TW201819066A - 壓力焊接製成工具之方法及壓力焊接製成之工具 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種壓力焊接製成工具之方法及壓力焊接製成之工具。該方法包括如下步驟：將上面帶有一個工具頂(28)的一個第一金屬部件(22)的一個第一連接面(47)加熱到所述第一金屬部件(22)的重結晶溫度以上；將一個第二金屬部件(24)的一個第二連接面(48)加熱到所述第二金屬部件(24)的重結晶溫度以上；將該第一金屬部件(22)及該第二金屬部件(24)已被加熱的第一連接面(47)及第二連接面(48)對接擠壓，直到該第一連接面(47)及第二連接面(48)的溫度下降到重結晶溫度以下。透過上述方法製成一工具(20)。

Description

壓力焊接製成工具之方法及壓力焊接製成之工具
本發明係有關於一種壓力焊接製成工具之方法及壓力焊接製成之工具。
根據德國專利DE102009036285 A1，已知在一個鑽頭形式的工具中，可以通過焊接的方法將鑽頂與鑽頭螺紋部件連接在一起。
本發明的目的，就是改進上述已知製造方法。
根據本發明的一個方面，一個工具製造方法，包括如下步驟：加熱一個帶有工具頂的第一金屬部件的一個第一連接面，直到其溫度高於所述第一金屬部件的重結晶溫度；加熱一個第二金屬部件的一個第二連接面，直到其溫度高於所述第二金屬部件的重結晶溫度；對接擠壓該第一金屬部件及該第二金屬部件的已被加熱的第一連接面及第二連接面，直到所述第一連接面及第二連接面的溫度降到重結晶溫度以下。
本發明的基本理念是，所述工具中帶有工具頂的第一金屬部件必須與具有螺紋的所述第二金屬部件形狀配合地接合在一起，以獲得配有所述工具的鑽孔機工作中的扭矩。而焊縫的穩定性不足為扭矩提供足夠的機械阻力而無法實現一個安全持久的操作。這個問題出現在所有這種類型的工具中，如螺絲起子和螺絲攻板手等。
本發明將所述第一金屬部件及第二金屬部件通過壓力焊接而非焊接的方法彼此連接在一起。壓力焊接的優點是，所述的第一金屬部件及第二金屬部件可全面均勻地連接在一起，而所述第一金屬部件及第二金屬部件之間可以實現相同的材料連接，這點類似於經典的焊接。通過這種方式，所述的第一金屬部件及第二金屬部件無需通過進一步的連接技術(如形狀配合連接)就可以實現足夠的穩定性，以獲得該工具工作中的扭矩。
根據上述方法的一個改進方案，所述第一金屬部件的第一連接面被加熱之前，燒結所述第一金屬部件。以此，所述第一金屬部件適應該工具所實施的功能達到最理想狀態。
例如，可以燒結所述具有一個工具頂的第一金屬部件。尤其是用於石料和混凝土的鑽頭的鑽頂結構，若是通過適用於螺旋對稱零件的傳統切割製作技術(如銑削)來製造，那麼只能在某些條件下實現低成本製備。而另一方面，若整個鑽頭都通過燒結的方法來製備，也並不理想。通過所述工具的所述第一金屬部件及第二金屬部件的分別製造和最後的壓力焊接連接，可以使所述第一金屬部件及第二金屬部件都通過最理想的方法製作而成，之後無需費太多生產和製造成本就可以將所述第一金屬部件及第二金屬部件連接在一起。
此外，所述第一金屬部件也可以通過其它的一些原始成型技術如3D列印(又稱增量製造)等製造而成。所述原始成型技術的優點在於，所述工具頂可以選用許多不同的合金材料製造而成，從而使工具頂依據功能需要達到最理想化。尤其是對於3D列印技術來說，在合金材料的選用上基本是完全隨意的。
根據本發明的一個特別改進方案，所述方法進一步包括如下步驟：即在所述第二金屬部件的第二連接面被加熱之前，通過一種切割技術製備所述第二金屬部件。比如這個切割技術可以是銑削，通過該方法在所述第二金屬部件的殼層裡削出鑽頭螺紋。
根據本發明的一個附加改進方案，上述方法進一步包括如下步驟：將所述第二金屬部件上的與所述第一金屬部件位置相反的另一個第二連接面加熱，直到其溫度高於重結晶溫度；將一個第三金屬部件的第三連接面加熱，直到其溫度高於重結晶溫度；將所述第二金屬部件和所述第三金屬部件上已被加熱的第二連接面及第三連接面對接擠壓，直到所述第二連接面及第三連接面的溫度下降到重結晶溫度以下。
所述的鑽頭作為工具被使用時，所述第三金屬部件可以作為一個連配件，如專用直接系統 (SDS)-連配件連配到一個工具接納器裡。和所述第一金屬部件一樣，所述第三金屬部件也可以通過燒結技術製備而成。
根據本發明的另外一個方面，一種工具通過上述的方法中的一種製造而成。例如，該工具可以是一個鑽頭、螺絲起子、螺絲攻板手。
在附圖中，相同的技術元件一律使用相同的符號來標記，並且每種技術元件只予以一次解說描述。附圖皆為純示意圖，並不反映實物部件中真實的幾何關係。
參閱第一圖，本實施例以鑽孔機2為例，其加工工具為鑽頭20，鑽孔機2包括一個由通過虛線所指示的殼4，殼4內有一個用於驅動驅動軸8的馬達6。驅動軸8通過一個已知的驅動裝置10驅動一個輸出軸12，在輸出軸12上與驅動裝置10相對的另一邊安裝有一個夾頭14。通過輸出軸12的軸向位移16可以設置出驅動裝置10不同的傳動比。
馬達6旋動驅動軸8，驅動軸8通過驅動裝置10帶動輸出軸12並繼而帶動夾頭14旋轉。鑽孔機2上裝有開關18，用於啟動馬達6和驅動轉動。由於鑽孔機2的作用方式基本上是已知的，故而在此不做具體的描繪。
夾頭14夾緊鑽頭20，在第一圖中只展示了鑽頭20的一部分。鑽頭20隨著夾頭14轉動，並可由此在原材料上(圖中未示)鑽孔。
對於鑽頭20將借助第二圖做詳盡闡述。
鑽頭20包括一個第一金屬部件22、一個固定於第一金屬部件22的第二金屬部件24和一個與第二金屬部件24固定在一起的第三金屬部件26，第一金屬部件22與第三金屬部件26分別位於第二金屬部件24的兩端。第一金屬部件22、第二金屬部件24、第三金屬部件26在大體上構成一個桿狀基體，其圍繞著旋轉軸27旋轉對稱分佈。
在第一金屬部件22上設置了一個鑽頂28，鑽頂28是由兩個鑿刃30和一個鑽尖32所構成。在鑽孔過程中，鑽尖32擠壓原材料以定心，同時兩個鑿刃30隨著鑽頭20的旋轉在要形成的鑽孔中刮削材料。
在第二金屬部件24中桿狀基體的殼層33上刻有鑽頭螺紋34，從而使鑿刃30從鑽孔中刮削下來的料屑得以排出，這樣可以為鑽孔中新刮削下來的料屑提供空間。通過這種方式，鑽頭20能在原材料中不斷深入推進。
在第三金屬部件26上設置了一個連接元件36，鑽頭20可以通過連接元件36被固定在夾頭14裡。連接元件36的設計取決於它是通過哪種機理固定在夾頭14上的。在本實施例中，連接元件36是採用「專用直接系統」(簡稱SDS) 機理實施的。 為了通過這個機理固定鑽頭20，連接元件36包括兩個分別位於旋轉軸27兩側的導槽37，在第二圖中只有其中的一個可視。此外，連接元件36還包括兩個分別位於旋轉軸27兩側的鎖槽38。在將鑽頭20插進鑽孔機2的夾頭14的過程中，兩個導槽37通過在兩個導棱(圖中未示)上的滑行引導鑽頭20插入。 當鑽頭20插得足夠深的時候，夾頭14中的兩個鎖件(圖中未示)嵌接鎖槽38，從而將鑽頭20鎖定。「專用直接系統」機理本身是已知的，故而在此不做具體描述。
為製造鑽頭20，要將第一金屬部件22和第三金屬部件26通過燒結或3D列印方式製造出來。尤其對於鑽頂28來說，這樣可以輕鬆達到在石料和混凝土中鑽孔所需的高機械硬度。相比之下，第二金屬部件24的製造方法與第一金屬部件22和第三金屬部件26的製造方法不同。第二金屬部件24是通過在一個圓棒形基體部件的殼層33裡用切削方式(例如銑削)形成鑽頭螺紋34而成形的。以這種方式可以實現例如模型凹穴形狀鑽頭螺紋的低成本製造，而這是經由燒結不易實現的。對於鑽頂28來說，使用3D列印技術的優點，就是在用料或合金的選擇上基本沒有限制。
最後，經由上述方式製造出的第一金屬部件22、第二金屬部件24、第三金屬部件26通過壓力焊接彼此連接，並通過焊縫39加固連接。
對於連接第一金屬部件22、第二金屬部件24、第三金屬部件26的一種可能的壓力焊接方法，會借助於第3A圖到第3C圖說明，以第一金屬部件22和第二金屬部件24之間的連接為例，更加詳細地予以描繪。
在壓力焊接的過程中，將需要連接在一起的第一金屬部件22、第二金屬部件24分別用夾頭41夾住，然後第一金屬部件22被一束第一鐳射42加熱，第二金屬部件24被一束第二鐳射43加熱，該第一鐳射42及第二鐳射43分別是由一個已知的鐳射產生器35產生的。
在第3A圖所示的第一金屬部件22、第二金屬部件24壓力焊接的操作中，第一鐳射42、第二鐳射43是呈叉形作業的。也就是說，第一鐳射42給第一金屬部件22加熱，第二鐳射43給第二金屬部件24加熱。於是第一金屬部件22就具有了一個第一連接部分47’和一個第一連接面47；而第二金屬部件24就具有了一個第二連接部分48’和一個第二連接面48。在第3A圖中，第一金屬部件22、第二金屬部件24的第一連接面47、第二連接面48直接被加熱，並通過壓力接合在一起。
為了給第一連接面47、第二連接面48加熱，首先要將兩個鐳射產生器35對準相對應的第一金屬部件22、第二金屬部件24。對準的目的，是為了讓鐳射產生器35的掃描範圍44不會覆蓋到第一金屬部件22、第二金屬部件24不該被加熱的地方，從而避免第一金屬部件22、第二金屬部件24分別把射向對方的第二鐳射43、第一鐳射42遮擋住。在第3A圖中，用虛線部分和帶撇號的符號舉例了一個鐳射產生器35’的位置，在該位置上，第一金屬部件22、第二金屬部件24彼此擋住了鐳射產生器35’的第一鐳射42’和第二鐳射43’的一部分掃描範圍44。
完成鐳射產生器35的定位後，開始掃描照射過程。在這裡，已對準第一金屬部件22、第二金屬部件24的鐳射產生器35用相應的第一鐳射42、第二鐳射43交叉照射第一金屬部件22、第二金屬部件24的第一連接面47、第二連接面48，第一連接面47、第二連接面48被加熱到一個高於它們重結晶溫度的溫度。重結晶溫度取決於材料本身。例如，鋼具有的重結晶溫度約為600°C至700°C，具體取決於合金的成分和結構狀態。然而不可以將第一連接面47、第二連接面48加熱到第一金屬部件22、第二金屬部件24的熔點以上，否則第一金屬部件22、第二金屬部件24有可能會出現局部損壞從而影響壓力焊接過程。
為了給第一金屬部件22、第二金屬部件24的第一連接面47、第二連接面48全面地加熱，需要來自鐳射產生器35的第一鐳射42、第二鐳射43在掃描範圍44內曲線移動照射第一連接面47、第二連接面48。即第一鐳射42、第二鐳射43對各自對應的第一連接面47、第二連接面48做相對移動。為實現該相對移動，也可只移動第一金屬部件22、第二金屬部件24 或者移動鐳射的同時也移動第一金屬部件22、第二金屬部件24。為實現上述相對移動，如在第3A圖所示，第一金屬部件22、第二金屬部件24圍繞旋轉軸27做旋轉運動62。
在第3B圖中展示了一個螺旋形曲線，作為上述曲線運動途徑的一個示例。這個螺旋形曲線途徑是由第一鐳射42在第一金屬部件22的第一連接面47上掃描或繪製形成的。照射在第一連接面47上的第一鐳射42給第一連接面47點加熱。來自鐳射產生器35的第一鐳射42隨著自身的移動沿著螺旋曲線49給第一連接面47點加熱。原則上講，第一鐳射42、第二鐳射43的移動不是必要的。如果第一鐳射42、第二鐳射43的聚焦點足夠大(圖中未示)以至於能全面覆蓋住各自對應的第一連接面47、第二連接面48，不移動第一鐳射42、第二鐳射43也可加熱第一金屬部件22、第二金屬部件24的第一連接面47、第二連接面48至重結晶溫度以上。
接下來是當第一鐳射42在第一金屬部件22的第一連接面47上進行螺旋形掃描和加熱時，對第一連接面47上的一個加熱點50的加熱情況分析。第一鐳射42對該加熱點50的加熱情況分析可分成三個階段，將借助於第3C圖做進一步說明。第3C圖所示的是該加熱點50的熱能51對時間52的座標圖。為了顯示與該加熱點50的關聯，此圖中以符號50’來標註。
當第一鐳射42照射到第一連接面47上的加熱點50時，處在一個加熱階段53的第一連接面47上的加熱點50通過一個熱能51的熱能供應54被加熱。在第3C圖中展示了三個加熱階段53。也就是說，第一鐳射42照射加熱點50三次，並三次沿著螺旋曲線49進行掃描。熱能51的熱能供應54只在第3C圖的第一個加熱階段53中用符號註明。當第一鐳射42照射螺旋曲線49上除加熱點50以外的其它點時候，處在冷卻階段55的加熱點50就會開始冷卻，這會導致加熱點50上的熱能51出現一個熱能損失56。為了達到給加熱點50有效加熱的目的，當第一鐳射42沿著螺旋曲線49做一次完整掃描時，熱能51的熱能供應54與熱能51的熱能損失56之間的能量差值57須為正值。只有這樣才能在整個第一連接面47上達到一個有效的加熱58，這個有效的加熱58在第3C圖中以一個帶箭頭的粗虛線來表示。
一個加熱階段53和一個冷卻階段55的總持續時間將在下文中被稱作能量疊加持續時間59。能量疊加持續時間59的倒數將被稱為能量疊加頻率，它表示的是第一鐳射42沿著螺旋曲線49所移動的快慢。所有加熱階段53和所有冷卻階段55的總持續時間將在下文中被稱作加熱時間60。
當第一連接面47上沿著螺旋曲線49的所有點上的溫度都高於第一金屬元件22的重結晶溫度的時候，加熱時間60就足夠了。 第二連接面48上的加溫或加熱方式與第一連接面47相同。
當第一金屬部件22、第二金屬部件24的第一連接面47、第二連接面48被加熱到重結晶溫度以上，如第3A’圖所示用一個擠壓裝置沿著一個擠壓方向62，將第一金屬部件22、第二金屬部件24擠壓在一起，直到第一金屬部件22、第二金屬部件24冷卻降溫至重結晶溫度以下。在第一金屬部件22、第二金屬部件24的連接部位有可能會形成毛邊64。毛邊64可以通過例如切削加工除去。
當第一金屬部件22、第二金屬部件24機械連接之後，可以以同樣的方式，將第三金屬部件26與第二金屬部件24壓力焊接在一起以完成鑽頭20的製造。
除了通過借助鐳射的壓力焊接技術以外，第一金屬部件22、第二金屬部件24、第三金屬部件26還可以通過電感壓力焊接、鍛焊、接觸焊、摩擦焊、電阻焊、超音波焊來實現連接。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
2‧‧‧鑽孔機
4‧‧‧殼
6‧‧‧馬達
8‧‧‧驅動軸
10‧‧‧驅動裝置
12‧‧‧輸出軸
14‧‧‧夾頭
16‧‧‧軸向位移
18‧‧‧開關
20‧‧‧鑽頭(工具)
22‧‧‧第一金屬部件
24‧‧‧第二金屬部件
26‧‧‧第三金屬部件
27‧‧‧旋轉軸
28‧‧‧鑽頂（工具頂）
30‧‧‧鑿刃
32‧‧‧鑽尖
33‧‧‧殼層
34‧‧‧鑽頭螺紋
35、35’‧‧‧鐳射產生器
36‧‧‧連接元件
37‧‧‧導槽
38‧‧‧鎖槽
39‧‧‧焊縫
41‧‧‧夾頭
42、42’‧‧‧第一鐳射
43、43’‧‧‧第二鐳射
44‧‧‧掃描範圍
47‧‧‧第一連接面
48‧‧‧第二連接面
47’‧‧‧第一連接部分
48’‧‧‧第二連接部分
49‧‧‧螺旋曲線
50‧‧‧加熱點
50’‧‧‧加熱點50的熱能51對時間52的關聯
51‧‧‧熱能
52‧‧‧時間
53‧‧‧加熱階段
54‧‧‧熱能供應
55‧‧‧冷卻階段
56‧‧‧熱能損失
57‧‧‧能量差值
58‧‧‧有效的加熱
59‧‧‧能量疊加持續時間
60‧‧‧加熱時間
62‧‧‧旋轉運動
64‧‧‧毛邊
[第一圖]係為一個鑽孔機的示意圖。
[第二圖]係為第一圖所示之鑽孔機的鑽頭的示意圖。
[第三A圖]係為第二圖所示之鑽孔機的鑽頭中的第一金屬部件和第二金屬部件間壓力焊接過程的示意圖。
[第三A’圖]係為第三A圖所示之鑽孔機的鑽頭中的第一金屬部件及第二金屬部件間壓力焊接後形成毛邊的示意圖。
[第三B圖]係為第三A圖所示之鑽孔機的鑽頭中的第一金屬部件及第二金屬部件在壓力焊接過程中的鐳射光路徑示意圖。
[第三C圖]係為第三B圖所示之鑽孔機的鑽頭中的第一金屬部件及第二金屬部件隨著時間推移的鐳射光能量輸入解說圖。

Claims (10)

  1. 一種壓力焊接製成工具之方法，包括下列步驟： 將上面帶有一個工具頂(28)的一個第一金屬部件(22)的一個第一連接面(47)加熱到所述第一金屬部件(22)的重結晶溫度以上； 將一個第二金屬部件(24)的一個第二連接面(48)加熱到所述第二金屬部件(24)的重結晶溫度以上； 將該第一金屬部件(22)、第二金屬部件已被加熱的第一連接面(47)、第二連接面(48)對接擠壓，直到所述第一連接面(47)、第二連接面(48)的溫度下降到重結晶溫度以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，加熱所述第一金屬部件(22)的第一連接面(47)之前，先燒結所述第一金屬部件(22)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，具有所述工具頂(28)的第一金屬部件(22)是通過3D列印的方法製備成形的。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，所述第二金屬部件(24)在它的第二連接面(48)被加熱之前，是先通過一個切割生產技術製造而成的。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，所述切割生產技術為銑削方法，鑽頭螺紋(34)通過該方法在所述第二金屬部件(24)的殼層(33)裡銑削成形。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之壓力焊接製成工具之方法，進一步，加熱所述第二金屬部件(24)的另一個第二連接面至重結晶溫度以上，該另一個第二連接面與所述連接在第一金屬部件(22)的第一連接面(48)位置相反；加熱一個第三金屬部件(26)的一個第三連接面至重結晶溫度以上；將所述第二金屬部件(24)、第三金屬部件(26)已被加熱的第二連接面及第三連接面對接擠壓，直到第二連接面及第三連接面的溫度下降到重結晶溫度以下。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，加熱所述第三金屬部件(26)的第三連接面之前，先燒結所述第三金屬部件(26)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之壓力焊接製成工具之方法，其中，所述第三金屬部件(26)是通過燒結製備而成的，該第三金屬部件(26)帶有一個用於將工具(20)固定在夾頭(14)的連接元件(36)。
  9. 一種壓力焊接製成之工具(20)，該工具(20)是通過如申請專利範圍第1項至第8項任一項所述之壓力焊接製成工具之方法製造而成。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之壓力焊接製成之工具(20)，其中，該工具(20)為一個鑽頭、螺絲起子或螺絲攻板手。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10486253B2 (en) * 2017-01-04 2019-11-26 Kennametal Inc. Metal-cutting tool, in particular a reaming tool and method of making the same
EP3940245A1 (en) * 2017-04-21 2022-01-19 Compressor Controls Corporation System and method for detecting deterioration of a control valve
EP3533545A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-04 AB Sandvik Coromant Modular cutting tool body and method for manufacturing the same
DE102020133116A1 (de) * 2020-12-11 2022-06-15 Peri Se Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen eines ersten Bauelements mit einem zweiten Bauelement und Horizontalriegel

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250906A (en) * 1975-10-23 1977-04-23 Masahide Funai Tool attached with super hard alloy and process for producing the tool
JPH0631545A (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 Ichikawa Seiki:Kk コンクリート用コアドリルの製造方法
CN1092090C (zh) * 1998-11-11 2002-10-09 中国科学院近代物理研究所 金属与非金属的真空压力扩散焊接工艺
US6601659B2 (en) * 2001-05-17 2003-08-05 Hilti Aktiengesellschaft Twist drill
US20050169715A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Valenite Llc Tool holder and method of making
US20060191878A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Israel Stol Control of cracking in heat affected zones of fusion welded structures
CN101422881A (zh) * 2007-10-30 2009-05-06 王正卫 一种双金属磨削五金工具的加工工艺
DE102009036285A1 (de) 2008-10-13 2010-04-15 Illinois Tool Works Inc., Glenview Verfahren zur Herstellung eines Bohrers, insbesondere eines Gesteinsbohrers
US9358079B2 (en) * 2010-02-11 2016-06-07 Sybron Canada Lp Bur and method of making same
CN102120286B (zh) * 2011-03-14 2012-09-19 刘晓明 双金属钻铰刀焊接方法
CN102554457B (zh) * 2012-02-24 2014-05-07 华北电力大学 钛铝基合金与钛合金经激光熔凝后进行扩散焊接的方法

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