CN112077424A

CN112077424A - 一种刀具的焊接方法

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Publication number: CN112077424A
Application number: CN202010941337.8A
Authority: CN
Inventors: 王保森; 王增; 梅鹏文
Original assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Current assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2020-12-15

Abstract

本发明公开了一种刀具的焊接方法，其属于刀具加工技术领域，刀具包括柄部和刃部，刃部上设有刀刃，柄部包括本体和设于本体端部的第一圆台结构，第一圆台结构的下底面与柄部的端部连接，第一圆台结构的上底面的直径大于刃部的直径；刀具的焊接方法包括以下步骤：S1、将柄部放置于柄部托架上，将刃部放置于刃部托架上，第一圆台结构的上底面与刃部相对设置；S2、将第一电极放置于柄部上，将第二电极放置于刃部上；S3、对柄部和刃部施加设定顶锻力；S4、选用设定时间、设定电流焊接柄部和刃部。本发明能够降低焊接成本，提升焊接效率，改善加工环境，提升产品稳定性和外观表现。

Description

一种刀具的焊接方法

技术领域

本发明涉及刀具加工技术领域，尤其涉及一种刀具的焊接方法。

背景技术

在印制电路板上加工孔结构时，一般采用印制电路板用钻头在印制电路板上钻孔，完成孔结构的加工。印制电路板用钻头包括不锈钢柄部和设于不锈钢柄部端部的硬质合金刃部，硬质合金刃部上设有用于钻孔的刀刃。

现有技术中，印制电路板用钻头的制造方法一般为刃部与柄部通过钎焊焊接到一起。

在现有技术中，钎焊需要焊片和助焊剂作为焊接的辅助材料。但是焊片一般为价格比价昂贵的银、锰等金属，导致制造成本较高；助焊剂主要为脂类化合物，加热过程中会产生有异味的白色烟雾，影响加工环境，也影响加工人员的健康。且柄部上留下的助焊剂在挥发时会产生焊疤甚至引起生锈，影响产品的外观及使用性能。

因此，亟需一种刀具的焊接方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀具的焊接方法，能够降低焊接成本，提升焊接效率，改善加工环境，提升产品稳定性和外观表现。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种刀具的焊接方法，所述刀具包括柄部和刃部，所述刃部上设有刀刃，所述柄部包括本体和设于所述本体端部的第一圆台结构，所述第一圆台结构的下底面与所述柄部的端部连接，所述第一圆台结构的上底面的直径大于所述刃部的直径；

所述刀具的焊接方法为压力焊，包括以下步骤：

S1、将所述柄部放置于柄部托架上，将所述刃部放置于刃部托架上，所述第一圆台结构的上底面与所述刃部相对设置；

S2、将第一电极放置于所述柄部上，将第二电极放置于所述刃部上；

S3、对所述柄部和所述刃部施加设定顶锻力；

S4、选用设定时间、设定电流焊接所述柄部和所述刃部。

可选地，所述柄部还包括第二圆台结构，所述第二圆台结构设于所述第一圆台结构的上底面，所述第二圆台结构的下底面的直径与所述第一圆台结构的上底面的直径相等。

可选地，所述第二圆台结构的锥顶角范围为140°-150°。

可选地，所述第二圆台结构的上底面的直径为0.1-0.5mm。

可选地，所述第一电极上设有第一U型槽，所述第一U型槽与所述柄部贴合设置。

可选地，所述第一U型槽的长度与所述柄部的长度之比为0.4-0.8。

可选地，所述第一U型槽和所述柄部的接触面积与所述柄部的侧面面积之比为0.3-0.7。

可选地，所述柄部托架上设有第一V型定位槽，所述柄部放置于所述第一V型定位槽内。

可选地，所述第一V型定位槽的顶角角度为60°-100°。

可选地，所述刀具的焊接方法还包括：

S5、放电结束后，冷却设定冷却时间。

本发明提出的刀具的焊接方法，使用压力焊完成柄部和刃部的焊接，无需焊片和助焊剂，降低加工成本，改善加工环境，提高产品的外观表现。

通过将第一圆台结构的上底面的直径设置为大于刃部的直径，在焊接时，只需要熔化较少的柄部，进而只需要较少的焊接热量，避免焊接热量过高对刃部造成破坏，进而能够提升焊接效率，并提高焊接质量，使得柄部和刃部充分结合，提升产品稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的焊接刀具时，柄部放置于柄部托架、刃部放置于刃部托架时的三维示意图；

图2是本发明实施例提供的接刀具时，柄部放置于柄部托架、刃部放置于刃部托架时的主视图；

图3是图2中A-A截面的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的柄部的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二圆台结构的示意图；

图6是本发明实施例提供的焊接前柄部与刃部相抵接时的示意图；

图7是本发明实施例提供的柄部和刃部焊接完成后焊接面的剖面示意图。

图中：

1、柄部；11、第一圆台结构；111、第二圆台结构；111、第二圆台结构；

2、刃部；

3、柄部托架；

4、刃部托架；5、第一电极；6、第二电极；

9、间隙。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-图5，本实施例提供一种刀具的焊接方法，具体为压力焊。

具体地，本实施例中，刀具包括柄部1和刃部2，刃部2上设有刀刃。进一步地，本实施例中，刀具为印制电路板用钻头。柄部1的材料为钢；刃部2的材料为硬质合金。需要将刃部2焊接至柄部1上，以保证二者能够有效结合。

进一步地，本实施例中，柄部1和刃部2均为回转体结构，且焊接完成后二者的轴线重合。

柄部1包括本体和设于本体端部的第一圆台结构11，第一圆台结构11的下底面与柄部1的端部连接，第一圆台结构11的上底面的直径大于刃部2的直径。

若第一圆台结构11的上底面的直径小于刃部2的直径，为了保证焊接时柄部1和刃部2能够充分、全面地融合到一起，则需要熔化更多体积的柄部1，进而需要更大的焊接热量，而焊接热量过大会导致材料为硬质合金的刃部2的表面和内部碎裂。

当第一圆台结构11的上底面的直径小于刃部2的直径时，焊接完成后，对刃部2距离焊接面3mm的位置处进行破坏性压力测试，其抗折强度仅为2.8kgf，在使用过程中，刃部2极易失效甚至发生断裂。

而本实施例中，第一圆台结构11的上底面的直径大于刃部2的直径，在焊接过程中需要熔化的柄部1的体积较小，其需要的焊接热量也更小。即本实施例中，第一圆台结构11的上底面的直径大于刃部2的直径，其能够保证在焊接能量适中、不破坏刃部2的情况下，就使得柄部1和刃部2充分结合。

进一步地，为了使得焊接电流能够容易且快速集中在柄部1和刃部2之间，本实施例中，柄部1还包括第二圆台结构111，第二圆台结构111设于第一圆台结构11的上底面，第二圆台结构111的下底面的直径与第一圆台结构11的上底面的直径相等。

当然，在其他的实施例中，也可以将第二圆台结构111替换为圆锥结构，圆锥结构的底面的直径与第一圆台结构11的上底面的直径相等。

本实施例中，第二圆台结构111的下底面的直径与第一圆台结构11的上底面的直径相等，即本实施例中，第二圆台结构111的下底面的直径比刃部2的直径大，利于后续的磨削工序。

参见图6，焊接前，将第二圆台结构111的顶部与刃部2的端面抵接，第二圆台结构111的侧面与刃部2的端面具有间隙9。焊接时，熔融的部分柄部1正好填充到柄部1和刃部2的间隙9中。

具体地，参见图7，图7为柄部1和刃部2焊接完成后所形成的焊接面的剖面示意图，其中A区域为熔融的部分柄部1填充到间隙9的区域，B区域为柄部1和刃部2充分渗透的区域，C区域为高温下裸露出来的部分柄部1和刃部2的结合区。

C区域的截面积越小，刀具的抗折强度就越高。采用本实施例中的柄部1的结构，在使用压力焊焊接完成后，能够使得C区最小化，在同等条件的破坏性压力测试中，本实施例的刀具的抗折强度能够达到5.5kgf，抗折强度提升近一倍。

同时，本实施例中，第一圆台结构11的上底面的直径大于刃部2的直径，使得在焊接时需要熔融的柄部1的体积较少，进而使得焊接完成之后的焊疤明显减少。

具体地，第二圆台结构111的下底面的直径减去刃部2的直径所得到的数值不超过0.4mm。

可选地，第二圆台结构111的锥顶角范围为140°-150°。具体地，在图5中，以θ表示第二圆台结构111的锥顶角。

可选地，第二圆台结构111的上底面的直径为0.1-0.5mm。若第二圆台结构111的上底面的直径大于0.5mm，则会导致焊接电流密度较小，不利于放电；若第二圆台结构111的上底面的直径小于0.1mm，又会导致焊接电流密度过大，容易造成刃部2的中心区域的硬质合金损伤。

作为公知，圆台结构的上底面为圆台的截面积较小的一端面，圆台结构的下底面为圆台的截面积较大的一端面。

为了将刃部2焊接至柄部1上，本实施例提供了一种刀具的焊接方法，具体地，该焊接方法为压力焊。

具体地，本实施例中，刀具的焊接方法包括以下步骤：

S1、将柄部1放置于柄部托架3上，将刃部2放置于刃部托架4上，第一圆台结构11的上底面与刃部2相对设置；

具体地，本实施例中，在焊接过程中需要有稳定的电流输出来保证焊接过程的稳定性，以保证焊接质量，所以在整个回路中不能存在漏电情况。因此，本实施例中，柄部托架3和刃部托架4需要使用绝缘材质。

可选地，本实施例中，柄部托架3和刃部托架4的材质为陶瓷，陶瓷绝缘且形状稳定，能够对柄部1和刃部2提供稳定支撑。当然，在其他的实施例中，柄部托架3和刃部托架4的材质也可以为其他绝缘材料，在此不做过多限制。

为了进一步保证对柄部1的支撑稳定性，本实施例中，柄部托架3整体呈长方体，在其上表面开设有第一V型定位槽，柄部1放置于第一V型定位槽内。

可选地，第一V型定位槽的顶角角度为60°-100°，此角度范围内支撑效果最好。优选地，第一V型定位槽的长度与柄部1的轴向长度之比大于0.6。

为了进一步保证对刃部2的支撑稳定性，本实施例中，刃部托架4整体呈长方体，在其上表面开设有第二V型定位槽，刃部2放置于第二V型定位槽内。

可选地，第二V型定位槽的顶角角度为60°-100°，此角度范围内支撑效果最好。优选地，第二V型定位槽的长度与刃部2的轴向长度之比大于0.6。

S2、将第一电极5放置于柄部1上，将第二电极6放置于刃部2上；

具体地，第一电极5和第二电极6的材料为导电性能较好的材料，例如为金属或者合金。

进一步地，为了使得电源提供的电流能够高效地传输给柄部1和刃部2，需要保证第一电极5与柄部1的接触电阻尽可能小，保证第二电极6与刃部2的接触电阻尽可能小，本实施例中，第一电极5和第二电极6的材质为钨铜或者铍铜。钨铜和铍铜具有高的导电性能，耐磨性能较好，且能够保证接触电阻小，焊接效果好。

为了进一步使得电源提供的电流能够高效地传输给柄部1和刃部2，需要保证第一电极5与柄部1的接触面积尽可能大，保证第二电极6与刃部2的接触面积尽可能大，第一电极5上设有第一U型槽，第一U型槽与柄部1贴合设置。第二电极6上设有第二U型槽，第二U型槽与刃部2贴合设置。

可选地，第一U型槽的长度与柄部1的轴向长度之比为0.4-0.8。

当然，在其他的实施例中，也可以为：第一U型槽和柄部1的接触面积与柄部1的侧面面积之比为0.3-0.7。

可选地，第二U型槽的长度与刃部2的轴向长度之比为0.4-0.8。

当然，在其他的实施例中，也可以为：第二U型槽和刃部2的接触面积与刃部2的侧面面积之比为0.3-0.7。

S3、对柄部1和刃部2施加设定顶锻力；

具体地，在焊接时，为保证柄部1和刃部2充分结合需要一定的顶锻力。顶锻力过小或者过大都会导致焊接不良。可选地，步骤S3中，设定顶锻力为25-50kgf。经验证顶锻力在25-50kgf焊接效果较好。

进一步地，为了保证柄部1的熔断部分在周围温度低于熔点之前仍然能够维持所需要的顶锻力，本实施例中，需要熔融钢柄2的长度在0.1-0.3mm之间。

S4、选用设定时间、设定电流焊接柄部1和刃部2；

在放电发生的过程中，能量过低会导致熔融的柄部1过少，进而导致有效焊接面积较小，不能够形成有效的焊接接头；若能量过高，则会导致刃部2损伤，影响焊接强度。

焊接时间和焊接电流均会影响焊接能量。因此，在焊接时，对焊接的时间和电流都有特定要求。

具体地，本实施例中，设定时间为3-9ms，设定电流为1.5-2.5kA。

S5、放电结束后，冷却设定冷却时间；

具体地，为了保证焊接强度的稳定性，放电结束后需要冷却设定冷却时间。优选地，本实施例中，设定冷却时间大于100ms。

现有技术中的压力焊既能够实现将直径范围为0.8-1.35mm的硬质合金的刃部2焊接至柄部上，而采用本实施例提供的焊接方法，能够将直径范围为1.4-2.2mm的硬质合金的刃部2焊接至柄部1上。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种刀具的焊接方法，其特征在于，所述刀具包括柄部(1)和刃部(2)，所述刃部(2)上设有刀刃，所述柄部(1)包括本体和设于所述本体端部的第一圆台结构(11)，所述第一圆台结构(11)的下底面与所述柄部(1)的端部连接，所述第一圆台结构(11)的上底面的直径大于所述刃部(2)的直径；

所述刀具的焊接方法为压力焊，包括以下步骤：

S1、将所述柄部(1)放置于柄部托架(3)上，将所述刃部(2)放置于刃部托架(4)上，所述第一圆台结构(11)的上底面与所述刃部(2)相对设置；

S2、将第一电极(5)放置于所述柄部(1)上，将第二电极(6)放置于所述刃部(2)上；

S3、对所述柄部(1)和所述刃部(2)施加设定顶锻力；

S4、选用设定时间、设定电流焊接所述柄部(1)和所述刃部(2)。

2.根据权利要求1所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述柄部(1)还包括第二圆台结构(111)，所述第二圆台结构(111)设于所述第一圆台结构(11)的上底面，所述第二圆台结构(111)的下底面的直径与所述第一圆台结构(11)的上底面的直径相等。

3.根据权利要求2所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第二圆台结构(111)的锥顶角范围为140°-150°。

4.根据权利要求2所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第二圆台结构(111)的上底面的直径为0.1-0.5mm。

5.根据权利要求1所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第一电极(5)上设有第一U型槽，所述第一U型槽与所述柄部(1)贴合设置。

6.根据权利要求5所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第一U型槽的长度与所述柄部(1)的长度之比为0.4-0.8。

7.根据权利要求5所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第一U型槽和所述柄部(1)的接触面积与所述柄部(1)的侧面面积之比为0.3-0.7。

8.根据权利要求1所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述柄部托架(3)上设有第一V型定位槽，所述柄部(1)放置于所述第一V型定位槽内。

9.根据权利要求8所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述第一V型定位槽的顶角角度为60°-100°。

10.根据权利要求1-9任一项所述的刀具的焊接方法，其特征在于，所述刀具的焊接方法还包括：

S5、放电结束后，冷却设定冷却时间。