CN109304527A - 一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接加工领域，具体公开了一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺，包括以下步骤：步骤1：制备刀体和镶片，刀体的一侧上设有内凹的安装槽；步骤2：在安装槽的内壁上涂覆钎剂，再向安装槽内放置钎料；然后将镶片放置到钎料上，且镶片的四周与安装槽的侧壁间隙配合；镶片与刀体组合形成组合件A；步骤3：待步骤2完成后，将组合件A放置到电阻炉中进行加热，加热后进行保温，形成组合件B；步骤4：取出电阻炉中的组合件B，对组合件B进行空冷，形成刀具粗品。本方案能对无气氛保护条件下的镶片和刀体在电阻炉中进行钎焊。

Description

一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺

技术领域

本发明属于焊接加工领域，具体涉及一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺。

背景技术

切纸刀是纸张生产加工过程中常用的工具，切纸刀在使用时切纸刀的人口部分是最常用的部分，刃口部分的金属需要高硬度和高耐磨性，切纸刀的刀体部分作为结构性材料部分主要起到支撑、定位和吸收刨刀工作时的冲击功和部分应力的作用。

这就要求刀具刃口部分采用高硬度金属材料，刀体部分采用低硬度金属材料；由于高硬度、高耐磨性金属材料(如硬质合金)价格昂贵，低硬度金属材料相较高耐磨性金属材料比较便宜，所以在研发的过程中，为了提高切纸刀的经济性，一般将两种材料进行结合使用，通过钎焊工艺将刀体部分与刃口部分钎焊起来。

将一般将刃口处采用的高耐磨性金属材料制成镶片状，将其贴合到低硬度金属材料的刀体上进行钎焊，钎焊的过程中常用高频钎焊加工或炉中钎焊加工，让切纸刀具有良好的强度和使用特性。

由于受到加工设备的限制，高频钎焊中多适用于工件结构简单的产品，如圆柱形、长方体形等，对于结构复杂产品高频加热钎焊会有成本过高或者无法实现的问题；而采用炉中钎焊加工时，需要保证金属材料在钎焊过程中是在无氧化条件下的加热，这也对加热炉高要求很高，需要高成本的投入才能达到。

发明内容

本发明意在提供一种普通空气电阻炉无气氛保护条件下的炉中钎焊工艺。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺，包括以下步骤：

步骤1：制备刀体和镶片，刀体的一侧上设有内凹的安装槽；

步骤2：在安装槽的内壁上涂覆钎剂，再向安装槽内放置钎料；然后将镶片放置到钎料上，且镶片的四周与安装槽的侧壁间隙配合；镶片与刀体组合形成组合件A；

步骤3：待步骤2完成后，将组合件A放置到电阻炉中进行加热，加热后进行保温，形成组合件B；

步骤4：取出电阻炉中的组合件B，对组合件B进行空冷，形成刀具粗品。

基础方案的原理及其优点：步骤1中，在刀体的一侧上设内凹的安装槽，是为了便于在步骤2中在安装槽的内壁上涂覆钎剂，同时将钎料放置在钎料上，且安装槽的设置更便于容纳钎料；放置了钎料后，再进行镶片的安装，安装槽能对镶片进行限位，钎焊时，镶片也稳定的放置在槽体内。

在步骤3中，电阻炉对镶片和刀体之间的钎料熔化，镶片在自身重力的作用下沉，进而对熔化的钎料进行挤压，挤压的过程中钎料将镶片四周与安装槽侧壁之间的间隙进行填充，间隙的四周被均匀的填充，让刀具粗品的焊接处不会有焊眼、虚焊等缺陷存在，且刀具粗品焊接处凝固的钎料表面平整，外观美观。同时钎料对镶片四周与安装槽侧壁的充分钎焊，使镶片与刀体之间的焊接面增大，进而提高了钎焊的强度。

同时在焊接的过程中，钎剂能对安装槽的内表面进行保护，避免刀体的安装槽表面被氧化；同时钎料和镶片均铺设在安装槽内，能够减小刀体安装槽的内壁与空气的接触面，能进一步的避免刀体被氧化，能够保证刀体的性能；当熔化后钎料被挤压出来时，钎料会快速的与刀体安装槽侧壁的内壁和镶片的下表面进行接触，进而快速的将空气进行隔绝，在这三层条件下，让此钎焊过程无需使用气氛进行保护，能够降低刀具的焊接成本。

综上所述，本方案的钎焊在使用前，先对刀体进行了改造，让刀体与镶片的钎焊加工更适用于普通电阻炉的钎焊加工，降低了钎焊的成本；同时对钎料和镶片在安装槽内的布置形式进行了特殊的设置，钎焊过程中钎料熔化后能对镶片的四周进行包裹，能将镶片和刀片进行充分的焊接，增强了焊接的强度。

进一步，在步骤2中，待镶片安装到安装槽内，将组合件A上的镶片朝上放置，且向镶片上施加让镶片与刀体贴合的压力，且步骤3中该压力持续存在。

压力的实施能让熔化的钎料被进一步挤压，能从镶片四周与安装槽侧面之间的间隙处均匀的挤压出来，便于钎料均匀的分布在镶片四周，镶片的四周能与刀具的安装槽侧面均匀的进行钎焊。

进一步，所述镶片远离刀体的一侧上设有若干对镶片施加压力的压片，压片均匀分布在镶片上。

压片与镶片是面接触，当压片将压力传递至镶片上时，压片上的压力通过接触面均匀的传递至镶片上，镶片上受到的压力更加均匀，也能让钎料进一步被均匀的挤压出来；同时便于控制单个压片对镶片的压力，实现压力的局部调整，此处未采用整体式的压片，是因为在高温条件下压片能容易产生变形，当压片为整片时，形变量会增大，进而会增大镶片各个区域之间的压力差变大，不易对镶片局部受到的压力进行调整。

进一步，所述压片为氮化硅陶瓷片。

当压片进入到步骤3中的电阻炉中时，压片能够持续的对镶片施加压力，同时由氮化硅陶瓷片制成的压片不受电阻炉中钎焊温度的影响，压片的各方面性质不会发生改变，能对镶片进行持续的施压。

进一步，所述钎剂为102钎剂。

102钎剂流动性、渗透性都优于其他同类助焊剂，便于将其涂覆在安装槽的内壁上，便于达到隔绝空气和助焊的效果。

进一步，所述钎料为银钎料。

钎料的选择与钎剂的选择相适应，采用银钎料进行钎焊后，刀体与镶片的钎焊处强度高和耐冲击载荷性，契合切纸刀的使用。

进一步，所述步骤3中，电阻炉对组合件A的加热温度为700-740℃，待电阻炉内的加热温度均匀后，电阻炉对组合件A进行保温，保温时长为8-12min。

电阻炉中温度的选择是根据银钎料选择的，便于让银钎料熔化，发挥其钎焊性能；保温时间根据实际加热条件、装炉量选择，钎料熔化并充分铺展便可结束保温进行降温凝固，若保温时间过长，浪费能源，钎料流失，影响焊缝质量；若时间过短，钎料在钎焊过程中未完全融化，会出现排渣不良等质量问题。

同时在步骤4中，刀体、镶片和钎料冷却后，三者均凝固，实现对刀体和镶片的焊接，该温度和保温时长的选择最有利于钎料、刀体的安装槽内壁和镶片的表面进行熔化沾粘。

进一步，所述步骤4中，先待步骤3中的保温操作完成后，且让电阻炉的温度降低至600℃时，再取出电阻炉中的组合件B。

让钎焊后的组合件B先在电阻炉中先进行降温，让其出炉的温度降低，当组合件B出炉时的温度低于600℃时，能够避免组合件B在高温下表面直接与外界的空气接触快速的氧化变脆。

进一步，还包括步骤5，待所述步骤4中的刀具粗品冷却至常温后，对刀具粗品的钎焊处进行磨削加工。

增加步骤5对步骤4中的刀具粗品进行磨削加工，能将钎焊处不平整的地方磨削平整，能够清除钎焊处的金属毛刺，增加刀具端面的平整度，让整个刀具更加的美观。

附图说明

图1为本发明实施例1中设有安装槽的刀体结构示意图；

图2为本发明实施例1中压片安装在组合件A上时的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：刀体10、安装槽101、镶片20、压片30、第一水平杆401、第二水平杆402、竖直杆403、螺纹杆404、夹持盘405。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺，包括以下步骤：

步骤1：制备如图1和图2所示的刀体10和镶片20，刀体10的上侧面上设有内凹的安装槽101，安装槽101呈长方体状；

步骤2：在安装槽101的内壁上涂覆型号为“102”的钎剂，再向安装槽101内放置型号为“313MnNi”的银钎料；然后将镶片20安装到安装槽101中，镶片20的四周与安装槽101的侧壁间隙配合，镶片20与刀体10组合形成组合件A；待镶片20安装到安装槽101内，将组合件A上的镶片20朝上放置；

步骤3：待步骤2完成后，在镶片20的上侧放置对镶片20施加压力的压片30，压片30沿镶片20的上表面从左至右依次均匀分布，压片30的下表面与镶片20的上表面贴合，压片30对镶片20的压力为0.10-0.30MPa，且该压片30为氮化硅陶瓷片；然后将安装了压片30的组合件A放置到电阻炉中进行加热，电阻炉对组合件A进行加热，待温度达到720℃且电阻炉内的加热温度均匀后，电阻炉对组合件A进行保温，保温时长为10min，银钎料对刀具与镶片20润湿，三者进行融合和扩散，形成组合件B；电阻炉加热过程中，镶片20和刀体10之间的银钎料熔化，镶片20在自身重力和压片30的压力作用下沉，进而对熔化的银钎料进行挤压，挤压的过程中银钎料将镶片20四周与安装槽101侧壁之间的间隙被银钎料填满；

步骤4：待步骤3中的保温操作完成后，让电阻炉的温度降低至600℃，再取出电阻炉中的组合件B，对组合件B进行空冷，刀体10、镶片20和银钎料冷却后，三者均凝固，钎焊完成形成刀具粗品。

步骤5：松懈镶片20上的压片30，对刀具粗品进行磨削加工让刀具粗品的钎焊处于平整无金属屑的状态，最终形成刀具成品。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，还包括压紧压片30的夹持机构，夹持机构包括第一水平杆401、第二水平杆402、竖直杆403和螺纹杆404，第一水平杆401与第二水平杆402位于同一竖直水平上且相互平行；第一水平杆401的右端与竖直杆403的上端一体成型，第二水平杆402的右端与竖直杆403的下端一体成型。

螺纹杆404竖直设置，螺纹杆404的下端穿过第一水平杆401的左端且与第一水平杆401螺纹连接，螺纹杆404的下端与压片30的上表面一体形成；第二水平杆402的左端上设有能与刀体10的一侧相抵的夹持盘405，夹持盘405与第二水平杆402一体成型。

第一水平杆401、第二水平杆402、竖直杆403、螺纹杆404和夹持盘405均为氮化硅陶瓷材料制成，让各个结构的特性在高温条件下保持稳定。

在将压片30安装到步骤3中的组合件A上时，第二水平杆402上的夹持盘405与图2中刀体10的下表面贴合，且第一水平杆401左端上的压片30与镶片20的上表面相对，此时正向转动螺纹杆404，螺纹杆404带动压片30下移，将压片30压紧在镶片20上，夹持盘405与刀体10的下表面抵紧，待压紧后螺纹杆404静止，此时螺纹杆404与第一水平杆401自动锁止，使压片30对镶片20的压力达到0.10-0.30MPa。

在步骤3和步骤4中，压片30对镶片20施加持续性的压力，同时由于第一水平杆401、第二水平杆402、竖直杆403、螺纹杆404和夹持盘405由氮化硅陶瓷材料制成，所以在步骤3中夹持机构不会受到温度的影响发生熔化沾粘的情况，且螺纹杆404与第一水平杆401之间保持稳定的螺纹连接。

在步骤5中，松懈镶片20上的压片30时，反向转动螺纹杆404即可让压片30与镶片20分离，实现夹持机构的快速拆卸。

Claims (9)

1.一种空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备刀体和镶片，所述刀体的一侧上设有内凹的安装槽；

步骤2：在安装槽的内壁上涂覆钎剂，再向安装槽内放置钎料；然后将镶片放置到钎料上，且镶片的四周与安装槽的侧壁间隙配合；镶片与刀体组合形成组合件A；

步骤3：待步骤2完成后，将组合件A放置到电阻炉中进行加热，加热后进行保温，形成组合件B；

步骤4：取出电阻炉中的组合件B，对组合件B进行空冷，形成刀具粗品。

2.根据权利要求1所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，在步骤2中，待镶片安装到安装槽内，将组合件A上的镶片朝上放置，且向镶片上施加让镶片与刀体贴合的压力，且步骤3中该压力持续存在。

3.根据权利要求2所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述镶片远离刀体的一侧上设有若干对镶片施加压力的压片，压片均匀分布在镶片上。

4.根据权利要求3所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述压片为氮化硅陶瓷片。

5.根据权利要求1所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述钎剂为102钎剂。

6.根据权利要求5所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述钎料为银钎料。

7.根据权利要求6所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述步骤3中，电阻炉对组合件A的加热温度为700-740℃，待电阻炉内的加热温度均匀后，电阻炉对组合件A进行保温，保温时长为8-12min。

8.根据权利要求7所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，所述步骤4中，先待步骤3中的保温操作完成后，且让电阻炉的温度降低至600℃时，再取出电阻炉中的组合件B。

9.根据权利要求1所述的空气电阻炉炉中钎焊的工艺，其特征在于，还包括步骤5，待所述步骤4中的刀具粗品冷却至常温后，对刀具粗品的钎焊处进行磨削加工。