CN102672343A - 一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速工具钢盘条的焊接方法以及焊接设备，其特征在于该焊接方法的工艺步骤如下：步骤一：上料；步骤二：摩擦；步骤三：顶锻；步骤四：退火。本发明采用高速工具钢连接段高速转动，使得它与两个待焊接的高速工具钢盘条端头进行摩擦焊，使得该一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备可以将两小盘高速工具钢盘条焊接形成良好焊接接头。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备，主要用于高速工具钢盘条的焊接。
背景技术
双金属锯带是和锯带床配套使用的工业消耗品，由于其特别擅长于切割不锈钢、工具钢、模具钢、合金钢材等，被广泛应用于钢铁、机械、冶金、化工、电子、国防、航空、航天制造以及建筑建材等行业金属锯削领域。双金属锯带的材料包括背材和齿材，齿材需要将小盘高速工具钢盘条对焊成大盘工具钢盘条。传统的高速工具钢盘条之间焊接一般通过闪光焊，可是一般的闪光焊经过熔融状态，其接头部分是铸态，各种冶炼缺陷都会呈现出来，难以形成良好焊接接头，影响产品质量。
摩擦焊是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对摩擦运动所产生的热量，使接触面的金属间相互扩散、塑性流动和动态再结晶而完成的固态摩擦焊接头。两焊接合面之间在压力下高速相对摩擦产生两个重要效果：一是破坏了结合面上的氧化膜或其他污染层，使纯金属暴露出来；另一个是发热，使接合面很快形成热塑性曾。在随后的摩擦扭矩和轴向压力作用下，这些破碎的氧化物和部分塑性层被挤出接合面在外面形成飞边，剩余的塑性变形金属构成焊接金属，最后的顶锻使焊接金属获得进一步锻造，形成良好的焊接接头。而传统的摩擦焊一般用于两小段焊件的连接，不适用于高速工具钢盘条。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高速工具钢盘条适用摩擦焊原理，可以形成良好焊接接头的高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备。
本发明的目的是这样实现的：
一种高速工具钢盘条的焊接方法，它的工艺步骤如下：
步骤一：上料
在焊接设备上上料，将高速工具钢连接段嵌置于一中心轴内，将两待焊接的高速工具钢盘条端头分别固定在两移动钳上；
步骤二：摩擦
控制中心轴旋转，然后驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头接触摩擦，两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为105-350Mpa；
步骤三：顶锻
停止中心轴的旋转，驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为400-500Mpa，使得两高速工具钢盘条通过高速工具钢连接段连接成一体；
步骤四：退火
下料，然后在两高速工具钢盘条的焊接处包扎保温材料，移至退火处进行退火，退火温度为800~850℃，退火时间为4~6h。
所述焊接设备包括机架，所述机架上设置有一横向布置的中心轴，所述中心轴通过一主电机带动，所述中心轴的横截面呈“C”型，所述中心轴上设置有锁紧件，所述中心轴的上下方分别设有第一摩擦轮和第二摩擦轮，所述第一摩擦轮和第二摩擦轮均连接于一竖向动作的摩擦轮油缸，所述第一摩擦轮和第二摩擦轮分别通过同步带与一同步带轮连接，所述同步带轮通过主电机带动，所述中心轴的外侧设有一制动器，所述制动器连接于一制动器油缸，所述中心轴的左右方均设有一横向运动的移动钳，所述移动钳上设有竖向动作的夹紧油缸，所述移动钳通过横向动作的顶锻油缸带动。
所述主电机、制动器油缸、顶锻油缸和摩擦轮油缸均连接于一程序控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用高速工具钢连接段高速转动，使得它与两个待焊接的高速工具钢盘条端头进行摩擦焊，使得该一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备可以将两小盘高速工具钢盘条焊接形成良好焊接接头。
附图说明
图1为本发明一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备的正视图。
图2为本发明一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备的侧视图。
图3为本发明一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备的立体图一。
图4为本发明一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备的立体图二。
其中：
机架1
中心轴2
高速工具钢连接段3
高速工具钢盘条端头4
第一摩擦轮5
第二摩擦轮6
同步带轮7
主电机8
制动器9
制动器油缸10
移动钳11
夹紧油缸12
顶锻油缸13
摩擦轮油缸14。
具体实施方式
参见图1~图4，本发明涉及的一种高速工具钢盘条的焊接方法，其工艺步骤如下：
步骤一：上料
在焊接设备上上料，将高速工具钢连接段嵌置于一中心轴内，将两待焊接的高速工具钢盘条端头分别固定在两移动钳上；
步骤二：摩擦
控制中心轴旋转，然后驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头接触摩擦，两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为105-350Mpa；
步骤三：顶锻
停止中心轴的旋转，驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为400-500Mpa，使得两高速工具钢盘条通过高速工具钢连接段连接成一体；
步骤四：退火
下料，然后在两高速工具钢盘条的焊接处包扎保温材料，移至退火处进行退火，退火温度为800~850℃，退火时间为4~6h。
上述焊接方法所用到的焊接设备包括机架1，所述机架1上设置有横向布置的一中心轴2，所述中心轴2通过一主电机8带动，所述中心轴2的横截面呈“C”型，所述中心轴2用于嵌置高速工具钢连接段3，所述中心轴2上设置有锁紧件4，所述锁紧件4用于中心轴2与高速工具钢连接段3的固定，所述中心轴2的上下方分别设有第一摩擦轮5和第二摩擦轮6，所述第一摩擦轮5和第二摩擦轮6均连接于一竖向动作的摩擦轮油缸14，所述第一摩擦轮5和第二摩擦轮6分别通过同步带与一同步带轮7连接，所述同步带轮7通过主电机8带动，所述中心轴2的外侧设有一制动器9，所述制动器9连接于一制动器油缸10，所述中心轴2的左右方均设有一横向运动的移动钳11，所述移动钳11上设有竖向动作的夹紧油缸12，所述夹紧油缸12用于将高速工具钢盘条端头4固定在移动钳11上，所述移动钳11通过横向动作的顶锻油缸13带动。
所述主电机8、制动器油缸10、顶锻油缸13和摩擦轮油缸14均连接于一程序控制器。
工作原理：
在中心轴2内嵌置高速工具钢连接段3，在两个移动钳11内放置待焊接的高速工具钢盘条端头4，并通过夹紧油缸12固定，主电机8通过同步带轮7和同步带带动第一摩擦轮5和第二摩擦轮6旋转，第一摩擦轮5和第二摩擦轮6通过摩擦轮油缸14调整位置并驱动压紧中心轴2，使中心轴2高速旋转，控制顶锻油缸13横向移动，使得高速工具钢盘条端头4与高速工具钢连接段3靠拢，进入高速摩擦阶段，此阶段高速工具钢连接段3与高速工具钢盘条端头4的接触处由于高速摩擦产生热量，使得高速工具钢连接段3的两端达到缎接融化状态，然后摩擦轮油缸14控制第一摩擦轮5和第二摩擦轮6与中心轴2分离，启动制动器油缸10，制动器9控制中心轴2停止转动，加大顶锻油缸13的压力，使得高速工具钢盘条端头4与高速工具钢连接段3焊接成整体。
实施例1、
高速工具钢盘条的直径为8mm,摩擦阶段第一摩擦轮和第二摩擦轮的转速为2700r/min,摩擦阶段的压力为130Mpa,摩擦时间为15s,顶锻阶段的压力为400MPa,顶锻时间为8s，退火阶段的温度为840℃，退火时间为5h。
实施例2、
高速工具钢盘条的直径为6mm, 摩擦阶段第一摩擦轮和第二摩擦轮的转速为3500r/min,摩擦阶段的压力为105Mpa,摩擦时间为8s,顶锻阶段的压力为400MPa,顶锻时间为5s，退火阶段的温度为840℃，退火时间为5h。
实施例3、
高速工具钢盘条的直径为10mm, 摩擦阶段第一摩擦轮和第二摩擦轮的转速为2700r/min,摩擦阶段的压力为200Mpa,摩擦时间为15s,顶锻阶段的压力为450MPa,顶锻时间为8s，退火阶段的温度为840℃，退火时间为5h。
实施例4、
高速工具钢盘条的直径为12mm, 摩擦阶段第一摩擦轮和第二摩擦轮的转速为2700r/min,摩擦阶段的压力为300Mpa,摩擦时间为15s,顶锻阶段的压力为450MPa,顶锻时间为10s，退火阶段的温度为840℃，退火时间为5h。
实施例5、
高速工具钢盘条的直径为16mm, 摩擦阶段第一摩擦轮和第二摩擦轮的转速为2200r/min,摩擦阶段的压力为350Mpa,摩擦时间为15s,顶锻阶段的压力为500MPa,顶锻时间为10s，退火阶段的温度为840℃，退火时间为5h。
Claims (3)
1.一种高速工具钢盘条的焊接方法，其特征在于它的工艺步骤如下：
步骤一：上料
在焊接设备上上料，将高速工具钢连接段嵌置于一中心轴内，将两待焊接的高速工具钢盘条端头分别固定在两移动钳上；
步骤二：摩擦
控制中心轴旋转，然后驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头接触摩擦，两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为105-350Mpa；
步骤三：顶锻
停止中心轴的旋转，驱动两移动钳，使得两高速工具钢盘条端头与高速工具钢连接段两端头之间的压力为400-500Mpa，使得两高速工具钢盘条通过高速工具钢连接段连接成一体；
步骤四：退火
下料，然后在两高速工具钢盘条的焊接处包扎保温材料，移至退火处进行退火，退火温度为800~850℃，退火时间为4~6h。
2.根据权利要求1所述的一种高速工具钢盘条的焊接方法，其特征在于所述焊接设备包括机架（1），所述机架（1）上设置有一横向布置的中心轴（2），所述中心轴（2）的横截面呈“C”型，所述中心轴（2）上设置有锁紧件（4），所述中心轴（2）的上下方分别设有第一摩擦轮（5）和第二摩擦轮（6），所述第一摩擦轮（5）和第二摩擦轮（6）均连接于一竖向动作的摩擦轮油缸（14），所述第一摩擦轮（5）和第二摩擦轮（6）分别通过同步带与一同步带轮（7）连接，所述同步带轮（7）通过主电机（8）带动，所述中心轴（2）的外侧设有一制动器（9），所述制动器（9）连接于一制动器油缸（10），所述中心轴（2）的左右方均设有一横向运动的移动钳（11），所述移动钳（11）上设有竖向动作的夹紧油缸（12），所述移动钳（11）通过横向动作的顶锻油缸（13）带动。
3.根据权利要求2所述的一种高速工具钢盘条的焊接方法及其焊接设备，其特征在于所述主电机（8）、制动器油缸（10）、顶锻油缸（13）和摩擦轮油缸（14）均连接于一程序控制器。
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