CN1203963C - 长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法 - Google Patents

Abstract

长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，它涉及一种加工木工刀具的工艺。其方法包括焊接和焊接后的校形；在焊接前首先在刀板(2)上加工刀槽(3)，并将硬质合金刀条(1)和钎料(6)安装在刀板(2)的刀槽(3)中；采用高频自动钎焊方法和设备，在焊接时，先接通水冷循环水泵并启动冷风机，高频焊接的阳压为5-7KV、栅电流为1-1.3A、阳电流为4-6.5A，然后再调节焊接传送装置的送条速度，将装配好的刀体连续送入焊接传送装置中进行高频钎焊；在校形过程中，首先将焊后的刀体放入炉中，升温至380℃-420℃并保温0.5-2小时，然后在热状态下进行碾压校直。该方法解决了现有的长薄条形硬质合金木工刀具加工困难的问题。

Description

长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法

技术领域：

本发明涉及一种加工木工刀具的工艺。

背景技术：

硬质合金与其它工具钢相比，具有相当高的硬度，HRC一般为69～90，具有非常好的红韧性，即在900～1000℃条件下切削，其性能不会降低，还具有良好的耐磨性，制成的刀具刃口锋利，不易变形，常用于刀具、刃具、模具等的制作。但由于硬质合金价格较高，强度、韧性、塑性较低，所以一般很少制作成整体结构的产品。多采用机械联结或焊接的方法在价格较低的钢质基体上制作成各种用途的工具。随着木工机械化加工业的迅速发展，以及对产品加工质量精度的更高要求，对优质优价的机械化加工刀具的需求已逐步提上了新的日程。超长度薄条形硬质合金刀具就是其中之一，这种刀具主要用于木材的机械加工，另外也用于裁纸、裁布、皮革破层等行业的加工。这种产品主要用于木工机械行业的木材表面刨削加工，装配在木工刨床上作为切削刃具，通过6000转/分高速旋转对木材表面进行切削加工。目前这种产品一般都是用高速钢材质整体制作而成，但由于硬质合金与高速钢相比具有使用寿命长，刃口锋利不变形，在使用过程中不需要经常修刀或磨刃，被加工的产品质量精度高等特点，是将取代高速钢刀具同类产品的必然发展趋势。超长度薄条形硬质合金刀具的焊接，是将410-1000mm长度、1-1.55mm厚度、6-12mm宽度的各种规格的硬质合金刀条焊接在410-1000mm长度、3-12mm厚度、25-40mm宽度以内的带状钢质刀板一侧，形成单侧硬质合金刃口的各种类型和各种规格尺寸的木工刀具。由于这两种材料的力学性能，物理性能差异甚大，尤其是热胀系数相差近一倍，且硬质合金强度低，塑韧性差，既硬又脆，再加上刀体(刀条和刀板焊接成一体后称刀体)结构又长、又窄、又薄，在焊接热应力作用下，会使刀体产生很大的应力，造成刀体严重变形，形成侧弯和面弯双向弯曲，在焊接过程中稍有不当，就会导致硬质合金刀条碎裂。从而给焊接带来很大的难度。这类产品的制造，由于焊接技术难度大，技术含量高，所以资料保密性和技术垄断性极强，经资料查新，目前为止还没有这方面的实质性报道文章。目前这项焊接技术在我国尚属空白，国外只有德国等少数几个国家具有该类产品的制造技术，所以仍属国际性难题。即使能够生产该产品的几个国家，其产品质量也正处在不断提高，焊接工艺正在逐步完善的阶段。

发明内容：

本发明提供一种长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，该方法解决了现有的长薄条形硬质合金木工刀具加工困难的问题。本发明的加工方法包括焊接和焊接后的校形；在焊接前首先在刀板2上加工刀槽3，并将硬质合金刀条1和钎料6安装在刀板2的刀槽3中；采用高频自动钎焊方法和设备，在焊接时，先接通水冷循环水泵并启动冷风机，高频焊接的阳压为5-7KV、栅电流为1-1.3A、阳电流为4-6.5A，然后再调节焊接传送装置的送条速度，将装配好的刀体连续送入焊接传送装置中进行高频钎焊；在校形过程中，首先采用预热处理的方法，将焊后的刀体放入炉中，升温至380℃-420℃并保温0.5-2小时，然后在热状态下进行碾压校直。在焊接时，焊接传送装置的送条速度为0.5-0.7m/min。所用的钎料为银基钎料或黄铜钎料，所用的焊剂为102粉剂。在校形过程中碾压校直的碾压力为1-2t、碾压速度为1-2m/min。目前这种产品一般都是用高速钢材质整体制作而成，但由于硬质合金与高速钢相比具有硬度高、耐磨损、使用寿命长，刃口锋利不变形，在使用过程中不需要经常修刀或磨刃，被加工的产品质量精度高等特点，是将取代高速钢刀具同类产品的必然发展趋势。与目前现有技术相比，所用的设备简单，造价低，焊接工艺简单，便于操作，其中某些工艺具有独创性，易实现自动化批量生产，加工工序少，生产效率与国外相比提高了一倍以上，其焊接速度可达到600mm·min^-1，生产成本降低2倍以上。产品质量经检验达到和超过了国际同类产品的质量标准要求，在某种程度上优于国外同类产品质量。该技术达到或超过了国际先进水平。

附图说明：

图1是本发明的生产工艺流程图，图2是本发明生产的硬质合金木工刀具的外形图，图3是钎料6的结构示意图。

具体实施方式：

本实施方式是按如下工艺进行(参阅图1、图2和图3)：

1、焊接工艺

1.1钎焊装配工艺：刀体装配工序是一项极为重要的工艺，这项工艺包括检验、表面处理、清洗、装配等工序。

1.1.1检验：首先对硬质合金刀条1检验，硬质合金刀条1的外形尺寸、平直度、有无伤痕，必须符合质量规定要求方可使用。对刀板的检验重点是刀槽3加工质量，但外形尺寸和表面质量也是非常重要的。再检验刀板2的平直度、宽度及表面质量，棱角应无毛刺，然后对刀槽3进行严格检查，刀槽3的宽度、深度、刀槽3底平面粗糙度和平直度，刀槽3内角清根。刀槽3的宽度用硬质合金刀条1来检验，将硬质合金刀条1放入槽内，检查硬质合金刀条1在槽内的松紧程度，太松会使硬质合金刀条侧缝有超差间隙，焊后会使侧面钎缝的钎料填充不满，造成未焊合缺陷，有时还会造成侧钎缝焊合不均匀。如太紧，在钎焊过程中侧面钎缝压不下去，使硬质合金刀条和刀槽底面间隙过大，易产生气孔、夹渣、未焊合等缺陷，造成硬质合金刀条起层或钎缝太厚。所以检验时，应能将硬质合金刀条放入槽内来回滑动，而且没有侧向摆动为合格。从钎焊的角度考虑，槽深希望越深越好，但考虑到磨削加工量，刀槽深度又不希望太深，所以将硬质合金刀条1放入刀槽3内，硬质合金刀条1上平面离槽顶平面之间深度h应为0.3-0.8mm，否则会给碾压校形工艺带来不利。对于钎料6的检验，主要检验化学成分、钎焊性、钎料的外观质量，如表面有无伤痕，厚度及宽度，钎料6的宽度b应比刀槽3宽度s小0.3-0.6mm为佳，厚度c在0.20～0.25mm之间为佳，太薄太窄会造成钎焊过程中填料不足。钎剂应用干净水调成糊状为宜，调和好的钎剂不得有砂粒和脏物。

1.1.2表面处理工艺：硬质合金刀条和刀板钎焊部位用喷砂机进行喷砂处理，然后用丙酮进行表面清洗。经处理和清洗后的硬质合金刀条、刀板、钎料不得再生锈或弄脏。处理和清洗部位为钎焊面，包括刀槽3两内侧面，硬质合金刀条2的左右前后四个侧面和下平面，钎料6上下两平面。

1.1.3装配工艺：装配工序主要指将清洗干净的刀板、硬质合金刀条、钎料装配在一起，以备钎焊。先将调和好的钎剂均匀地涂刷在刀槽被焊部位，涂刷时钎剂一定要均匀，不允许太多或太少，不允许将脏物带入槽内。然后将钎料放入槽内，再将清洗干净的硬质合金刀条的四个侧面和一个被焊平面涂刷钎剂，并放入刀槽内，硬质合金刀条千万不要放反，刀刃侧应位于中心线内侧，斜口4方向朝下，然后用手轻按硬质合金刀条，将硬质合金刀条平稳嵌入槽内，用干净布将表面多余钎剂擦洗干净。如果硬质合金刀条太紧，应将刀槽修宽，重新装配，如硬质合金刀条太松，应在刃口侧加塞铁片，将硬质合金刀条和刀槽挤紧方可，使硬质合金刀条外侧无间隙为合格。

1.2焊接工艺：采用高频自动钎焊方法，根据加热温度、加热时间、加热速度、冷却速度等，调节高频感应加热装置的栅极电流、阳极电流、阳极电压，以及传送刀体的自动焊接装置的送条速度，即焊接速度，然后可对产品进行自动焊接。

1.2.1高频感应加热设备规范参数：先接通水冷循环水泵，检查冷却出水管水流量是否正常，然后接通高频电源总开关，冷风机启动，然后打开灯丝电源，灯丝预热20分钟后，打开高压开关，调整高能参数，使灯丝电压为12kV、高压为(阳压)5～7kV、栅电流为1～1.3A、阳电流为4～6.5A，可根据刀具规格确定参数。然后调节焊接传送装置的送条速度，一般为0.60m/min左右。

1.2.2自动钎焊工艺规范：将装配好的刀体连续送入焊接传送装置内，被焊起头送入高频感应区内1/2位置为佳。然后将工作中所需工具准备好，工作人员就位后可开机焊接。为防止刀体起头和起尾，则头尾可增加钎料。

1.2.3强制冷却工艺规范：由于焊接速度较快，钎料还未来的及全部凝固，刀体已被传送完毕，造成硬质合金刀条和刀板在变形的过程中分离，所以增加风冷工艺，强制冷却速度，避免上述情况发生。

2.校形工艺：刀体焊接后仍有面弯，虽然没有侧弯，但仍有侧向应力存在，这种状态不能实现刀体成型冷加工，所以必须进行校形和消除应力。本发明是采用碾压新技术来完成这项工作的。

2.1表面后处理工艺：焊后的刀体表面有氧化皮、硬质点杂质，硬质合金刀条部位有高于刀板平面的多余钎剂和钎料，在碾压过程中，由于这些多余物质点比刀板平面高，在碾压力的作用下会将硬质合金刀条挤碎，或将刀板挤弯。所以在碾压校形前，必须将刀体表面的所有多余物处理干净。刀体表面的氧化皮及脏物通过用钢丝刷角磨机的办法可以处理干净，多余的钎剂、钎料及其它质点通过砂轮机打磨干净。

2.2热处理工艺：表面处理干净的刀体如果直接进行冷碾压作业，由于碾压前的正向面弯挠度较大，想将该状态下的刀体碾压校平直，必须在碾压过程中使刀体产生较大的反弯变形，才能实现刀体校平直的目的，这样硬质合金刀条承受着正反向交变作用应力，很容易使硬质合金刀条折断和碎裂，由于疲劳的作用，钎缝容易撕裂起条。本发明采用炉中预热处理的方法，将刀体放入炉中，缓慢升温400℃后保温1小时，由于钎料熔点较低，温度不允许太高，此时的刀体经热胀后恢复到焊接后的平直状态，在热状态下进行碾压校直，这种工艺不仅可以降低碾压力，而且在碾压过程中的反向校形挠度要求非常小的条件下就可以将刀体校的平直。采用这种工艺校形的效率很高，避免了硬质合金刀条碎裂、钎缝撕裂起条的现象，校形废品率几乎为零。

2.3碾压校形工艺：碾压校形的质量与碾压力、碾压速度、碾压反变形这三个工艺参数有直接关系，这些均可以通过调节碾压机参数来实现。采用的碾压力为1.5t、碾压速度为1.5m/min。

Claims (6)

1、长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于它包括焊接和焊接后的校形；在焊接前首先在刀板(2)上加工刀槽(3)，并将硬质合金刀条(1)和钎料(6)安装在刀板(2)的刀槽(3)中；采用高频自动钎焊方法和设备，在焊接时，先接通水冷循环水泵并启动冷风机，高频焊接的阳压为5-7KV、栅电流为1-1.3A、阳电流为4-6.5A，然后再调节焊接传送装置的送条速度，将装配好的刀体连续送入焊接传送装置中进行高频钎焊；在校形过程中，首先采用预热处理的方法，将焊后的刀体放入炉中，升温至380℃-420℃并保温0.5-2小时，然后在热状态下进行碾压校直。

2、根据权利要求1所述的长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于在焊接时，焊接传送装置的送条速度为0.5-0.7m/min。

3、根据权利要求1所述的长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于在校形过程中碾压校直的碾压力为1-2t、碾压速度为1-2m/min。

4、根据权利要求1所述的长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于硬质合金刀条(1)和钎料(6)装配在刀槽(3)中，硬质合金刀条(1)上平面离槽顶平面之间的深度h应为0.3-0.8mm。

5、根据权利要求1所述的长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于钎料(6)的宽度b应比刀槽(3)的宽度S小0.3-0.6mm，钎料(6)的厚度c在0.20-0.25mm之间。

6、根据权利要求1所述的长薄条形硬质合金木工刀具焊接方法，其特征在于硬质合金刀条(1)和刀板(3)钎焊部位用喷砂机进行喷砂处理，然后用丙酮进行表面清洗。