专利名称：利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频钎焊工艺，更具体地说，本发明涉及一种利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺。
背景技术：
金刚石磨盘已经广泛用于磨削领域的各个方面。金刚石磨盘是磨削石材、硬质合金、玻璃、陶瓷等高脆材料的有效工具。金刚石磨盘由金刚石刀头与基体组成，制作过程中将金刚石刀头与基体分别制备，然后再采用焊接的工艺方法将金刚石刀头固接在基体上。 在现有技术中，普遍采用的方法是金刚石刀头在真空热压设备中烧结；刀头与基体的联结技术采用高频感应钎焊。钎焊是现代焊接技术的三大主要组成部分之一。常规钎焊是采用比母体熔化温度低的钎料，操作温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种焊接技术。钎焊时钎料融化为液态而母材保持为固态，液态钎料在母材的间隙或表面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用(溶解、扩散或产生金属间化合物)、冷却凝固形成牢固的接头，从而将母材连接在一起。为了更加充分发挥金刚石工具的优势，同时克服电镀金刚石工具的把持力磨粒易脱落等缺陷，国外首先于上个世纪八十年代末开始将钎焊应用于金刚石工具的制造行业。高温钎焊可以实现金刚石、钎焊合金材料和金属基体界面上化学冶金结合，具有较高的结合强度，金刚石的有效利用率高，寿命长，同时牢固的化学冶金结合，使得钎焊金刚石工具可以在高速条件下稳定的工作。影响钎焊金刚石工具质量的因素主要有加热方式、钎料和钎焊温度。对于加热方式目前应用的主要有盐浴钎焊、激光钎焊和高频感应钎焊。高频感应钎焊加热温度高，而且是非接触式加热，加热效率高速度快，并且温度容易控制；可以局部加热，容易实现自动控制；作业环境好，几乎无污染。高频感应加热所需的时间介于激光加热和电阻加热之间，一般在30秒作用，这个时间比较好地减少了金刚石的热损伤程度，同时也为界面生成连续的过渡层提供了足够的反应时间，钎焊效果较为理想。目前此种加热方式应用最为普遍。目前在金刚石磨盘的制造行业中，生产节块式高频焊接磨盘的时候，大都采用单个齿块的焊接方法，这种方法生产效率底下，而且钎焊质量难以保证。为了提高生产效率， 我们开发了整体焊接工艺，工作效率相对于传统的钎焊工艺能够提高工作效率50%。但是采用整体钎焊工艺时，对钎焊夹具的要求较高。采用传统的焊接夹具，在整体钎焊过程中， 由于受到高温的影响，固定螺丝容易松脱；导致在整体焊接时，每个节块的夹紧力很难保持一致，从而容易导致节块(齿块)不能紧贴而产生虚焊。
发明内容
为了解决采用单个齿块钎焊焊接效率低下，焊接质量不稳定，夹紧力不一致的缺陷。本发明的发明人对现有技术中的焊接夹具进行了创造性的革新，提供了一种结构简单、方便节块安装并且能够保证焊接质量稳定的焊接夹具，并在此基础上开发了一种利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，该工艺具有生产效率高和焊接质量稳定可靠的特点。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案一种利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，取已经搅拌均勻的银基钎料和焊接助剂均勻涂抹在金刚石齿块的待钎焊的表面上，利用焊接夹具对磨盘基体和金刚石齿块进行定位和固定，然后将其放入真空钎焊炉中进行钎焊，其特征在于所述焊接夹具包括上压板和下压板，上压板和下压板具有同轴设置的中心定位孔，下压板设置有齿块定位孔，下压板的下表面设置有齿块安装槽，上压板和下压板之间安装有齿块定位螺杆和齿块压紧弹簧，所述的齿块定位螺杆的个数与磨盘基体所需安装的金刚石齿块的个数相等。优选地，所述下压板还设置有辅助定位孔，所述的辅助定位孔沿着同心圆环均勻设置，所述的辅助定位孔的个数为3个。优选地，所述的上压板和下压板均为圆盘形，并且上压板和下压板的直径相等。优选地，所述的齿块安装槽沿着同心圆环均勻设置，下压板的下表面设置有两排齿块安装槽。优选地，所述的齿块安装槽的轮廓与齿块的横截面形状相同。优选地，所述的银基钎料是基于反复实验和实践得出的，特别适用于本发明的整体钎焊工艺。本发明的钎料塑性好、耐冲击；抗高温蠕变能力强，焊接性能稳定可靠，能够保证整体钎焊时各齿块焊接粘结性能保持基本一致。本发明的银基钎料的配比为Ag 35wt%, Cu :25wt%, Zn :18wt%, Ni :12wt%, Cd :2wt%, Mn :8wt% ；焊接助剂的配比为 ZnCl2 :35wt%,NH4Cl :35wt%,BaCl2 1 OwtCaF2 :IOwt%、硼砂:10wt%o 银基钎料与焊接助剂的添加比为3 1-5 1。本发明中使用焊接助剂的目的是用于除去基体、刀头和钎料表面的氧化物，为液态钎料在基体、刀头上的铺展和钎料向刀头渗透创造必要条件；并且可以改善钎料对钎焊面的润湿，促进钎料流动、填充间隙，形成光滑致密的钎缝。优选地，所述的银基钎料采用雾化粉末方法制备得到，银基钎料粉末的平均粒径为 10-200um。优选地，所述的钎焊的工艺参数为钎焊温度为690_715°C，钎焊时间为13_16s， 真空度为O.OlPa。本发明的焊接夹具的工作原理如下本发明的焊接夹具主要由上压板、下压板、齿块定位螺杆和齿块压紧弹簧等元件构成。焊接的时候，将工件(即金刚石圆盘基体)放置在旋转的工作台上，在工件待钎焊的基体表面上放置银钎料和助焊剂，再在其上设置齿块，然后将焊接夹具的下压板放置在齿块上，并使得齿块与齿块定位槽重合，上压板与下压板同轴的中心定位孔与金刚石圆盘基体的中心对齐，利用中心定位螺杆使得金刚石圆盘固定在旋转的工作台上；然后将夹具上的齿块定位螺杆设置在各个齿块上，并扭转压紧弹簧上的弹簧栓使得金刚石圆盘基体与齿块紧固连接，然后放入带有转盘的高频焊架上进行焊接。本发明的焊接夹具结构简单、使用方便，在高温焊接的时候，弹簧受热膨胀，能够使得齿块与基体的焊接面之间始终保持紧固连接，不会产生松动、不会出现虚焊的现象。采用本发明所述的焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，克服了现有技术中金刚石磨盘制作工艺复杂、生产效率低、质量不稳定以及生产成本高的技术问题，在保证焊接质量稳定的前提下，还大幅度的提高了钎焊的工作效率，有效的降低了生产成本。采用本发明的工艺制作的金刚石磨盘焊接强度高、性能稳定、使用寿命长。
图1 本发明一个实施例的焊接夹具的部件示意图。图2 本发明一个实施例的焊接夹具的部件装配示意图。
具体实施例方式下面本发明将结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明。申请人在此需要申明的是，实施例和附图仅是为了进一步说明本发明的技术方案，绝不能将其解释为对发明保护范围的限制。实施例1参见图1-2为本发明一个实施例的焊接夹具的部件示意图和部件装配示意图。由图1-2可以看出，本实施例的焊接夹具，包括圆盘形上压板(1)和圆盘形下压板0)，上压板 (1)和下压板( 均具有同轴设置的中心定位孔(3)，下压板( 设置有齿块定位孔(21)， 下压板O)的下表面设置齿块安装槽(22)，其特征在于上压板(1)和下压板( 之间安装齿块定位螺杆( 和齿块压紧弹簧(6)；所述下压板还沿着同心圆环均勻设置有3个辅助定位孔；其中上压板(1)和下压板O)的直径相等；所述的齿块安装槽0 沿着同心圆环均勻设置，下压板O)的下表面设置有两排齿块安装槽0 ；所述的定位螺杆(5)的个数与金刚石磨盘的齿块个数相等；并且所述的齿块安装槽0 的轮廓与齿块的横截面形状相同。实施例2本实施例的工艺，取已经搅拌均勻的银基钎料和焊接助剂均勻涂抹在金刚石齿块的待钎焊的表面上，然后利用实施例1公开的焊接夹具对磨盘基体和金刚石齿块进行定位和固定，然后将其放入真空钎焊炉中进行钎焊；其中银基钎料的配比为Ag :35wt%, Cu 25wt%,Zn :18wt%,Ni :12wt%,Cd :2wt%,Mn :8wt% ；焊接助剂的配比为:ZnCl2 :35wt%, NH4Cl :35wt%, BaCl2 :10wt%, CaF2 :10wt%、硼砂:10wt% ；银基钎料与焊接助剂的添加比为3 1-5 1 ；银基钎料粉末的平均粒径为10-200um;钎焊的工艺参数为钎焊温度为 690-715°C，钎焊时间为13-16s，真空度为0. OlPa0以上所述，仅为本发明的优选的实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明要求保护的范围内。
权利要求
1.一种利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，取已经搅拌均勻的银基钎料和焊接助剂均勻涂抹在金刚石齿块的待钎焊的表面上，利用焊接夹具对磨盘基体和金刚石齿块进行定位和固定，然后将其放入真空钎焊炉中进行钎焊，其特征在于所述焊接夹具包括上压板和下压板，上压板和下压板具有同轴设置的中心定位孔，下压板设置有齿块定位孔，下压板的下表面设置有齿块安装槽，上压板和下压板之间安装有齿块定位螺杆和齿块压紧弹簧， 所述的齿块定位螺杆的个数与磨盘基体所需安装的金刚石齿块的个数相等。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述圆盘形下压板还设置有辅助定位孔， 所述的辅助定位孔沿着同心圆环均勻设置。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述的辅助定位孔的个数为3个。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的齿块安装槽沿同心圆均勻设置。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于所述的下压板的下表面设置有两排齿块安装槽。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的齿块安装槽的轮廓与齿块的横截面形状相同。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的上压板和下压板均为圆盘形，并且上压板和下压板的直径相等。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的银基钎料配比为Ag:35wt%, Cu 25wt%,Zn :18wt%,Ni :12wt%, Cd :2wt%,Mn :8wt% ；焊接助剂的配比为:ZnCl2 :35wt%, NH4Cl :35wt%, BaCl2 :10wt%, CaF2 :10wt%、硼砂:10wt% ；银基钎料与焊接助剂的添加比为 3 1-5 1。
9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于所述的银基钎料采用雾化粉末方法制备得到，银基钎料粉末的平均粒径为10-200um。
10.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于钎焊的工艺参数为钎焊温度为 690-715°C，钎焊时间为13-16s，真空度为0. OlPa0
全文摘要
本发明涉及一种利用焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，包括基体的制备、金刚石齿块的制备，取已经搅拌均匀的银基钎料和焊接助剂均匀涂抹在金刚石齿块的待钎焊的表面上，然后利用焊接夹具对磨盘基体和金刚石齿块进行定位和固定，然后将其放入真空钎焊炉中进行钎焊。本发明所述的焊接夹具进行整体高频钎焊的工艺，克服了现有技术中金刚石磨盘制作工艺复杂、生产效率低、质量不稳定以及生产成本高的技术问题，在保证焊接质量稳定的前提下，还大幅度的提高了钎焊的工作效率，有效的降低了生产成本。
文档编号B23K35/30GK102294528SQ20111023074
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者华川海 申请人:江苏华昌工具制造有限公司