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截齿的炉中钎焊

发布日期:2020-11-10 09:41 作者:bbin现金官网 点击:

  截齿的炉中钎焊_哲学/历史_人文社科_专业资料。1999 年第 5 期 中州煤炭 总第 101 期 截齿的炉中钎焊 潘玮 ( 煤科总院太原分院 030006) 摘要 分析了采煤机、掘进机 截齿传 统钎 焊工艺 方式 的不 足, 介绍了 截齿

  1999 年第 5 期 中州煤炭 总第 101 期 截齿的炉中钎焊 潘玮 ( 煤科总院太原分院 030006) 摘要 分析了采煤机、掘进机 截齿传 统钎 焊工艺 方式 的不 足, 介绍了 截齿 炉中钎 焊的 特 点, 并对其操作工艺及其它细节 问题进行了论述。 关键词 截齿 炉中钎焊 操作工艺 钎焊料 焊缝间隙 采煤机、掘进机是通过 截齿破碎岩 石的, 机器的 大部分功率也是通过截齿消耗 掉的。由于破 碎机理 所决定, 截齿在切割时, 煤岩的反作 用力使截 齿承受 着强大的冲 击负 荷。同时 在 切割 过程 中, 截齿 与煤 岩之间要发生剧烈 摩擦, 如 果煤 岩中 含有 高磨 砺性 材料, 摩擦将使 截齿 产生 极高 的温 度。截 齿是 在复 杂多变的工况下工作的, 是 采煤机、掘进机上 损耗最 大的元件, 对吨 煤和 每米 成巷 成本 影响 很大。 截齿 的失效形式主要有合金头脱落、崩刃、磨损和 刀杆弯 曲、折断等, 其 中合 金头 脱落 是最 常见 的损 坏形 式。 因此截齿的钎焊质量备受人们重视。 在我国截齿生产中, 钎焊 多采用高、中频 感应方 式或气体火焰加热方式。这两种工 艺方式均 要求操 作者具有较高的技 术水 平和 操作 熟练 性, 操作 者的 劳动强度大, 工作环境恶劣, 截齿的 钎焊质量 不易保 证, 生产效率低。另外, 这两种工艺操 作均在 空气中 进行, 不可避免地使截齿体 受到氧化和 脱碳的危 害。 为 此, 本文就 截齿 钎焊的 另一 种工艺 方式 ) ) ) 截 齿 的炉中钎焊进行论述与探讨 。 1 炉中钎焊的特点 炉中钎焊是一种用冶金 结合来连接 小型组合 件 中各零件的生产方法。它采 用有色金属 钎料作为 结 合材料, 炉子为热 源。只 有在 钎焊 前把 钎料 放在 接 头上, 并在钎焊过程中保持钎料 位置不变, 才能进 行 炉中钎焊。炉中钎焊的特点有以下几 个方面。 111 防止 截齿体氧化与脱碳 为了防 止钢 在 钎焊 和 冷 却过 程 中 的氧 化 和 脱 碳, 炉中钎焊可以 在炉子 的钎 焊室 和冷 却室 中采 用 合适的气氛。适当的钎焊气 氛还能使熔 化的铜钎 料 在不用钎剂的 情况 下对接 头表 面进 行适 当的 润湿。 钎焊使用的保护气氛, 主要是富 放热式气氛、吸热 式 气氛和一些氮基气氛。这些 气氛具有很 好的防氧 化 能力。根据需要, 可以把气氛的碳势控制在 011% ~ ( 4) S14砂岩特征: 本区发育普遍, 与二1 煤 间距也 较稳 定, 约 140 m , 在 DLW 曲线 上呈 似 M 形 高 阻异 常, 部分地方砂岩中部变成砂质泥岩, 分 2 个分层 。 4 测井曲线的综合对比与解释 掌握了矿区 主要 煤系 标 志层 物性 特征 后, 还要 对测井曲线进行综 合对 比和 解释, 才 能得 到可 靠的 地质资料。 对比曲线时, 在综观全局的基础上, 重点看 DLW 曲线的幅度和宽度, H GG 曲线 的沉积旋回, 主 要是煤 层层位, H G 曲线的平均基线和幅值。例如: 在 HG 曲 线上平均基线低时 是本 区煤 系地 层的 基线, 平 均基 线高时是铝土岩, 平均基线 由低 y 高转 变时, 是铝质 泥岩; 宽度是 2 个转变之间的宽度, 铝 质泥岩 上部见 S13砂岩, 下部 见 S12 砂岩。又 如: 在 H GG 曲 线 个 并列 很 近的 煤层 层位, 再 过一 个煤层层位, 则必是 S11砂岩( 图 2) 。 另外, 通过 标志层 对比, 可 判断 地层是 否缺 失, 综合解 释 构 造的 存 在与 否。若 岩 层 产生 断 裂破 坏 时, 其结构发生变 化, 岩石 密 度明 显降 低, 而且 变化 不均匀, 在 HGG 曲 线上 出现 缓波 状 高异 常, 这 是断 #2# 裂带的特殊物性( 图 3) 。 图 2 破碎带物性反映 图 3 断裂带特殊物性曲线 由 于测 井曲 线 受井 径大 小、地 层 倾角、地 层 厚 度、岩石密度、放射性涨落以 及测井速度 等多种因 素 的影响, 本文对鹤 壁矿区 标志 层测 井曲 线规 律性 的 探索并不全面, 有 待在以 后的 工作 中进 一步 验证 和 补充, 使之更加完善。 ? * 收稿日期: 1999-04- 01 1999 年第 5 期 潘 玮: 截齿的炉中钎 焊 总第 101 期 012% , 这个碳势范围完全 适应截齿体钢。 112 较好的经济性 一般来说, 截齿 的重量均小 于 116 kg , 是 非常适 合于进行炉中钎焊的。截齿的炉中 钎焊可以 使用间 歇式炉或连续式炉, 都 能以 较低 的单 件成 本进 行大 量钎焊。因此炉中钎焊在大量生产 时是最有 效和最 经济的。 它对 偶 尔 的小 批 量生 产 也 有很 好 的适 应 性, 特别是截齿 的炉中 钎焊 与截 齿的 热处 理相 结合 时, 能够达到最经济的效果。 113 钎焊质量稳定可靠 炉中钎焊采 用的 炉子 一 般为 箱式 炉、网带 传送 炉和辊底传 送炉 等。目前 这 些炉 子的 温度 控制、气 氛供给及操作, 大多采用计 算机数字化 监控, 其钎焊 质量和稳定性靠设备的先进性 得到充分的 保障。而 高频感应及气体火 焰加热等传统钎焊 方式的钎焊质 量则过多 依 赖操 作 人员 的 技 术水 平 和操 作 熟练 程 度。另外, 由于钎焊炉的自动 化程度较高, 使 操作人 员的劳动强度大幅降低, 工作环境得到较大改 善。 2 操作工序 211 清洗 截齿在机械加工时, 表面 沾有油污, 或机 械加工 完毕后因保管等原因表面会产 生锈蚀。为保 证焊接 牢固, 钎焊前必须进行表面 清理工作, 特别是 钎焊面 的清理。一般油污可 以用 航 空汽 油和 丙酮 清洗; 当 有锈蚀时, 只能 采用 机械 去锈 法或 酸洗 法去 锈。如 用酸洗清理后, 必须立 即用 清水 清洗 酸洗 表面 并进 行烘干 处 理。对 硬 质合 金 头和 钎 焊 料同 样 需要 清 洗, 焊料表面如有 氧化 现象, 也要 进行 酸洗 处理, 以 免影响焊料的熔点温度及焊料的流动性。 212 装配和夹紧 进行炉中钎 焊的 部件 , 一般 都尽 量设 计成 能用 压配合、扩口或 其它 不用 夹具 的方 法进 行装 配。但 由于截齿 体 与硬 质 合金 头 的 配合 必 须要 有 焊缝 间 隙, 因此必须设计专用夹具, 使截齿 能保持直 立稳固 的状态( 图 1) 。装配时, 将清洗好的钎焊料放 入截齿 体接头孔内, 然后将硬质合 金装入孔内, 装配 好的组 合件用夹具固定好装入炉中。 对于截齿炉中钎焊的夹具设 计应考虑: ? 结 实, 稳定, 不易因小的振动而倾 覆; ? 选 择多次加 热而不 易产生变形的材料制成; ? 尽量限制重 量, 降 低无效 装炉量; ?应考虑在硬质合金上施加一个 P 力, 使焊 料熔化时硬质合金能顺利到达预定位置。 213 钎焊 把装在 夹 具中 的 截 齿组 合 件送 进 炉 子 的钎 焊 室, 在适当的保护气氛中加 热, 当截 齿组合件 温度超 过钎料熔点时, 钎料润 湿并 漫流 于截 齿体 孔底 与硬 质合金 下, 在毛 细管作 用下 进入接 头 ) ) ) 截齿 体与 硬质合金之 间焊 缝间 隙中。 在形 成结 合中, 钎 料与 未熔化的钢及硬质合金表面形成固熔体。 214 冷却 截齿钎焊完毕后, 移入炉 子的冷却室, 在 保护气 氛( 通常与钎焊 室中 的气 氛相同) 中冷 却, 直到 截齿 冷却到足够 低的 温度( 即 使处于 空气 中也 不会 使截 齿表面产生氧化) 时, 才把截齿移 出冷却室。 如果截 齿体需要进行热处 理, 应尽 量考 虑钎 焊后 的冷 却与 截齿体热处理冷却的结合。 3 钎焊料及焊缝间隙 311 钎焊 料的选择 对于截齿炉中 钎焊 焊 料的 选择 应考 虑: ? 具 有 良好 的 润湿 性, 在 钎焊 温 度下, 易 于 填充 钎缝 的 间 隙, 即要求钎料能同时适于钢与 硬质合金两 种材料, 使其形成良好的钎焊接头; ? 满 足截齿的力 学性能, 即形成的 接头焊缝 的剪切强度 应 \180 MPa, 并 具有 一定的韧性和 满足承 受较 高工 作温 度的 要求; ? 满 足所用钎焊工艺及钎焊性, 有合 适的熔点, 要求钎 焊 温度低于 930 e , 以 避免 截齿 体在过 高的 温度 下, 使 其钢组织晶粒长大, 影响截齿体 的韧性, 另外过高 的 钎焊温度也易 造成硬 质合 金的 损害, 对 钎焊 炉的 寿 命也有影响; ?成本因素。钎焊料 的价格差 异很大, 铜钎料的成本较低, 而银钎料的 成本较高, 一般是 相 同体积铜钎料价格的 40~ 50 倍。从上述 4 个方面综 合考虑, 如无特殊要求, 截齿 炉中钎焊料 应尽可能 地 选择铜钎料。铜钎料的主要 优点为: 成本低、焊接 强 度较 高。 而 缺 点 为: 钎 焊 点 温 度 偏 高, 一 般 都 在 900e 以上 , 焊 缝应 力较 大。银 钎 料的 优点 为: 工 艺 性能好, 熔点不高, 具 有良 好的 润湿 性、填满 间隙 的 能力、较好的强 度和 塑性。 其缺 点为: 价 格高, 钎 焊 接头工作温度低等。较好的 截齿钎焊铜 基焊料牌 号 主要有: HL105( BCu58ZnMn) 、HL106 等。 312 焊缝 间隙 截齿钎焊焊缝间隙的大 小是影响钎 焊缝致密 性 和焊 缝 强度 的关 键 因素, 间隙 太小, 妨碍 钎焊 料 流 入, 间隙过大, 破 坏钎 焊缝 的毛 细管 作用, 使 钎焊 料 不能填满间隙。 截齿 的钎 焊, 是钢 与硬 质合 金的 异 种材料钎焊, 考虑硬质合金的线 膨胀系数比 钢要小, 因此钎 焊 缝 间 隙应 比 钢 对 钢 焊 接 时 稍 小, 在 使 用 H L105、HL106 铜 焊料 时, 截 齿钎 缝 间隙 一 般为 0105 ~ 0. 15 mm, 另外为了保证 硬质合金周围焊缝 间隙均 匀一致, 可把硬质合金下端设计 成锥台形, 以便利 用 截齿体与硬质合金两锥面产 生自定心效果( 图 2) 。 图 1 焊前截齿组合件 图 2 焊缝及硬质合金的定心 4 结语 综上所述, 截齿的炉中钎焊因 其生产效 率高, 钎 焊接头的质量稳定, 能在炉中加 热、钎焊 和冷却过 程 中受到气氛的 保护, 使 截齿 避免 氧化 与脱 碳。所 以 截齿的炉中钎焊工艺将越来 越普遍地被采用。 ? * 收稿日期: 1999-08- 06 # 3#

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