火焰钎焊(气焊)合金刀具.pdf

所谓钎焊是指利用熔点比母材低的填充金属（即钎料），经加热熔化后，利用液态钎料润湿母材， 填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法焊接原理：属于固相连接，他与熔化焊方法不同， 钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料， 加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法 当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散和在母材间隙中润湿、毛细流动（保证接口装配间隙间隙一般要求在 0.01 ～0.1毫米之间） 、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间 当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化） ，并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解， 冷疑后即形成钎焊接头1、涉及的材料简介：1）母材：刀杆： 45 号钢硬质合金刀头： YT5；硬质合金是以高硬度的难熔金属的碳化物（如TiC、WC 、NbC 、VC等）为基，加入粘结金属（ Co、Ni、Mo 、Fe等） ，通过粉末冶金方法制成的合金材料它具有极高的硬度和耐磨性能，特别是在高温下，仍能保持其高硬度，2）钎剂：硼砂；去除氧化膜，改善钎料的润湿性能3）钎料： HL105；连接母材金属，钎焊接头主要填充物质，HL105（BCu58ZnMn ）钎料是硬质合金工具钎焊的最佳钎焊材料之一。

1 2、研制实施内容一）刀具损坏的情况： 通过对损坏刀具的观察， 我们发现刀具被破坏至不能使用，主要是两种情况：一是刀头产生裂纹；二是刀头脱离刀杆；二）刀具损坏的原因： 一是刀头产生裂纹的主要原因在于焊接，硬质合金刀具的焊接， 是用焊料将硬质合金刀头焊接在刀杆（一般为难 40 Cr，45 号钢等）上由于钢的线膨胀系数是硬质合金的确2～3 倍，以及其他物理机械性能存在较大的差异，在焊接过程中， 可能会产生较大的焊接应力，导致刀头在使用初期就会产生裂纹；二是刀头脱离刀杆的原因有以下几点： 1）焊接操作不当钎料未熔合进去，钎缝中只有少量填充金属，起不到粘连的作用； 2）刀杆表面污物未去除干净，杂质影响其毛细作用，粘合不良； 3）使用过程中，温度过高，使钎料熔化，导致刀头脱落三）解决措施：1）焊前准备：①检查硬质合金刀头上是否有油污等异物存在用汽油、酒精或丙酮清洗；逐件检查刀头不得有肉眼可见裂纹、崩刃等缺陷；②保证装配间隙0.01～0.1mm ，有利毛细作用；③使用焊接工位架如图1所示焊件此种摆放方法其优点：A、利于观察焊件加热时颜色变化；B、易掌握各种角度；C、辅助焊接人员易控制刀头图12 2）合理选用焊嘴型号选用小号焊嘴，易控温度3）加热火焰①火焰类型采用碳化焰如图2 1- 焰心；2- 内焰；3- 外焰此种火焰明显分为焰心、内焰、外焰三部分，火焰较中性焰柔软，有一定的渗碳作用并防止焊件被氧化，②火焰能率不能太大，太大不能使硬质合金和刀头得到充分的预热而进入高温阶段，由于两母材导热系数判别大， 升温速度不一致， 致使太焊接应力过大而产生焊接裂纹，同时吹力也大，无法实现毛细作用；也不能太小，太小导致加热速度太慢， 不仅会引起焊接表面氧化，降低焊接强度， 还会使硬质合金表层发生氧化及断裂。

此技能主要是操作技巧， 可听声音判别， 大约为气割 6～8mm 钢板时的火焰声音火焰能率的调节方法：由大到小： 中性焰（大）→减小氧气→出现羽状焰→减小乙炔→调为3213 中性焰（小）由小至大： 中性焰（小）→加乙炔→羽状焰变大→加氧气→调为中性焰（大） ③焊嘴与工件距离： 10～15mm 过大不能熔化钎料，过小，将吹跑液态钎料，无法进入焊缝内④钎料与焊缝的夹角尽量使夹角越小越好，更能将钎料有效的平铺于焊缝之内⑤焊嘴与焊缝的夹角如图3 所示，可有效减小火焰吹力，且易掌握图 3 4）加热速度，不易过快也不易过慢，是一个柔性过渡含 C量越低和含 TiC 量越高及规格大的刀头，焊接加热速度应慢些，反之，应快些加热至暗红色即可，不能是亮白色，温度过高，易使刀头熔化5）冷却速度焊接后的冷却速度对焊接裂纹的产生，也有非常明显的影响 刀杆的硬质合金刀头的热膨胀系数有较大的差异，焊接后在冷却过程中， 特别是冷至 300℃以下温度时，如果冷却速度太快，迫使刀杆急剧塑性变形，则4 会导致刀头产生裂纹，为了使焊接后冷却速度不要太快，采取如下措施：①焊完后，远距离加热再缓慢将火焰移除，②环境温度非常重要， 夏天比冬天焊接的刀具更加耐用，原因在于温度梯度较小，冷却速度慢③焊接时，不得用风扇吹，不得在风口、门口进行焊接④焊接完毕， 用石棉盖住， 或是将刀具堆叠在一起， 起到缓慢降温的作用4、研究取得的主要技术成果，关键技术、创新点。

通过近摸索和实践，刀杆（ 45 号钢） ，刀头（硬质合金 YT5 ）, 通过火焰钎焊完成异种材料的焊接 焊接质量主要与五个方面因素有关，一是焊前准备：①焊前必须用汽油、酒精或丙酮清洗刀杆，确保刀杆上无杂物，并逐件检查刀头不得有肉眼可见裂纹、崩刃等缺陷；②保证装配间隙0.01～0.1mm ，有利毛细作用；③使用本小组设计的焊接工位架，可利于观察焊件加热时颜色变化； 容易控制焊接角度； 同时可辅助焊接人员控制刀头；二是选择小号焊嘴，容易控制焊接温度；三是合理控制火焰，包括火焰类型、火焰能率、焊嘴与工件的距离、钎料与焊缝的夹角、焊嘴与焊缝的夹角；四是控制加热温度；五是控制冷却速度；。