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切刀刀头焊接知识
来源:争利刀片官网
作者:争利刀片
添加时间:2017-08-27 09:25
近二十年来,以硬质合金刀头作切削刃的切刀得到广泛的应用,建材、化工、木材加工、有色金属切削等行业使用硬质合金圆盘锯片的比例越来越大,尤其是在木材加工和铝合金型材切削用的硬质合金锯片品质已经成为决定工程进度和成本的主要原因。
   切刀的工作条件比较恶劣,高速、振动、高温对合金刀头的焊接提出了苛刻的要求,随着锯片切削速度和进刀量的不断提高,对硬质合金锯片焊缝强度的要求也越来越高,硬质合金锯片钎焊技术的发展也日新月异,系统总结硬质合金锯片钎焊技术、深入研究钎焊新技术有助于进一步提高我国硬质合金锯片的整体质量。
   
    目前,硬质合金刀头连接到钢基体上的方法主要有:机械连接、火焰钎焊、电阻钎焊、感应钎焊。
    机械连接和分体制造机械镶嵌一般用于制造小规格的铣削或者车削刀具,其工艺特点是可以避免钢基体与胎体材料的线膨胀系数差异带来热效应力。
    硬质合金园盘锯片切削技术兴起后,钎焊技术在机械切削工具领域得到广泛应用。常见的钎焊工艺有火焰钎焊(适合小批量、异型刀具);炉中钎焊(适合大批量,小尺寸刀具);盐浴钎焊(适合大批量,小尺寸刀具);电阻钎焊(大批量,大尺寸刀具);高频感应钎焊(大批量,大尺寸刀具);激光钎焊(大批量,大尺寸刀具);激光钎焊(适合精密合金锯片)。
    火焰钎焊和盐浴钎焊主要在硬质合金锯片生产早期得到应用,随着电力电子技术的发展,高频焊机的技术性和经济性已占据垄断地位,但火焰钎焊的低投入和盐浴钎焊的微变型的特点使这两种钎焊工艺仍有一席之地。
    电阻钎焊的生产效率最高,不足之处是钎焊时刀头温度较高影响硬质合金的使用寿命,但电阻焊的焊缝耐高温,焊接的锯片可以干切,目前采用这种工艺的企业较多。
    从技术经济性方面比较,高频感应钎焊是最佳的,这种方法的经济性不仅表现在焊接效率上,更主要的是不损伤刀头。较高档的自动感应钎焊设备带有后续处理功能,这种工艺有良好的应用前景。
    激光钎焊是近几年发展起来的高新技术,激光焊接的能量密度高,主要用于精密刀具的钎焊。虽然炉中钎焊方法已有几十年的历史,但在硬质合金锯片生产中的应用范围不大,这主要是废品率较高限制了这项技术的应用。
    在切刀的钎焊方法中,感应钎焊工艺和电阻钎焊工艺是应用最为普票、技术最为成熟、经济性最好的方法。
    刀头和基体的链接强度主要取决于钎料、钎焊工艺和刀头材料,本文在大量的实验数据和十几年的生产实践应用基础之上讨论了钎料的选用原则和钎焊工艺的制定原则。
    钎焊工艺主要通过润湿性、气孔率、夹杂率、钎缝厚度和钎焊热影响区的残余应力等参数影响钎焊接头的力学性能,这些参数主要由焊前处理、焊后处理、加热时间、保温时间、加热速度和钎料性能决定。研究过程中将润湿面积、气孔率和抗剪强度作为主要考察对象。
    钎焊接头的机械性能主要取决于钎料成分和钱啊衡南工艺,但钎缝厚度也影响抗剪强度和疲劳强度。钎缝厚度在0.1-0.16mm之间时,钎缝的综合机械性能最好。当钎缝过薄时钎料不能充分润湿结合面,钎缝强度较低,当钎缝厚度过大时钎缝中容易产生气孔,减小有效连接面积,降低抗剪强度。
    钎缝的形成贯穿整个加热过程,加热过程与钎焊接头机械性能相关因素有:加热速度、钎焊温度、保温时间、冷却速度等,这些因素通过影响润湿性、气孔率改变接头机械性能。
    为了最求生产效率经常使用很高的速率加热,当加热速度太高,钎焊后残留应力大。这是刀头和基体的线膨胀系数相差大,例如碳钢的线膨胀系数比碳化钨大,过快的热变变形导致内应力。过慢的加热速度影响生产率还加剧钎缝氧化。
    钎焊温度影响润湿性、气孔率,最终决定连接强度。当钎焊温度过低,钎料的流动性,易生产夹渣、造成虚焊,使接头强度降低;当温度过高,钎料氧化严重,造成夹渣,锌的急剧蒸发,引发气孔,从另一方面导致接头强度降低。
    保温的目的有三个:促进钎料对基体和刀头充分的润湿与扩散,排除钎缝中的气体、给钎剂充分的时间使之还原氧化膜并以渣的形式排除。
    保温时间短,钎料与刀头不能很好的润湿,钎剂换业务和钎剂结晶水形成的蒸汽不易排除,造成夹渣和气孔,甚至虚焊。
    过长时间保温,使钎料氧化、锌镉挥发、钎料流失,导致钎缝强度降低。最佳保温时间取决于电源功率和感应圈耦合情况。
    无论是新基体或者刀头,结合面俢磨和氧化层去除都极为重要,常用的清楚表面氧化成的方法有磨光机磨削、修挫和喷砂等,俢磨后的基体和刀头要达到缝隙均匀的效果。焊片在运输储存过程中表面带有防沪油或已氧化,需用砂纸去除氧化层,用有机溶剂去除油污,常用溶剂有汽油、酒精和丙酮。
    银焊片要裁剪成比刀头略大的相似形状,以便观察钎料熔化,在操作极为熟练前提下,可以将银焊片裁剪得比刀头小。。无论焊片的大小,焊后焊缝边沿都要形成光滑的圆弧。
    助焊剂经常选用普通的J102,焊后的锯片避免风吹,焊后保温和缓冷有助于松弛残余应力,用石棉保温是较经济的方法,高频振动可以消减残余热应力。
    焊后清洗过量的钎剂和表面氧化物,清理完毕后可以用放大镜检查钎缝,平滑、光洁、无气孔、无裂纹、圆弧状的钎缝最为理想。
    切刀的服役条件是冲击和振动下的切割,工作过程中焊缝受力状态以脉冲应力为主,切入时的压力和切割前后的离心力也对焊缝有一定的影响,被切材料的硬度、进刀量、切削速度以及切削深度决定了焊缝的剪切应力。
    钎焊切刀用钎料应该满足以下条件:钎料熔化温度不高于900℃且越低越好;钎料铺展性适宜,对硬质合金刀头和65锰合金钢的润湿性好;钎料的抗疲劳性能好、温度性好,能承受瞬时高温300-400℃;适合用电阻焊和感应焊接。
    选用钎料时首要是满足上述条件,同时要针对被焊接切刀的具体情况进行分析。

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