CN115446415A - 一种无焊料无缝焊接工艺及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无焊料无缝焊接工艺，包括以下步骤：(1)在整体工件上开设待焊接部位工件的孔洞；(2)对整体工件与待焊接部位工件的边缘进行敲打；(3)使用火焊枪对整体工件与部位工件的边缘进行高温焊接；(4)对焊接后的边缘进行二次敲打，打造成流畅线型即得。本发明通过采用无焊料的焊接方式，使得整体工件制品中为纯度极高的材质，整体工件的银含量达到99.995％，在使用过程中不会出现杂质的迁出，使用安全性大大提高。同时在焊接过程中采用两只焊枪，使用乙炔焊焊枪与空气助燃焊焊枪的焊枪组合，可以提高焊接部位的升温速度，准确把控材料的熔化程度，实现快速焊接。

Description

一种无焊料无缝焊接工艺及其应用
技术领域
本发明涉及一种无焊料无缝焊接工艺及其应用，涉及B23K，具体涉及金属焊接领域。
背景技术
金属焊接是加工金属制品的常见手段，随着人们生活水平的提高，人们对于加工的水平要求越来越高，优秀的金属焊接工艺可以达到良好流畅的外观表现，并且简洁的工艺还会提高金属制品加工者的生产效率。银制品具有杀菌消毒的效果，现代人发现使用银壶烧水，银质金属导热快，使用银壶烧的水泡茶具有清润甘甜的口感，茶香味更加浓郁，但是银壶类银制品的熔点较高，焊接工艺不佳会导致壶体外观表现差，并且各个部分之间采用焊料焊接，银壶在长时间高频率的烧水过程中，容易造成杂质金属迁出，危害人体健康。
中国发明专利CN201710763129.1公开了一种银饰的焊接工艺，通过采用合理的焊接粉，有效降低了焊接的表面张力，提高焊接效率，提升焊接的牢固程度，但是焊接粉中含有锡金属离子，长时间高温加热条件下可能会迁出，危害身体健康。中国发明专利CN202011070724.5公开了一种银器的对流焊接工艺，通过将银制品整体件与部位件之间接缝处进行定点加热，银料之间互熔焊接，但是壶体部分为上下两部分构成，接缝处容易出现裂纹，影响银制品的外观表现。
发明内容
为了提高焊接的效果，改善焊接后的外观表现，本发明的第一个方面公开了一种无焊料无缝焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将整体工件与待焊接部位工件进行敲打平整；
(2)使用火焊枪对整体工件与部位工件的边缘进行高温焊接；
(3)对焊接后的边缘进行二次敲打，打造成流畅线型即得。
作为一种优选的实施方式，所述步骤1中在焊接银壶壶嘴时，需要先在整体工件上开设待焊接部位工件的孔洞；然后对整体工件与待焊接部位工件的边缘进行敲打；整体工件上的孔洞小于待焊接部位工件的面积，待焊接部位工件与孔洞边缘的接缝处有2-3mm的搭接。
申请人在实验过程中发现，在整体工件与部位工件的连接处保持2-3mm的搭接可以改善焊接效果，加强焊接强度，有利于焊接后的工件敲打定型。猜测可能的原因是：本申请为无焊料的无缝焊接，银质材料在高温下熔化变形，通过与搭接部位的接触，在高温条件下实现连接，冷却后定型，连接处2-3mm的搭接长度可以促进连接部位的接触，更易实现无缝连接的效果，并且银质材料在熔融过程中可能由于温度过高出现银材料的滴落损耗，通过2-3mm的搭接可以避免材料损耗带来的焊接部位不完整，出现缺口缝隙的问题。申请人进一步发现，搭接部位超过2-3mm，不仅会造成材料的浪费，还会增加加工工艺的繁琐程度，降低焊接缝隙处的平整度，降低焊接效果。原因是：搭接部位过长会造成搭接部分的厚度过高，要实现与整体相似的弧度外形需要进一步的敲打工艺，提高加工工艺的繁琐度。同时敲打的时间过长，工件整体受到的敲打振动过大，影响工件整体的强度和稳定度。
作为一种优选的实施方式，进行敲打时，整体工件孔洞位于待焊接部位工件的里侧，对孔洞边缘与部位工件边缘重叠的部位进行敲打。
申请人在生产过程中发现，在焊接前对接口处进行敲打，使搭接部分的厚度和与工件整体的厚度接近可以增加焊接的平整度，避免焊接过程中出现裂纹。猜测可能的原因是：整体工件在于部位工件连接时，需要整体工件对应部位工件的体积进行挖孔的操作，在挖孔过程中外力的破坏会造成接口处出现参差不齐的裂纹，如果直接焊接，在焊接过程中由于焊接温度的影响，可能造成裂纹扩张，影响焊接过程中的连接，经过敲打后接口裂纹缝隙间会出现物理连接，并且经过敲打后的接口处金属材料密度会增加，有利于材料的快速升温，改善后期熔融焊接的焊接效果。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2中火焊枪的出火温度为1500-1800℃。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2中火焊枪的使用数量为1-4只。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2中火焊枪的使用数量为2只，所述火焊枪为氧气火焊枪。
作为一种优选的实施方式，所述2只氧气火焊枪，一只为火焰集中模式，一只为火焰扩散模式。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2焊接时，焊接温度为900-960℃。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2焊接时，单个焊接点的焊接时间为3-5s。
申请人在实验过程中发现，纯银材质的产品熔点为900-960℃，使银材料熔化至可加工程度使用一只焊枪达到熔点的时间较长，速度较慢，工人在加工过程中容易出现注意力不集中，影响焊接效果的情况，并且采用一只焊枪时对于焊接部位的温度控制较难，加热温度过高，容易造成银材料的滴落，影响焊接效果。并且在焊接过程中工人需要准确控制焊接部位，出现轻微偏移，就会导致焊接部位的温度急剧下降，使熔化的材料再次凝固。申请人创造性地采用两只焊枪同时对焊接部位进行加热，一方面可以缩短焊接部位温度升高的时间，提高焊接效率，同时一只焊钳可以对焊接部位的周围环境进行升温，当另一只焊枪对焊接部位出现细微的偏移时，由于焊接部位周围环境的温度较高，使得焊接部位不会快速冷却，造成初熔后的材料重新快速凝固，降低了焊接的工艺操作难度，使焊接过程更加容易控制。
本发明的第二个方面提供了一种无焊料无缝焊接工艺的应用，应用于金、银、铂族金属制品的焊接中。
作为一种优选的实施方式，所述应用于银制品的焊接中，所述银制品中银的质量百分数≥99.9％。
申请人在实验过程中发现，在对银制品进行无缝焊接时不使用焊料，可以避免银制品在使用过程中焊料中杂质金属的迁入，影响银制品的使用安全性。猜测可能的原因是：常规焊料中包括锡，铅，镍等金属元素，在银壶的焊接后，由于银壶在使用中需要长时间高频率的煮水，在长期的高温环境中，容易造成焊接缝隙处杂质金属元素的迁出，进入水体中，影响煮的水冲泡茶后的口感，甚至迁出的金属元素会影响人的身体健康。申请人通过采用无焊料的焊接方式，可以使接口处的纯银熔化后实现良好的粘接，避免了引入焊料，影响银壶制品的使用安全性。并且申请人发现采用无焊料的焊接方式可以增加焊接的紧密性，减少缝隙和沙洞的产生，改善焊接的外观效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述无焊料无缝焊接工艺，通过在步骤2中对接口处进行敲打，使接口搭接处的厚度与工件整体厚度接近，增加了焊接平整度，减少焊接过程中出现裂纹。
(2)本发明所述无焊料无缝焊接工艺，通过采用无焊料的焊接方式，使得整体工件制品中为纯度极高的材质，整体工件的银含量达到99.9％，在使用过程中不会出现杂质的迁出，使用安全性大大提高。
(3)本发明所述无焊料无缝焊接工艺，通过整体工件与部位工件在连接处设置2-3mm的搭接长度，可以改善焊接效果，增加焊接强度，有利于焊接后的敲打定型。
(4)本发明所述无焊料无缝焊接工艺，通过在焊接过程中同时采用两只焊枪，通过火焰集中与火焰扩散两种模式的组合，可以提高焊接部位的升温速度，准确把控材料的熔化程度，实现快速焊接。
(5)本发明所述无焊料无缝焊接工艺，通过同时采用两只焊枪进行焊接，可以快速达到银熔点，实现可加工但不滴落的效果，避免焊接工人长时间精神集中出现失误，降低焊接工人的施工难度。
附图说明
图1为采用实施例1的加工方式制备得到的银壶。圈出部分为整体工件壶体与部位工件壶嘴的无缝焊接。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1
一种无焊料无缝焊接工艺，在焊接银壶壶嘴时，包括以下步骤：
(1)在整体工件上开设待焊接部位工件的孔洞；
(2)对整体工件与待焊接部位工件的边缘进行敲打；
(3)使用火焊枪对整体工件与部位工件的边缘进行高温焊接；
(4)对焊接后的边缘进行二次敲打，打造成流畅线型即得。
所述步骤1中整体工件上的孔洞小于待焊接部位工件的面积，待焊接部位工件与孔洞边缘的接缝处有2.5mm的搭接。
所述步骤2中进行敲打时，整体工件孔洞位于待焊接部位工件的下方，对孔洞边缘与部位工件边缘重叠的部位进行敲打。
所述步骤3中火焊枪的出火温度为1800℃，火焊枪的使用数量为2只，为氧气火焊枪，为火焰集中与火焰扩散模式的组合，焊接温度为955℃。
所述工艺应用于银壶的制备，银壶中金属银质量百分数为99.995％。
实施例2
一种无焊料无缝焊接工艺，具体步骤同实施例1，不同点在于，火焊枪的使用数量为1只。
实施例3
一种无焊料无缝焊接工艺，具体步骤同实施例1，不同点在于，两只火焊枪均为火焰扩散模式。
性能测试
测试实施例1-3的工艺使银焊料达到熔融加工温度所需的时间。测试结果见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3
时间/s 3 45 15

Claims (10)

1.一种无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将整体工件与待焊接部位工件进行敲打平整；
(2)使用火焊枪对整体工件与部位工件的边缘进行高温焊接；
(3)对焊接后的边缘进行二次敲打，打造成流畅线型即得。
2.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤1中在焊接银壶壶嘴时，需要先在整体工件上开设待焊接部位工件的孔洞；然后对整体工件与待焊接部位工件的边缘进行敲打；工件上的孔洞小于待焊接部位工件的面积，待焊接部位工件与孔洞边缘的接缝处有2-3mm的搭接。
3.根据权利要求2所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，进行敲打时，整体工件孔洞位于待焊接部位工件的里侧，对孔洞边缘与部位工件边缘重叠的部位进行敲打。
4.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤2中火焊枪的出火温度为1500-1800℃。
5.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤2中火焊枪的使用数量为1-4只。
6.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤2中火焊枪的使用数量为2只，所述火焊枪为氧气火焊枪。
7.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤2焊接时，焊接温度为900-960℃。
8.根据权利要求1所述无焊料无缝焊接工艺，其特征在于，所述步骤2焊接时，单个焊接点的焊接时间为3-5s。
9.一种根据权利要求1-6任一项所述无焊料无缝焊接工艺的应用，其特征在于，应用于金、银、铂族金属制品的焊接中。
10.根据权利要求7所述无焊料无缝焊接工艺的应用，其特征在于，所述应用于银制品的焊接中，所述银制品中银的质量百分数≥99.9％。
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