CN220881035U - 一种条状复合钎料、复合钎料片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种条状复合钎料、复合钎料片，属于钎焊技术领域。本实用新型的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯和钎料皮；所述应力缓冲材料芯为丝状结构，所述钎料皮包覆在应力缓冲材料芯表面。本实用新型的条状复合钎料，在应用时S形回折或盘绕成的片状，解决传统片状三明治复合钎料钎焊的硬质合金工具中在使用过程中整片应力缓冲层发生撕裂的难题，提高钎焊接头强度，同时在钎焊接头冷却过程中，应力缓冲材料芯更便于通过产生塑性变形来补偿硬质合金和金属基体因线膨胀系数差异造成的收缩差，起到缓释应力的作用，减小钎缝处的残余应力。

Description

一种条状复合钎料、复合钎料片

技术领域

本实用新型涉及一种条状复合钎料、复合钎料片，属于钎焊技术领域。

背景技术

硬质合金刀具在轨道交通﹑石油钻探﹑地质勘探等领域应用广泛，其在施工中承担着推进“前锋”的角色。地质条件的千变万化是在具体施工中难以预料的，作为关键部件的刀具受到各种复杂土层强力作用，使用工况极为恶劣，极易造成刀具上硬质合金脱落和折断，增加刀具更换次数，极大影响工程进度和加大塌方危险可能性。因此刀具的可靠性已成为主宰装备运行效率和经济性的重要因素。

大块硬质合金刀具主要由硬质合金与钢基刀体钎焊而成，该类刀具为异种材料连接且其钎焊面较大，硬质合金和钢基体的热膨胀系数相差很大，例如，WC-Co类合金线膨胀系数为(4～6)×10^-6/℃，而普通钢材的线膨胀系数约为12×10^-6/℃，在焊后的冷却过程中，钢基体的收缩量大于硬质合金的收缩量，钎缝中的钎料与两侧的硬质合金和基体材料之间产生很大的应力。钎缝中的形成的内应力会影响硬质合金与基体材料的性能，降低钎缝强度，严重时导致钎缝开裂，缩短硬质合金的使用寿命。

现有技术中，常采用具有三层结构的三明治复合钎料，利用中间层补偿垫片的塑性变形缓释接头中的热应力。但现有的三明治复合钎料，由于钎缝处钎料合金强度和硬度均较高，而芯层材料通常塑性较好，但强度较低，因而硬质合金钎焊接头容易在整片钎缝芯层材料处发生撕裂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种条状复合钎料，在回折或盘绕成钎料片后可以解决采用现有钎料进行硬质合金和钢钎焊存在接头易于开裂的问题。

本实用新型的目的还在于提供一种复合钎料片。

为了实现以上目的，本实用新型的条状复合钎料所采用的技术方案是：

一种条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯和钎料皮；所述应力缓冲材料芯为丝状结构，所述钎料皮包覆在应力缓冲材料表面。

本实用新型的条状复合钎料，在应用时S形回折或盘绕成的片状，可以解决传统片状三明治复合钎料钎焊的硬质合金工具中在使用过程中整片应力缓冲层发生撕裂的难题，提高钎焊接头强度，同时在钎焊接头冷却过程中，应力缓冲材料芯更便于通过产生塑性变形来补偿硬质合金和金属基体因线膨胀系数差异造成的收缩差，起到缓释应力的作用，减小钎缝处的残余应力。

进一步的，所述钎料皮由带状钎料或丝状钎料在应力缓冲材料芯表面进行螺旋缠绕形成。进一步的，所述带状钎料的厚度为0.2-0.5mm。所述丝状钎料的横截面为圆形。

进一步的，所述带状钎料为带状铜基钎料和/或带状银基钎料。所述丝状钎料为丝状铜基钎料和/或丝状银基钎料。当选用两种及以上的带状钎料时，可以采用多带同时螺旋缠绕的方式将各带状钎料旋转缠绕在应力缓冲材料芯上(例如选用两种带状钎料时，采用双螺旋缠绕的方式将两带状钎料旋转缠绕在应力缓冲材料芯上)，也可以先将一种带状钎料包覆在应力缓冲材料芯上，然后依次分别采用其他带状钎料进行旋转缠绕。

进一步的，所述带状铜基钎料、丝状银基钎料独立选自BCu93P钎料、BCu91PAg钎料、BCu89PAg钎料、BCu58ZnMn钎料中的一种或任意组合。所述带状银基钎料、丝状银钎料独立选自BAg49ZnCuMnNi钎料、BAg49ZnCuNi钎料、BAg45CuZnSn钎料中一种或任意组合。

进一步的，所述应力缓冲材料芯为铜芯、铜合金芯、碳钢芯、不锈钢芯或镍合金芯。

进一步的，所述应力缓冲材料芯的横截面为圆形、矩形或鼓形。

本实用新型的复合钎料片所采用的技术方案为：

一种复合钎料片，包括由上述任意的条状复合钎料回折或盘绕形成的钎料片。

本实用新型的复合钎料片，由于包覆在应力缓冲材料芯外的钎料皮可以起到对应力缓冲材料芯的间隔作用，所以在钎焊完成后焊接接头的截面中，应力缓冲材料芯间隔分布，钎料不仅会分布在应力缓冲材料芯的上下两侧，而且会分布在应力缓冲材料芯的间隔中，实现对应力缓冲材料芯的全面包裹，解决传统片状三明治复合钎料钎焊的硬质合金工具中在使用过程中整片应力缓冲层发生撕裂的难题，提高钎焊接头强度，同时在钎焊接头冷却过程中，与现有技术中整片的应力缓冲层相比，本实用新型中的应力缓冲材料芯更便于通过产生塑性变形来补偿硬质合金和金属基体因线膨胀系数差异造成的收缩差，起到缓释应力的作用，减小钎缝处的残余应力。

可以理解的是，应力缓冲材料芯和钎料皮的尺寸均可以根据实际焊接需求进行调节，只要保证钎焊质量即可。

进一步的，所述钎料片为由所述条状复合钎料S形回折成的矩形环或由所述条状复合钎料螺旋盘绕成的盘状或环状片。所述盘状为圆盘状或矩形盘状。当然盘状也可以为其他规则或不规则盘状。所述环状为圆环状或矩形环状。当然环状也可以为其他规则或不规则环形。

所述钎料片中，条状复合钎料段的横截面在条状复合钎料段排列方向上的尺寸不小于1mm，为防止间隙过大时，钎料皮熔化后过多的向应力缓冲材料芯的两侧流动去填充间隙，而不能很好地停留在应力缓冲材料芯的上方，保证钎焊质量，进一步的，所述钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。当然，当钎料皮的用量足够填充条状复合钎料段之间间隙且能保证钎焊质量的情况下，也可以不将条状复合钎料段之间的间隙限制在0.1mm以内。

进一步的，所述钎料片的一面或两面上设置有钎剂层。钎剂层可以通过喷射涂覆到钎料片上，也可以通过浸涂的方式涂覆在钎料片上。更进一步的，钎剂包覆所述钎料片形成所述钎料层。

进一步的，所述钎剂层的厚度为0.06-1.5mm。

附图说明

图1为实施例7的复合钎料片的结构示意图；

图2为实施例7的复合钎料片剥除应力缓冲材料芯表面包覆的钎料皮后的形貌图；

图3为采用实施例7的复合钎料片焊接硬质合金和钢基体后的焊接接头的剖面图；

图4为实施例片8的复合钎料片的结构示意图；

其中，1-条状复合钎料，2-应力缓冲材料芯；3-钎料皮；4-S形回折后的应力缓冲材料芯，5-钎料，6-硬质合金；7-钢基刀体。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例1

本实施例的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯1和包覆在应力缓冲材料芯1表面的钎料皮2，应力缓冲材料芯1为丝状的铜芯，横截面呈圆形，直径为1.5mm；钎料皮2由厚度为0.5mm的带状BCu93P钎料在应力缓冲材料芯的表面螺旋缠绕形成。

实施例2

本实施例的条状复合钎料，应力缓冲材料芯1和包覆在应力缓冲材料芯1表面的钎料皮2，应力缓冲材料芯1为丝状的碳钢芯，横截面为鼓形，鼓形中部的最大宽度为2.5mm，端部宽度为2mm，高度为1mm；钎料皮2由厚度为0.3mm的带状BAg49ZnCuMnNi钎料在应力缓冲材料芯的表面螺旋缠绕形成。

实施例3

本实施例的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯和包覆在应力缓冲材料芯表面的钎料皮，应力缓冲材料芯为丝状的铜合金芯，横截面为矩形，矩形的短边长为1.2mm(短边平行于复合钎料的厚度方向)，矩形的长边长为3mm；钎料皮2由丝状BCu91PA钎料在应力缓冲材料芯的表面螺旋缠绕形成，丝状BCu91PA钎料的横截面为圆形，直径为0.3mm。

实施例4

本实施例的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯和包覆在应力缓冲材料芯表面的钎料皮，应力缓冲材料芯为丝状的镍合金芯，横截面为矩形，矩形的四个边长均为2mm(其中两条边与钎料片的厚度方向平行)，钎料皮由厚度为0.2mm的带状BAg49ZnCuNi钎料在应力缓冲材料芯的表面螺旋缠绕形成。

实施例5

本实施例的条状复合钎料，与实施例1的条状复合钎料的区别仅在于：本实施例中钎料皮是将厚度为0.3mm的带状BCu89PAg钎料和厚度为0.5mm的带状BAg45CuZnSn钎料在应力缓冲材料芯表面进行双螺旋缠绕形成。

实施例6

本实施例的条状复合钎料，与实施例1的条状复合钎料的区别仅在于：本实施例中钎料皮是先将厚度为0.3mm的带状BCu89PAg钎料在应力缓冲材料芯表面进行螺旋缠绕，再在所得材料的表面螺旋缠绕厚度为0.5mm的带状BAg45CuZnSn钎料形成。

实施例7

本实施例的复合钎料片，如图1所示，包括钎料片，钎料片为平面矩形结构，钎料片为由条状复合钎料1S形回折成的矩形片；所采用条状复合钎料为实施例1的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯2和包覆在应力缓冲材料芯2表面的钎料皮3；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

将本实施例的复合钎料片的包覆在应力缓冲材料芯表面的钎料皮剥除后的形貌如图2所示，应力缓冲材料芯在复合钎料片中同样S形回折成的平面矩形结构。

采用本实施例的复合钎料片将硬质合金和钢基刀体钎焊成大块硬质合金刀具，焊接接头的剖面如图3所示，硬质合金6和钢基刀体7之间的S形回折后的应力缓冲材料芯4的相邻应力缓冲材料段是间隔分布的，钎料5不仅会分布在弯曲回折后的应力缓冲材料芯的上下两侧，而且会分布在应力缓冲材料芯的间隔中，实现对应力缓冲材料芯的全面包裹。

实施例8

本实施例的复合钎料片，如图4所示，包括钎料片，钎料片为平面圆盘状结构，钎料片为由条状复合钎料1弯曲螺旋盘绕成的圆盘状片，所采用的条状复合钎料为实施例2的条状复合钎料，包括应力缓冲材料芯2和包覆在应力缓冲材料芯2表面的钎料皮3；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

实施例9

本实施例的复合钎料片，包括钎料片，钎料片为平面圆环状结构，钎料片为由实施例3的条状复合钎料弯曲螺旋盘绕成的圆环状片；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

实施例10

本实施例的复合钎料片，包括钎料片，钎料片为平面矩形环状结构，钎料片为由实施例4的条状复合钎料弯曲螺旋盘绕成矩形环状形成；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

实施例11

本实施例的复合钎料片，包括钎料片，钎料片为平面矩形状结构，钎料片为由实施例5的条状复合钎料S形回折成的矩形片；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

实施例12

本实施例的复合钎料片，包括钎料片，钎料片为平面圆盘状结构，钎料片为由实施例6的条状复合钎料弯曲螺旋盘绕成的圆盘状片；钎料片中，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

实施例13

本实施例的复合钎料片，包括钎料片和涂覆在钎料片两面的钎剂层，钎料片与实施例7或实施例8或实施例9或实施例10或实施例11或实施例13中的钎料片完全相同；钎剂层的厚度为0.5mm，通过浸涂的方式在钎料片的表面涂覆钎剂，在钎料片的两面形成钎剂层。

Claims (10)

1.一种条状复合钎料，其特征在于：包括应力缓冲材料芯和钎料皮；所述应力缓冲材料芯为丝状结构，所述钎料皮包覆在应力缓冲材料芯表面，使得钎料皮绕丝状应力缓冲材料芯的周向封闭地包封在应力缓冲材料芯外侧，所述条状复合钎料用于在使用时S形回折或盘绕成与待焊接面大小相匹配的片状。

2.根据权利要求1所述的条状复合钎料，其特征在于：所述钎料皮由带状钎料或丝状钎料在应力缓冲材料芯表面进行螺旋缠绕形成。

3.根据权利要求2所述的条状复合钎料，其特征在于：所述带状钎料为带状铜基钎料和/或带状银基钎料；所述丝状钎料为丝状铜基钎料和/或丝状银基钎料。

4.根据权利要求1所述的条状复合钎料，其特征在于：所述应力缓冲材料芯为铜芯、铜合金芯、碳钢芯、不锈钢芯或镍合金芯。

5.根据权利要求1所述的条状复合钎料，其特征在于：所述应力缓冲材料芯的横截面为圆形、矩形或鼓形。

6.一种复合钎料片，其特征在于：包括由权利要求1-5中任意一项所述的条状复合钎料回折或盘绕形成的钎料片。

7.根据权利要求6所述的复合钎料片，其特征在于：所述钎料片为由所述条状复合钎料S形回折成的矩形片或由所述条状复合钎料螺旋盘绕成的盘状或环状片。

8.根据权利要求7所述的复合钎料片，其特征在于：所述钎料片中，条状复合钎料段的横截面在条状复合钎料段排列方向上的尺寸不小于1mm，任意相邻两条状复合钎料段之间的间隙≤0.1mm。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的复合钎料片，其特征在于：所述钎料片的一面或两面上设置有钎剂层。

10.根据权利要求9所述的复合钎料片，其特征在于：所述钎剂层的厚度为0.06-1.5mm。