CN111283287A - 一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法 - Google Patents

一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法 Download PDF

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Abstract

一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，包括安装部分和工作部分两焊接部件的焊接；焊接工艺包括以下步骤：1）焊前准备，先检查硬质合金是否有裂纹，弯曲等不良缺陷；2）预加热不锈钢、硬质合金、钎料、混合助焊剂，而后冷却；3）再加热直至钎料熔化，再用紫铜加压棒轻轻敲打不锈钢头部，以使钎料与不锈钢充分接触，排除焊缝的熔渣以及气体；4）钎焊后将工件放入220‑250℃的炉内回火6‑8H，以消除部分钎焊应力；5）焊后清理，对焊好的棒销进行清理，以便将焊缝周围残余的钎料清除干净，否则在刀具刃磨时多余的钎料会将砂轮堵塞，使磨削困难；6）焊后质量检测及后续加工。

Description

一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法
技术领域
本发明涉及到一种硬质合金制品的制作方法，具体涉及一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接制作方法，属合金制品制作技术领域。
背景技术：
随着砂磨技术的高速发展，对砂磨机性能也随之不断提高。因此对砂磨机的加工制作也变的更加精细，其要求也变得更为严格。随着砂磨机性能的提高，对其核心部件棒销的要求也越来越高。
目前用于制作砂磨机棒销的材料普遍是硬质合金材料，硬质合金是金属碳化物粉末与钴的混合物，常用的金属碳化物是碳化钨，碳化钛等。硬质合金材料的棒销，可实现对原材料的高效纳米研磨。其耐磨性和强度远远高于其它材质的棒销，少数稀有金属碳化物也可以作为硬质合金材料，但因其金属为稀有金属，且价格昂贵，其应用有限。
硬质合金棒销常见的制作方式为两种：整体硬质合金和焊接。整体硬质合金是安装部分和工作部分为整体成型。由于硬质合金材料价格较高，加工成本高，导致棒销制作成本昂贵。
棒销也可以通过焊接棒销的安装部分和工作部分来完成棒销的制作。其中安装部分采用不锈钢，因为其不会生锈，在研磨产品过程中，不会引入杂质；工作部分采用硬质合金；用焊接的方法制作的棒销节省硬质合金材料，相应的也降低了棒销的制作成本，目前硬质合金材料的焊接多采用火焰钎焊法，但该焊接方法温度的均匀性，升温速度难以控制，加热时会产生较大的温度梯度。升温过快过高，造成钎缝氧化及焊料成份严重烧损且局部的受热不均产品极易炸裂和崩口；过慢偏低时钎料的流动性不好，形成虚焊且焊缝内留有大量气孔和夹渣，以致严重降低焊缝强度。因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有砂磨机棒销焊接工艺中存在焊接质量差、虚焊、有气孔且强度不够等问题，提出一种新的砂磨机棒销焊接工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接工艺，包括安装部分和工作部分两焊接部件的焊接；焊接工艺包括以下步骤：
步骤1：焊前准备，先检查硬质合金是否有裂纹，弯曲等不良缺陷。钎焊面需平整，保证合金与不锈钢有良好的接触，才能保证钎焊的质量。不锈钢需进行清洗去油污，清洗量大时，可采用饱和的硼砂水溶液煮沸20-30min，取出烘干后再进行焊接；钎料和助焊剂的准备，钎料采用铜钎料，使用前用酒精或汽油擦净；助焊剂采用铜气焊熔剂和不锈钢气焊熔剂混合助焊剂，成份比按2：1配；
步骤2：预加热不锈钢、硬质合金、钎料、混合助焊剂，而后冷却；
步骤3：再加热直至钎料熔化，再用紫铜加压棒轻轻敲打不锈钢头部，以使钎料与不锈钢充分接触，排除焊缝的熔渣以及气体；
步骤4：钎焊后将工件放入220-250℃的炉内回火6-8H，以消除部分钎焊应力，减少裂纹和延长棒销的使用寿命；
步骤5：焊后清理，对焊好的棒销进行清理，以便将焊缝周围残余的钎料清除干净，否则在刀具刃磨时多余的钎料会将砂轮堵塞，使磨削困难。步骤6：焊后质量检测及后续加工；主要检查硬质合金与不锈钢接头质量以及硬质合金有无裂纹存在，在确认焊后质量没有问题后在进行后续的加工。
进一步的，步骤1-6所涉及的加热均是采用交变电流的感应线圈加热。
进一步的，两焊接部件材料分别为，安装部分采用不锈钢304、工作部分采用硬质合金YG8。
进一步的，钎料采用铜钎料，助焊剂采用铜气焊熔剂和不锈钢气焊熔剂混合助焊剂，成份比按2：1配。焊接工艺所涉及的加热温度为700-780℃；
进一步的，该焊接工艺均处于经于滤尘处理的空气中。
本发明的优点在于：
由以上技术方案可知，本发明对材料的预加热可以减少焊接部位的应力，焊接工艺整个过程处于经过滤尘处理的环境中，能够使焊接部位不产生气泡。该焊接工艺采用交变电流非接触式加热方式，能够有效防止焊接材料变形及破损。
附图说明
图1为该焊接工艺中焊接部件侧视图。
图2为该焊接工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例一
为使本发明的技术特征更明显易懂，下面结合附图，对本焊接工艺进一步的描述。
本发明应用于棒销式砂磨机的棒销是采用焊接工艺制作而成。因此如背景所述，该焊接方法制作的棒销相对于整体切削方法制作棒销可有效的节约用于制作棒销的合金材料，降低棒销的制作成本。
如图1所示，本发明焊接工艺需要进行焊接的焊接部件包括安装部分和工作部分。本发明焊接工艺如图2所示的步骤。步骤1，焊前准备。焊前应检查硬质合金是否裂纹，对硬质合金进行喷砂处理，除去硬质合金钎焊面氧化层，因为如果不除去硬质合金钎面氧化层，钎料不易湿润硬质合金，易发生脱焊现象。钎焊前应检查不锈钢有无不良缺陷，也要进行喷砂处理，清除表面油污，清洗量大时可采用饱和的硼砂水溶液，煮沸20-30min，取出后烘干再进行焊接。钎料使用前应用酒精擦净，并根据钎焊面裁剪成型。助焊剂准备，根据经验所得，助焊剂应采用铜气焊熔剂与不锈钢气焊熔剂按2：1的质量比混合，这样能够有效的的去除氧化物，降低被焊接材质的表面张力。
步骤2，预加热。对焊接材料的预加热，即安装部分1、工作部分2、钎料3、混合助焊剂4，预加热能够有效的减少焊接部位的应力，降低后续焊接时气泡的产生几率。预加热的时间和冷却的时间均不宜过长，若时间过长就不能起到预加热应有的作用。本实施例中，较佳的预加热时间和冷却时间均为2秒。
步骤3，再加热直至钎料熔化。再加热时间、温度和速度也要适宜，因为加热速度对钎焊质量有明显的影响，快速加热温度过高会造成焊缝氧化且硬质合金产生温度不均匀发生裂纹；但加热过慢温度过低也会使表面氧化，使接头强度降低且焊缝会因焊料流动性不好而偏厚，焊缝内有大量气孔和夹渣极易造成脱焊；本实施例中较佳的再加热时间为8秒，加热速度为80-100℃/S。再加热过程中应正确的安放钎料、混合助焊剂、不锈钢的安放顺序，因为其安放的顺序对焊接质量有直接的影响。正确的安放顺序是：在硬质合金内孔撒混合助焊剂，再将钎料放入硬质合金内孔中，再撒混合助焊剂，再向硬质合金顶面撒上一层助焊剂，再放不锈钢，这样在钎焊时便于掌握钎焊温度，减少焊缝外黏附多余的钎料。钎料熔化后，再用紫铜加压棒轻轻敲打不锈钢头部，以使钎料与不锈钢充分接触，排除焊缝的熔渣以及气体。
步骤4，炉内回火。钎焊后将工件放入220-250℃的炉内回火6-8H，以消除部分钎焊应力，减少裂纹和延长棒销的使用寿命；步骤5，焊后清理。对焊好的棒销进行清理，以便将焊缝周围残余的钎料清除干净，否则在刀具刃磨时多余的钎料会将砂轮堵塞，使磨削困难。焊后残留的钎料也会腐蚀焊缝或基体，常用已冷却的工件放入沸水中煮1-2小时左右，然后喷砂处理。
步骤6：焊后质量检测及后续加工；主要检查硬质合金与不锈钢接头质量以及硬质合金有无裂纹存在。棒销经喷砂处理后，先用煤油清洗，然后用肉眼或放大镜下观察，当棒销上有裂纹时，表面会有明显的黑线或用65%的煤油加30%的变压器油加5%的松节油调成溶液，再放入少量苏丹红，将棒销放入该溶液浸泡约10min,取出清水洗净，再涂上高岭土，烘干后检测表面，如有裂纹溶液的颜色便可以在白土上显示出来，用肉眼可明显的看到。在确认焊后质量没有问题的后在进行不锈钢的螺纹车削加工。
上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的优点在于：
由以上技术方案可知，本发明对材料的预加热可以减少焊接部位的应力，焊接工艺整个过程处于经过滤尘处理的环境中，能够使焊接部位不产生气泡。该焊接工艺采用交变电流非接触式加热方式，能够有效防止焊接材料变形及破损。

Claims (7)

1.一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：一种硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，包括安装部分和工作部分两焊接部件的焊接；焊接工艺包括以下步骤：
步骤1：焊前准备，先检查硬质合金是否有裂纹，弯曲等不良缺陷；钎焊面需平整，保证合金与不锈钢有良好的接触，才能保证钎焊的质量；
步骤2：预加热不锈钢、硬质合金、钎料、混合助焊剂，而后冷却；
步骤3：再加热直至钎料熔化，再用紫铜加压棒轻轻敲打不锈钢头部，以使钎料与不锈钢充分接触，排除焊缝的熔渣以及气体；
步骤4：钎焊后将工件放入220-250℃的炉内回火6-8H，以消除部分钎焊应力，减少裂纹和延长棒销的使用寿命；
步骤5：焊后清理，对焊好的棒销进行清理，以便将焊缝周围残余的钎料清除干净，否则在刀具刃磨时多余的钎料会将砂轮堵塞，使磨削困难；
步骤6：焊后质量检测及后续加工。
2.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：步骤1-6所涉及的加热均是采用交变电流的感应线圈加热。
3.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：两焊接部件材料分别为，安装部分采用不锈钢304、工作部分采用硬质合金YG8。
4.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：焊接时的钎料采用铜钎料，助焊剂采用铜气焊熔剂和不锈钢气焊熔剂混合助焊剂，成份比按2：1配。焊接工艺所涉及的加热温度为700-780℃。
5.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：焊接工艺均处于经于滤尘处理的空气中。
6.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：步骤1中的不锈钢需进行清洗去油污，清洗量大时，可采用饱和的硼砂水溶液煮沸20-30min，取出烘干后再进行焊接；钎料和助焊剂的准备，钎料采用铜钎料，使用前用酒精或汽油擦净；助焊剂采用铜气焊熔剂和不锈钢气焊熔剂混合助焊剂，成份比按2：1配。
7.如权利要求1所述的硬质合金与不锈钢复合棒销的焊接方法，其特征在于：步骤6中的焊后质量检测及后续加工为：检查硬质合金与不锈钢接头质量以及硬质合金有无裂纹存在，在确认焊后质量没有问题后在进行后续的加工。提高与聚晶金刚石层相结合的硬质合金基体界面的钴含量，采用双层硬质合金基体，其中一层为与聚晶金刚石层相结合的硬质合金表面基体层，另一层为与金刚石复合片整体相结合的基体材料层的硬质合金内面基体层；且通过控制硬质合金表面基体层与硬质合金内面基体层的厚度和碳化钨材料的颗粒大小，以及硬质合金表面基体层与硬质合金内面基体层的钴含量，使得硬质合金表面基体层的钴含量高于硬质合金内面基体层的钴含量，来提高与聚晶金刚石层相结合的硬质合金基体界面的强度和耐磨性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113618184A (zh) * 2021-08-31 2021-11-09 贵州航天电子科技有限公司 一种铅黄铜腔体炉中钎焊加工方法

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