CN112756761A - 一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，将夹头夹持内孔设置一个台阶形的镶嵌孔，然后通过铜焊接工艺将配套规格的硬质合金套焊接在夹头的镶嵌孔中，从而使硬质合金、铜、夹头三者融合形成一体，具体步骤如下：焊前对焊条、焊粉以及助焊剂、硬质合金套、夹头的备料，之后在硬质合金套外表面均匀涂上一层铜焊膏，然后将其镶嵌到夹头内，通过高频感应加热机对其加热，待夹头镶嵌孔周围以及硬质合金，红透以后，开始匀撒铜焊粉在硬质合金与镶嵌孔周边缝隙处，待铜焊溶剂结固和硬质合金完全稳固以后，方可取出，放入保温炉进行保温，第二天取出即可。本发明能更好的将硬质合金、铜、夹头三者融合好，焊接牢固，保持原有的弹性和耐用性。

Description

一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法

技术领域：

本发明涉及夹头生产加工领域，主要涉及一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法。

背景技术：

现有的弹簧夹头焊接分为几种，铜焊接，银焊接，钎焊接等，通常铜焊接更为普遍和实用，银焊接的弊端是对环境要求较高和焊接好的部位不耐高温，易脱落合金，钎焊同样如此，不耐高温。不适宜于弹簧夹头与硬质合金的焊接。通常采取的铜焊针对于硬质合金与弹簧夹头的焊接，大部分采取的是传统的刀具焊接借鉴方法，此方法，弊端在于，没有充分考虑到焊接的精度，牢固度以及对于母体的选材限制。比如，很多的厂家，因考虑到不牢固，不好焊的原因，会选择一些低碳钢或者硬度低的钢种作为母体与硬质合金进行焊接。然而，虽然好焊了，也容易焊接牢固，但是作为弹簧夹头来讲，其母体对于钢种的要求很高，不论是机械弹性还是耐磨性都要求合理合适。

通常，正规标准的弹簧夹头就应该采用优质60Si2Mna钢，才是最佳材质。而这种钢材要去焊接合金，就比较难，其一不易焊接，其二本身出厂硬度较高，对于焊接的技术要求非常高，本申请提供了一种新的焊接方法，能更好的将硬质合金、铜、夹头三者融合好，焊接牢固。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，目的在于解决了上述背景技术提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：将夹头夹持内孔设置一个台阶形的镶嵌孔，然后通过铜焊接工艺将配套规格的硬质合金套焊接在夹头的镶嵌孔中，从而使硬质合金、铜、夹头三者融合形成一体，在不影响夹持内孔规格的同时，让夹头夹持内孔硬度高，耐磨性好，具体焊接步骤如下：

1)、备料:

焊料采用焊条、焊粉以及助焊剂的结合，其具体选用：采用黄铜焊条、铜焊粉以及铜焊膏；

硬质合金套的选择：保持硬质合金套表面的光亮，无氧化皮，如有需要磨光见亮；

2)、夹头的镶嵌孔的规格要求：夹头的镶嵌孔的孔径应比硬质合金套的外径大0.05-0.1mm；

3)、用酒精或者金属清洗剂或金属除油剂，对上述1)中的硬质合金套和2)中的夹头的镶嵌孔进行清洗，保持干燥清洁；

4)、在步骤3)中已干燥的硬质合金套外表面均匀涂上一层铜焊膏，其铜焊膏的厚度以目测手感均匀涂上即可，即使涂多了也会在装配的过程中从事先预留的间隙中溢出，然后通过干净的镊子或专用的放料机构将硬质合金套放进夹头镶嵌孔内；

5)、将镶嵌好硬质合金套的夹头放置到高频感应加热机的支撑工装上，对准高频感应加热机的铜感应圈且位于铜感应圈内，然后启动高频感应加热机对其整体进行加热，同时手拿铜焊条放置在加热圈内进行同步加热，在加热之前就让焊条放置到加热圈中的目的是为了摆正位置，让焊接处在加热圈正中，一旦开始加热就能均匀周围加热，另外高频可设置时长自动加热时间，对于比较小的夹头焊接，时长比较短的，预先放好，会节省和控准加热时间，一开始的输出加热电流为600A-800A，其加热电流根据夹头的大小，硬质合金的大小，厚度进行调节；

6)、待夹头镶嵌孔周围以及硬质合金，红透以后，开始匀撒铜焊粉在硬质合金与镶嵌孔周边缝隙处，使其慢慢融化流进缝隙，同时将即热后的焊条贴近焊缝，待其开始融化时，将高频电流调低200A左右，此操作是为了以不至于高温熔化，迅速将铜熔的太快，铜水溢流到不必要的位置，调低电流，可使铜缓熔，手拿焊条可适当围绕焊缝周围，转圈，让其溢流进缝均匀，待铜水完全溢满缝隙周围，即可关掉加热；

7)、大约3-10S，待铜焊溶剂结固和硬质合金完全稳固以后，方可取出，放入保温炉进行保温，保温时间以具体的夹头大小而定，此操作是为了保持温度缓降，以不至于剧烈冷热交替，使硬质合金因热胀冷缩而裂开，如对焊接好的夹头进行二次加工，最佳拿出时间是第二天。

所述的步骤4)中放料机构包括有用于卡装夹头的卡座，所述卡座上设有卡装孔，所述卡座上的正上方架设有固定梁，所述固定梁上安装有可移动的放料机构，所述放料机构包括有导向安装在固定梁上的移动座，所述移动座的下方安装有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆伸出端安装有放料板，所述放料板的下方安装有两间隔设置的卡爪，所述卡爪的上端部穿过放料板中部的导槽，且伸出端分别由其外侧的气缸驱动。

所述卡装孔的圆周位置分布有用于夹持顶紧夹头的弹性夹板，所述弹性夹板为弧形板，所述弹性夹板的后端部通过导杆固定安装在其外侧的固定环上，所述导杆的一端穿过固定环，且伸出端安装有限位块，所述弹性夹板与固定环之间的导杆上套装有弹簧。

所述的步骤5)中的支撑工装包括有底座，所述底座固定在高频感应加热机铜感应圈正下方的工作台上，所述底座上设有凹腔，所述凹腔中卡放有用于卡装夹头的卡块，所述卡块的上端面中部设有向内凹陷的卡装孔，所述高频感应加热机通过气缸升降式安装在工作台的一侧。

所述的步骤5)中的铜焊条以2毫米为准，特别大孔径的夹头可用2.5或者3毫米的铜焊条。

所述的高频感应加热机加热后，应以慢加热和均匀加热为主，比如夹头本身外径比较大，这个时候适合采用慢加热，因为只有外圈先热起来了，才能慢慢传递到内圈，如果太快加热，容易造成外圈过热白化了，而内圈还是没热起来，因此电流可视内外圈红热的程度来缓慢调节输出电流大小，慢加热具体的加热过程，是保持一个温度的梯度上升式缓慢加热，均匀加热的加热过程，是某一温度首先控制好，然后按照这一温度加热持续加热。

所述的保温炉为密闭式的容器，其包括有容器本体，所述容器本体的侧壁上设有保温层，其两端分别设有可开关的盖板，所述容器本体内导向安装有与多个移动架，所述移动架的底端设有滚轮，所述容器本体的底端面上设有供滚轮导向移动的导槽。

所述的移动架包括有底板，所述底板上通过四周的立柱架设有多层上下间隔设置的隔板，所述移动架的整体高度小于容器本体的内腔高度。

本发明的优点是：

本发明提供的焊接方法，能更好的将硬质合金、铜、夹头三者融合好，焊接牢固，不影响夹头本身材质的机械性能，让夹头焊接上硬质合金以后，其除硬质合金以外的部分，依然保持原有的弹性和耐用性，而且焊接牢固、耐高温、不脱落、无焊疤、均匀美观。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

图2为放料机构的结构示意图。

图3为支撑工装的结构示意图。

图4为保温炉的结构示意图。

具体实施方式：

参见附图。

一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，将夹头夹持内孔设置一个台阶形的镶嵌孔，然后通过铜焊接工艺将配套规格的硬质合金套焊接在夹头的镶嵌孔中，从而使硬质合金套、铜、夹头三者融合形成一体，在不影响夹持内孔规格的同时，让夹头夹持内孔硬度高，耐磨性好，具体焊接步骤如下：

1)、焊料采用焊条、焊粉以及助焊剂的结合，其具体选用：采用黄铜焊条、铜焊粉以及铜焊膏；其选材时采用优质黄铜焊条(含铜纯度高、熔点低、性能稳定)、优质铜焊粉以及助焊剂(铜焊膏)，具体型号如下：铜焊条以型号HS221优质铜焊条，直径

长度1米为准，铜焊粉以上海斯米克牌CJ301铜气焊粉500g罐装为准，铜焊膏以扬州山河牌QJ301P，1000g罐装为准；

硬质合金套的选择：所述硬质合金套采用的材料是：K6，应保持硬质合金套表面的光亮，无氧化皮，如有需要磨光见亮；

2)、夹头的镶嵌孔的规格要求：以0640数控车夹头

为例，夹头的镶嵌孔的孔径应比硬质合金套的外径大0.05-0.1mm；

3)、用酒精或者其它金属清洗剂或金属除油剂，金属清洗剂等以快干易挥发，无水无油为准，对上述1)和2)中的硬质合金和夹头的镶嵌孔进行清洗，保持干燥清洁；

4)、在步骤3)中已干燥的硬质合金套外表面均匀涂上一层铜焊膏，其铜焊膏的厚度通常不限，以目测手感均匀涂上即可，即使涂多了也会在装配的过程中从事先预留的间隙中溢出，然后通过干净的镊子或取料机构将硬质合金套放进夹头镶嵌孔内；

5)、将镶嵌好硬质合金套的夹头放置到高频感应加热机的支撑工装上，对准高频感应加热机的铜感应圈且位于铜感应圈内，然后启动高频感应加热机对其整体进行加热，同时手拿铜焊条(铜焊条以2毫米为准，特别大孔径的夹头可用2.5或者3毫米的铜焊条，大孔径镶嵌的面积和高度都大，需要熔进的铜水就多，如果铜焊条细了，焊接的时间会延长，且会影响焊接效果，焊接时间要恰到好处，切不可太慢或太快，因此焊条粗细要根据孔径的大小来选择，通常

毫米以下的均可用

焊条，大之则用

或

焊条)放置在加热圈内进行同步加热(直接采用手拿焊条，焊条受热不会伤手，因为焊条只有临近加热圈或者夹头焊接口处才产生热量，而且焊条长约1米，手拿捏出相对比较远一点。在加热之前就让焊接放置到加热圈中的目的是为了摆正位置，让焊接处在加热圈正中，一旦开始加热就能均匀周围加热，另外高频可设置时长自动加热时间，对于比较小的夹头焊接，时长比较短的，预先放好，会节省和控准加热时间)，一开始的输出加热电流为(以0640为例600A-800A)，其加热电流根据夹头的大小，硬质合金的大小，厚度进行调节；应以慢加热和均匀加热为主，比如夹头本身外径比较大，这个时候适合采用慢加热，因为只有外圈先热起来了，才能慢慢传递到内圈，如果太快加热，容易造成外圈过热白化了，而内圈还是没热起来。因此电流可视内外圈红热的程度来缓慢调节输出电流大小。慢加热具体的加热过程，是保持一个温度的梯度上升式缓慢加热，均匀加热的加热过程，是某一温度首先控制好，然后按照这一温度加热持续加热；

6)、待夹头镶嵌孔周围以及硬质合金，红透以后，开始匀撒铜焊粉在硬质合金与镶嵌孔周边缝隙处，使其慢慢融化流进缝隙，同时将即热后的焊条贴近焊缝，待其开始融化时，将高频电流调低200A左右，此操作是为了以不至于高温熔化，迅速将铜熔的太快，铜水溢流到不必要的位置，调低电流，可使铜缓熔，手拿焊条可适当围绕焊缝周围，转圈，让其溢流进缝均匀，待铜水完全溢满缝隙周围，直接观察就可以看见铜水溢出，其基于的原理是：夹头底部设计成台阶孔的好处所在，一旦铜水流到底部顿时无处可蹿时，便自然沿着缝隙向上溢出，溢出后即可关掉加热；

7)、大约3-10秒后，待铜焊溶剂结固和硬质合金完全稳固以后，方可取出，放入保温炉进行保温，保温时间(以0640夹头为例第二天取出最佳，比之小很多的细小夹头，可在两三小时以后取出，因为是自然冷，也视冬夏季节性不同而调整，夏季则保温时间长点，冬季则保温时间短一点)此操作是为了保持温度缓降，以不至于剧烈冷热交替，使硬质合金因热胀冷缩而裂开，如对焊接好的夹头进行二次加工，最佳拿出时间是第二天。

通过此焊接方法，能更好的将硬质合金、铜、夹头三者融合好，焊接牢固。且不影响夹头本身材质的机械性能，让夹头焊接上硬质合金以后，其除硬质合金以外的部分，依然保持原有的弹性和耐用性。而且，焊接牢固、耐高温、不脱落、无焊疤、均匀美观。

所述的步骤4)中放料机构包括有用于卡装夹头的卡座1，所述卡座1上设有卡装孔2，所述卡座1上的正上方架设有固定梁3，所述固定梁3上安装有可移动的放料机构，所述放料机构包括有导向安装在固定梁上的移动座4，所述移动座4的下方安装有升降气缸5，所述升降气缸5的活塞杆伸出端安装有放料板6，所述放料板6的下方安装有两间隔设置的卡爪7，所述卡爪7的上端部穿过放料板6中部的导槽，且伸出端分别由其外侧的气缸8驱动。所述卡装孔2的圆周位置分布有用于夹持顶紧夹头的弹性夹板9，所述弹性夹板9为弧形板，所述弹性夹板9的后端部通过导杆10固定安装在其外侧的固定环11上，所述导杆10的一端穿过固定环11，且伸出端安装有限位块12，所述弹性夹板9与固定环11之间的导杆上套装有弹簧13。通过此放料机构可实现对涂抹铜焊膏之后的硬质合金套取料放料，当夹头过大时，不方便用镊子进行夹取时，为了保证硬质合金套正好嵌套于夹头的镶嵌孔内，取料时，通过挡料板的卡爪将硬质合金套的内孔顶紧，对硬质合金套进行固定，固定之后将其移动至卡座上方，然后卡爪通过升降气缸向下移动，将硬质合金套落入至镶嵌孔内，此过程操作简单，避免了人手工操作，影响镶嵌孔内避免涂抹的铜焊膏的均匀度，另一方面其操作省时省力，可满足多种规格的夹头与硬质合金套嵌套固定的要求。

所述的步骤5)中的支撑工装包括有底座14，所述底座14固定在高频感应加热机铜感应圈正下方的工作台15上，所述底座15上设有凹腔16，所述凹腔16中卡放有用于卡装夹头的卡块17，所述卡块16的上端面中部设有向内凹陷的卡装孔，所述高频感应加热机18通过气缸升降式安装在工作台15的一侧。所述的步骤5)中的铜焊条以2毫米为准，特别大孔径的夹头可用2.5或者3毫米的铜焊条。通过底座上的凹腔用于卡装固定嵌套好后的夹头，之后通过气缸驱动高频感应加热机下降，降至到待夹持的夹头位置即可，之后即可对其进行加热。

所述的保温炉为密闭式的容器，其包括有容器本体19，所述容器本体19的侧壁上设有保温层20，其两端分别设有可开关的盖板，所述容器本体19内导向安装有与多个移动架21，所述移动架21的底端设有滚轮22，所述容器本体19的底端面上设有供滚轮导向移动的导槽23。通过保温层的结构，可实现对保温炉的保温作用，使其焊接后的夹头能够缓慢的冷却，尤其实在天冷的冬季，保温层的作用，可对保温炉内的热量进行保温，从而保证夹头的焊接质量。

所述的移动架21包括有底板21-1，所述底板21-1上通过四周的立柱架设有多层上下间隔设置的隔板21-2，所述移动架21-2的整体高度小于容器本体的内腔高度。通过隔板的设置，实现对焊接好的夹头批量的多层叠加的放置，通过移动架的结构，方便将多层结构形成整体式结构，方便整体式的进出。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：将夹头夹持内孔设置一个台阶形的镶嵌孔，然后通过铜焊接工艺将配套规格的硬质合金套焊接在夹头的镶嵌孔中，从而使硬质合金、铜、夹头三者融合形成一体，在不影响夹持内孔规格的同时，让夹头夹持内孔硬度高，耐磨性好，具体焊接步骤如下：

1)、备料，

焊料采用焊条、焊粉以及助焊剂的结合，其具体选用：采用黄铜焊条、铜焊粉以及铜焊膏；

硬质合金套的选择：保持硬质合金套表面的光亮，无氧化皮，如有需要磨光见亮；

2)、夹头的镶嵌孔的规格要求：夹头的镶嵌孔的孔径应比硬质合金套的外径大0.05-0.1mm；

3)、用酒精或者金属清洗剂或金属除油剂，对上述1)中的硬质合金套和2)中的夹头的镶嵌孔进行清洗，保持干燥清洁；

4)、在步骤3)中已干燥的硬质合金套外表面均匀涂上一层铜焊膏，其铜焊膏的厚度以目测手感均匀涂上即可，即使涂多了也会在装配的过程中从事先预留的间隙中溢出，然后通过干净的镊子或专用的放料机构将硬质合金套放进夹头镶嵌孔内；

5)、将镶嵌好硬质合金套的夹头放置到高频感应加热机的支撑工装上，对准高频感应加热机的铜感应圈且位于铜感应圈内，然后启动高频感应加热机对其整体进行加热，同时手拿铜焊条放置在加热圈内进行同步加热，在加热之前就让焊条放置到加热圈中的目的是为了摆正位置，让焊接处在加热圈正中，一旦开始加热就能均匀周围加热，另外高频可设置时长自动加热时间，对于比较小的夹头焊接，时长比较短的，预先放好，会节省和控准加热时间，一开始的输出加热电流为600A-800A，其加热电流根据夹头的大小，硬质合金的大小，厚度进行调节；

6)、待夹头镶嵌孔周围以及硬质合金，红透以后，开始匀撒铜焊粉在硬质合金与镶嵌孔周边缝隙处，使其慢慢融化流进缝隙，同时将即热后的焊条贴近焊缝，待其开始融化时，将高频电流调低200A左右，此操作是为了以不至于高温熔化，迅速将铜熔的太快，铜水溢流到不必要的位置，调低电流，可使铜缓熔，手拿焊条可适当围绕焊缝周围，转圈，让其溢流进缝均匀，待铜水完全溢满缝隙周围，即可关掉加热；

7)、大约3-10S，待铜焊溶剂结固和硬质合金完全稳固以后，方可取出，放入保温炉进行保温，保温时间以具体的夹头大小而定，此操作是为了保持温度缓降，以不至于剧烈冷热交替，使硬质合金因热胀冷缩而裂开，如对焊接好的夹头进行二次加工，最佳拿出时间是第二天。

2.根据权利要求1所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤4)中放料机构包括有用于卡装夹头的卡座，所述卡座上设有卡装孔，所述卡座上的正上方架设有固定梁，所述固定梁上安装有可移动的放料机构，所述放料机构包括有导向安装在固定梁上的移动座，所述移动座的下方安装有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆伸出端安装有放料板，所述放料板的下方安装有两间隔设置的卡爪，所述卡爪的上端部穿过放料板中部的导槽，且伸出端分别由其外侧的气缸驱动。

3.根据权利要求2所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述卡装孔的圆周位置分布有用于夹持顶紧夹头的弹性夹板，所述弹性夹板为弧形板，所述弹性夹板的后端部通过导杆固定安装在其外侧的固定环上，所述导杆的一端穿过固定环，且伸出端安装有限位块，所述弹性夹板与固定环之间的导杆上套装有弹簧。

4.根据权利要求1所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤5)中的支撑工装包括有底座，所述底座固定在高频感应加热机铜感应圈正下方的工作台上，所述底座上设有凹腔，所述凹腔中卡放有用于卡装夹头的卡块，所述卡块的上端面中部设有向内凹陷的卡装孔，所述高频感应加热机通过气缸升降式安装在工作台的一侧。

5.根据权利要求1所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤5)中的铜焊条以2毫米为准，特别大孔径的夹头可用2.5或者3毫米的铜焊条。

6.根据权利要求1所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的高频感应加热机加热后，应以慢加热和均匀加热为主，比如夹头本身外径比较大，这个时候适合采用慢加热，因为只有外圈先热起来了，才能慢慢传递到内圈，如果太快加热，容易造成外圈过热白化了，而内圈还是没热起来，因此电流可视内外圈红热的程度来缓慢调节输出电流大小，慢加热具体的加热过程，是保持一个温度的梯度上升式缓慢加热，均匀加热的加热过程，是某一温度首先控制好，然后按照这一温度加热持续加热。

7.根据权利要求1所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的保温炉为密闭式的容器，其包括有容器本体，所述容器本体的侧壁上设有保温层，其两端分别设有可开关的盖板，所述容器本体内导向安装有与多个移动架，所述移动架的底端设有滚轮，所述容器本体的底端面上设有供滚轮导向移动的导槽。

8.根据权利要求7所述的新型弹簧夹头镶嵌硬质合金的焊接方法，其特征在于：所述的移动架包括有底板，所述底板上通过四周的立柱架设有多层上下间隔设置的隔板，所述移动架的整体高度小于容器本体的内腔高度。

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