硬质合金刀具的火焰钎焊

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钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到结合的方法。钎焊是一种特殊焊接方法。

焊接时被焊金属处于固体状态，工件只适当地进行加热，没有受到压力的作用，仅依靠液态金属与固态金属之间的原子扩散形成牢固的焊接接头。钎焊是一种古老的金属永久联接的工艺，但由于钎焊的金属结合机理与熔化焊和压力焊是不同的，并且具有一些特殊的性能，所以在现代焊接技术中仍占有一定的地位，常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等多种方法。

火焰钎焊是使用可燃气体与氧气 (或压缩空气) 混合燃烧的火焰作为热源的一种钎焊法 (图2-14)。火焰钎焊通常用氧乙炔或空气—汽油等气体的混合物燃烧时形成的火焰加热金属。也可用喷灯 (用汽油、煤油或酒精作燃料) 来加热。

[size=0.9em]图2-14 火焰钎焊管接头示意图

[size=0.85em]1． 导管 2． 套嘴 3． 支承块

火焰钎焊的设备简单轻便，燃气来源广，不依赖电力供应，并能保证必要的质量，且用性好，因此，应用很广。

一、设备

氧—乙炔火焰钎焊时所用设备和工具与气焊用设备相同。也可采用专门的钎焊焊炬代气焊焊炬。

二、工作台

小型焊件火焰钎焊用工作台如图2-15所示，它由金属制成，在下方装有一脚踏转动式盘和转动轴，轴叉与T作台上的小圆盘连接，圆盘上放置耐火砖，钎焊时即将焊件放在耐火砖上。

[size=0.9em]图2-15 火焰钎焊用工作台

三、钎料与钎剂

1. 钎料

钎焊时用作形成钎缝的填充金属材料称为钎料。钎料应具有合适的熔点和铺展性及润湿性，与基体金属间的相互作用要弱，并能形成优质的钎焊接头。

火焰钎焊常用的钎料见表2-1。

[size=0.9em]表2-1 常用钎料的熔化温度与用途

2. 钎剂

钎剂其作用是清除钎料和母材表面的氧化物，并保护焊件和液态钎料在钎焊过中免于氧化，改善液态钎料对焊件的润湿性。

常用钎剂的成分和用途见表2-2。

[size=0.9em]表2-2 常用钎剂成分特点及用途

四、接头形式与钎焊间隙

1. 接头形式

由于一般钎焊接头强度较低，用搭接接头。通过增加搭接长度达到增强接头抗剪切的能力。常用的钎焊接头形式如图2-16所示。

[size=0.9em]图2-16 钎焊接头形式示意图

2. 钎焊间隙

钎焊间隙是指在钎焊前，焊件钎焊面的装配间隙。由于钎焊接头的形成主要依靠毛细管作用，而影响毛细管作用的主要因素则是钎焊间隙。间隙太小，妨碍钎料流入; 间隙太大，破坏了毛细管作用。两者都使钎料不能填满间隙。因此，钎焊接头预留间隙的大小和均匀程度直接地决定着接头的致密性和强度。

各种不同材料钎焊时所取的适合间隙值见表2-3。

[size=0.9em]表2-3 各种不同材料钎焊时所取的适合间隙值

一、操作准备

1． 实习焊件: 车刀刀体与硬质合金刀片。

2． 钎料和钎剂: 车刀刀体与硬质合金刀片钎料用料104，薄片状，厚度0．5mm或丝状钎料，直径2～3mm。钎剂为硼砂100%或者用脱水硼砂60%与硼酸40%。

二、实训步骤及操作要领

硬质合金刀片与车刀 (或刨刀) 刀体的火焰钎焊: 硬质合金刀具火焰钎焊的主要问题是刀片的膨胀系数比刀杆的低一半左右。因此在钎焊过程中会产生很大的内应力，从而可能使刀片产生裂纹，严重的会造成刀片破碎。因此，合理地选择刀槽形式、钎料及钎焊工艺，是保证硬质合金刀具钎焊质量的必要前提。

(1) 刀槽形式。为了减少和防止裂纹，对于车刀和刨刀常采用的刀槽形式如图2-17所示，这些刀槽形式为开口式。如果刀槽形状设计成封闭式或半封闭式，都容易引起刀片裂纹。刀槽的表面粗糙度，应限制在10μm范围内。刀槽的内棱角处应带小圆弧，以防止刀杆裂纹。

[size=0.9em]图2-17 刀槽的形式

(2) 刀片、刀杆的清理。刀片采用吹砂处理，以去除其表面的氧化层、油漆等。无吹砂设备的，可在碳化硅砂轮上轻磨。但切忌用钳子等工具夹住刀片在砂轮上磨削。

(3) 操作方法。进行硬质合金刀具钎焊时，根据其钎料加入方式不同，分为两种操作方法。

①预埋钎料法。将0．5mm左右厚的薄片状钎料 (BCu62Zn) 裁成与刀片相同的形状。然后将钎料片和钎剂一同置于刀槽中，如图2-18所示。钎焊时，刀杆放在工作台的耐火砖上固定，刀头伸出一定的长度，便于火焰加热刀体的杆部、两侧及刀槽的底部(图2-19a); 选用中性焰或轻度碳化焰加热; 当刀槽加热至暗红色时 (约650℃)，再用火焰的外焰加热刀片和刀槽 (图2-19b)，钎剂全部熔化后，再继续加热至钎料全部熔化，井沿钎缝渗出。注意观察钎料的熔化状态，当产生微小的蓝色火焰并冒白烟时，立即用加压杆拨动刀片，并在刀槽内往复移动几次 (图2-19c); 然后使刀片停在正常的位置，并用加压杆在刀杆上部中间施加压力 (图2-19d)，以便钎料在刀片和刀槽之间更好地进行扩散，最后获得优质的接头。

钎焊结束后，随即将刀具放入石棉灰中或送入350～380℃的炉中进行低温缓冷回火，以便减少内应力，防止裂纹，提高刀具的使用寿命和使用性能。

[size=0.9em]图2-18 钎料与钎剂的放置示意图

[size=0.85em]1． 刀槽 2． 钎料 3． 钎剂 4． 刀头

[size=0.9em]图2-19预置钎料法钎焊过程示意图

[size=0.85em](a) 加热刀体 (b) 加热刀片及刀槽 (c) 拨动刀片 (d) 加压1． 熔化的钎料及钎剂 2． 加压方向 3． 加压杆 4． 火焰 5． 刀片 6． 刀体

②熔入法。是将丝状钎料边加热熔化边渗入钎缝的方法。操作过程如下: 先用火焰均匀加热刀槽四周，待刀槽四周呈现暗红色时，再用火焰加热刀片，并不断地用预热过的钎料端头蘸着钎剂送入钎缝，从而钎剂熔化并布满钎缝。然后将蘸有钎剂的钎料立即送入火焰下的钎缝接头处，使其快速熔化渗入并填满接头间缝，从而完成钎焊过程。

三、注意事项

1． 火焰钎焊与气焊都是右手持焊炬，左手添加焊丝或钎料。由于气焊时基体金属和焊丝都熔化，因此，加热温度要求高。而火焰钎焊则是基体金属不熔化，只有钎料熔化，因此焊件的加热温度较低。这样，火焰钎焊与气焊操作时的根本区别，在于气焊加热时以火焰焰心对准熔池，要求加热集中，使金属迅速熔化，充分熔透。而火焰钎焊则应以火焰的外焰加热焊件，并将整个接头均匀加热到要求的钎焊温度即可。这是火焰钎焊操作过程中始终应注意的问题。

2． 质量评定时，采用目视外观检查法来鉴定硬质合金刀具的钎缝钎焊质量。检查时，可用5～10倍放大镜辅助进行。硬质合金刀具，要求刀片在刀槽中的位置准确，不产生裂纹，刀片与刀槽连接处的四周有均匀的钎料渗出。

3． 安全操作注意事项。火焰钎焊除严格遵守气焊的有关安全操作规程以外，还应注意以下问题:

(1) 钎焊过程中因接触的化学溶液较多，应严格遵守使用和保管有关化学溶液的规定。

(2) 钎焊过程中要防止锌、镉等蒸气及氟化氢的毒害。凡使用含锌、镉等钎科及氟化物钎剂进行钎焊时，应在通风流畅的条件下进行，操作时要戴防毒口罩。凡钎焊工作区域天花板的高度低于5m时，或在妨碍对流通风的场合进行钎焊时，必须安装通风装置，以防有毒物质的积聚。