷却，待温度低于350℃左右时感应线圈再加热对焊接部位进行第一次中温回火(400℃～500℃)处理，得到初步焊接体，然后让初步焊接体自然冷却完成硬质合金锯片的焊接，在第一次回火后的1～3小时内，对初步焊接体进行第二次回火，得到硬质合金锯片。
这里，第一次回火处理后的1-3个小时内，可以将初步第一次回火处理后的初步焊接体集中收集挂在挂车的挂杆上送入密封的箱式炉中，然后升温到380℃～480℃之间保温3-5个小时，保温完成后取出在空气中自然冷却。箱式炉必须是密封且保温良好，同时发热管需安装在箱式炉的3个内壁且箱体上安装一台搅拌风机，确保炉内各个空间位置的温度均匀，这是本发明实现的关键。
可选的，使用感应线圈对硬质合金刀头、焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热、第一次回火处理和/或第二次回火处理。图2是现有技术中硬质合金锯片的焊接工艺的焊接温度曲线图。
如图2所示，T0-T1为第一次加热阶段。T1-T2为硬质合金刀头2焊接到锯片基体4上的过程。T2-T3为第一次冷却阶段，冷却后硬质合金刀头会被焊接到锯片基体上。T3-T4为第二次加热阶段。T4-T5为第一次回火阶段。T5-T6为第二次冷却阶段。
现有技术是通过人工焊接或自动设备焊接来执行的，在焊接过程中由于温度和时间的不易控制，回火起不到彻底消除基体齿座应力及降低基体齿座硬度的问题，从而导致：①铝合金锯片在切割过程中因受冲击较大而易发生齿座断裂的安全问题；②对于齿距≤12mm的锯片，在焊接时由于两个相邻锯齿间的焊接热影响区存在临界交错的状态，易出现拉应力裂纹的安全问题。
1、针对齿座易断裂的问题分析
图3是一硬质合金锯片的任一锯齿的局部结构示意图。如图3所示，弧线区为热影响区，A1-A5表示检测点。锯齿焊接后，如图3所示，随机抽取同一个硬质合金锯片上的4个不同合金锯齿磨平检测图2中5个检测点A1-A5的齿座硬度值，A1-A5的齿座硬度值如下表1所示：
表1
Figure BDA0001471577200000051
从表1的检测数据可以看出，焊接后机器及人工回火后的齿座硬度值并不稳定，对于硬度偏高的锯齿1-锯齿4在切割时受到冲击力的影响有齿座断裂的安全问题。
通过焊接后的二次回火工艺(回火温度380℃、440℃、480℃)，如图3所示，随机抽取每一种回火温度条件下同一个硬质合金锯片上的4个不同合金锯齿磨平测5个检测点A1-A5的齿座硬度值，其硬度值分别如下表2、表3、表4所示：
表2(380℃回火)
Figure BDA0001471577200000052
表3(440℃回火)
Figure BDA0001471577200000053
表4(480℃回火)
从表2、表3、表4的检测数据可以看出，通过二次回火处理后，齿座硬度相对稳定，且降低了齿座硬度，增加了齿座韧性，从而改善了切割断齿的风险。
2、针对相邻锯齿间拉应力裂纹的问题分析
图4是一硬质合金锯片的任一两相邻锯齿的局部结构示意图，如图4所示，齿距D≤12mm(齿距＝锯片周长÷锯片齿数)的锯片由于齿距太小，焊接时热影响区A与热影响区B存在临界交错的状态，又由于回火消除应力不完全，故在焊接后相邻锯齿间由于应力收缩的相互作用从而导致相邻锯齿间出现拉应力的裂纹L安全问题，如图4所示。2014年上半年12寸以上产品其相邻锯齿间出现拉应力的裂纹数据如下表5所示：
表5
批号 编码 生产数量 报废数量 报废率
14031209 A33503223E1200T 396 282 71.21％
140324111 W33003223E0960T 580 112 19.31％
140324114 A33503223E1200T 400 258 64.50％
140430101 W33003223E0960T 495 64 12.93％
140505205 W33003223E0800A 496 85 17.14％
140505206 A33003223E1200T 599 58 9.68％
经过焊接后二次回火工艺处理的12寸以上产品相邻锯齿间出现拉应力的裂纹数据如下表6所示：
表6
Figure BDA0001471577200000061
Figure BDA0001471577200000071
从表4的统计数据可以看出，通过二次回火处理后相邻锯齿间出现的拉应力裂纹已经完全解决了，降低了产品的使用安全风险，同时增加了经济效益。
本发明旨在保护一种硬质合金锯片及其焊接方法，一方面解决了锯齿齿座硬度不匀、硬度偏高而导致切割断齿座的问题。另一方面解决了相邻锯齿间应力裂纹的问题，减少了产品的报废及降低产品使用的安全问题。再次，在密闭容器中采用集中处理使得产品性能更可靠。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种硬质合金锯片的焊接方法，其特征在于，该焊接方法包括：
S1，对摆放完成的硬质合金刀头、焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热；
S2，在760℃-840℃温度环境下，利用助焊剂的润湿作用将熔化后的焊丝铺展于所述硬质合金刀头与所述锯片基体之间的缝隙中；
S3，冷却得到初步焊接体，当所述初步焊接体的温度低于350℃时，对所述初步焊接体进行第一次回火；
S4，在第一次回火后的1～3小时内，对所述初步焊接体进行第二次回火，得到所述硬质合金锯片；
其中，第二次回火需在密闭容器中执行且该容器内各个空间位置的温度保持一致；第二次回火的温度为380℃-480℃，第二次回火的时间为3～5小时。
2.根据权利要求1所述的硬质合金锯片的焊接方法，其特征在于，所述助焊剂为h285、UN285或钎剂102中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的硬质合金锯片的焊接方法，其特征在于，第一次回火的温度为：400℃-500℃,第一次回火的时间为0.5～2秒。
4.根据权利要求1-3任一项所述的硬质合金锯片的焊接方法，其特征在于，使用感应线圈对所述硬质合金刀头、所述焊丝、助焊剂及锯片基体进行加热、第一次回火处理和/或第二次回火处理。
5.一种通过权利要求1-3任一项所述的硬质合金锯片的焊接方法所制得的硬质合金锯片，所述硬质合金锯片包括锯片基体和焊接在所述锯片基体上的所述硬质合金刀头。
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