一种盾构机刀具的电阻钎焊方法技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种盾构机刀具的电阻钎焊方法。本发明专利技术中的一种盾构机刀具的电阻钎焊方法，包括以下步骤：将刀体、合金和银基钎料组装成的装配体进行电阻钎焊；所述电阻钎焊的电极材料包括石墨毡。本发明专利技术将电阻钎焊应用于盾构机刀具的钎焊，可更好的实现刀体和合金刀头可靠高效钎焊连接，提高钎焊强度，并延长盾构机刀具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机刀具的电阻钎焊方法
本专利技术涉及焊接
，具体而言，涉及一种盾构机刀具的电阻钎焊方法。
技术介绍
在地下工程领域，用盾构隧道掘进机(盾构机)进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，盾构法施工的应用越来越广泛。在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。盾构刀盘、刀具是直接与岩屑、岩石接触的零件，易损坏。盾构刀具与基体主要靠钎焊连接起来，钎焊质量直接影响到盾构合金刀具的质量，同时影响到盾构机的切削效果及掘进速度。这就要求盾构合金刀具的要有很高的焊接质量。传统的盾构机合金刀具的钎焊工艺主要由两种：一是采用中频感应钎焊工艺直接钎焊，通过中频感应加热刀体、硬质合金，片状银基钎料通过热传导达到熔化温度后进行钎焊。由于感应加热肌肤效应，加热不均匀，盾构隧道掘进机用硬质合金刀具中间区域基体和硬质合金温度低，要保证钎焊质量，只能长时间加热，使得部分硬质合金过热，但硬质合金线膨胀系数低、硬度高、脆性大、导热系数小，长时间和高温加热易造成硬质合金球齿崩块、开裂，并导致硬质合金脱落，引起刀具损坏以至无法掘进。二是采用中频钎焊和火焰钎焊复合工艺，通过中频感应加热刀体和硬质合金，但由于感应加热肌肤效应，加热不均匀，盾构隧道掘进机用硬质合金刀具中间区域基体和硬质合金温度低，火焰钎焊主要用来加热温度低的区域，这种钎焊工艺复杂，难以实现自动化生产。盾构刀钎焊项目难点在于实现钢基体和硬质合金刀头可靠高效钎焊连接。目前行业内多采用感应加热钎焊方式，由于感应加热的集肤效应使工件内外温差较大，由此带来两个致命的问题：1)因加热过程线膨胀不一致，导致刀具存在较大的内应力；2)须长时间加热传热，导致外部过热，钎料乱流。另一方面导致刀具氧化严重。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术涉及一种盾构机刀具的电阻钎焊方法，包括以下步骤：将刀体、合金和银基钎料组装成的装配体进行电阻钎焊；所述电阻钎焊的电极材料包括石墨毡。本专利技术能够避免传统盾构机合金刀具钎焊采用中频钎焊设备，在空气中加热刀刀体、硬质合金，片状银基钎料加热到温熔化而直接钎焊的方式，解决钎焊后焊缝有部分硬质合金过热，但硬质合金线膨胀系数低、硬度高、脆性大、导热系数小，长时间和高温加热易造成硬质合金球齿崩块、开裂和氧化夹渣导致硬质合金脱落的问题，采用该方法可提高钎焊强度和效率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术将电阻钎焊应用于盾构机钎焊，并采用石墨毡作为电极，可更好的对盾构机刀具进行钎焊，进而提高盾构机刀具的焊接强度和效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术刀体、银基钎料和合金的装配位置关系示意图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术涉及一种盾构机刀具的电阻钎焊方法，包括步骤：将刀体、合金和银基钎料组装成的装配体进行电阻钎焊；所述电阻钎焊的电极材料包括石墨毡。电阻钎焊的基本原理是大电流、低电压、电极具有高电阻回路，即大电流通过碳电极产生高的电阻热，直接传导到钎焊接头，使接头内钎料达到熔化温度，钎料熔化，钎焊时应对钎焊处施加一定的压力，在压力作用下，凝固后形成牢固的钎焊接头。这种方法具有加热迅速、生产率高、加热集中对周围的热影响小，工艺简单，劳动条件好，焊接过程易于实现自动化等优点。本专利技术电阻钎焊设备是传统电阻钎焊设备外部设置有密封外壳，一端设置有进气通道，另一端设置有出气通道和氧分压测试通道。电阻钎焊设备上下电极为石墨毡。盾构刀具为曲面或异形面，电阻钎焊时石墨电极与盾构刀为硬接触，在压力作用下，石墨电极会产生裂纹，本专利技术采用石墨毡更加柔软，具有导电，塑性好，耐高温(耐温700℃以上)等特点。本专利技术中装配体装配方式具体为：银基钎料放在刀体上部，合金置于银基钎料的上部，位置关系示意图如图1所示。优选地，所述电阻钎焊过程中的氧含量为0.01～20ppm，压力为5-40kN。本专利技术在钎焊开始开启进气通道，控制氧分压仪的氧含量为0.01～20ppm，然后开启电源加压，压力为5-40kN。如果氧分压过高，母材表面会产生不易去除的氧化膜进而会妨碍钎料润湿母材，因此，通过控制氧分压仪的氧含量及压力可更好的完成电阻钎焊，提高焊接强度。优选地，所述合金为硬质合金和/或PDC复合片(聚晶金刚石复合片，polycrystallinediamondcompact，简称PDC)。本专利技术的合金可采用传统的硬质合金或者PDC复合片。优选采用PDC复合片。PDC复合片属于新型功能材料，是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。优选地，所述银基钎料为片状银基钎料；优选地，所述片状银基钎料包括BAg50Cu20Zn28Ni2和/或BAg49Cu16Zn23Ni4.5Mn7.5。本专利技术采用的银基钎料具有优异的工艺性能，熔点不高，润湿性能及填缝性能良好，具有优异的强度、塑性、导电的耐腐蚀性能。优选地，所述银基钎料为复合钎料片；优选地，以质量百分比计，复合钎料片包括中间层50％～60％，两侧合金层分别为20％～25％；所述复合钎料片的中间层为ZnCuAgMn合金，两侧合金层分别为AgCuLi合金20％～25％；优选地，所述ZnCuAgMn合金中Zn、Cu、Ag、Mn的质量百分比分别为50％～60％、10％～15％、15％～25％和0.01％～15％；更优选地，所述ZnCuAgMn合金为Zn57Cu14Ag15Mn14；优选地，所述AgCuLi合金中Ag、Cu、Li的质量百分比分别为65.7％～75％、24.99％～34％和0.01％～0.3％；优选地，在所述刀体上放置合金的位置喷涂厚度为0.001～0.1mm的镍或镍钴合金。更优选地，所述AgCuLi合金为Ag72Cu27.8Li0.2。在钎焊时，一侧的AgCuLi与刀体可以形成很好的冶金结合，另一侧的AgCuLi与合金(刀片)也可更好的结合。在一种实施方式中，以质量百分比计，所述复合钎料片的中间层为50％～60％，还可以选择51％、52％、53％、54％、55％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：将刀体、合金和银基钎料组装成的装配体进行电阻钎焊；/n所述电阻钎焊的电极材料包括石墨毡。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：将刀体、合金和银基钎料组装成的装配体进行电阻钎焊；
所述电阻钎焊的电极材料包括石墨毡。


2.根据权利要求1所述的盾构机刀具的钎焊方法，其特征在于，所述电阻钎焊过程中的氧含量为0.01～20ppm，压力为5-40kN。


3.根据权利要求1所述的盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在于，所述合金为硬质合金和/或PDC复合片。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在于，所述银基钎料为片状银基钎料；
优选地，所述片状银基钎料包括BAg50Cu20Zn28Ni2和/或BAg49Cu16Zn23Ni4.5Mn7.5。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在于，所述银基钎料为复合钎料片；
优选地，以质量百分比计，复合钎料片包括中间层50％～60％，两侧合金层分别为20％～25％；所述复合钎料片的中间层为ZnCuAgMn合金，两侧合金层分别为AgCuLi合金20％～25％；
优选地，所述ZnCuAgMn合金中Zn、Cu、Ag、Mn的质量百分比分别为50％～60％、10％～15％、15％～25％和0.01％～15％；
优选地，所述AgCuLi合金中Ag、Cu、Li的质量百分比分别为65.7％～75％、24.99％～34％和0.01％～0.3％；
优选地，在所述刀体上放置合金的位置喷涂厚度为0.001～0.1mm的镍或镍钴合金。


6.根据权利要求1～3中任一项所述的盾构机刀具的电阻钎焊方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟民，张雷，吕登峰，侯江涛，李涛，李永，李胜男，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41