一种超硬材料合成模具焊接修复工艺的制作方法

本发明应用于超硬材料合成设备领域，尤其涉及一种超硬材料合成模具焊接修复工艺。

背景技术：

在超硬材料合成行业中，超硬材料合成压机的工作部分通常使用铰链式六面顶压机模具，铰链式六面顶压机模具由主机、增压系统、液压系统、电气控制系统和电加热装置等几部分组成，主机包括机座、铰链梁、柱销和工作缸等，铰链梁上设置有铰链梁耳片，六个铰链梁从六个方向通过柱销与铰链梁耳片配合连接，形成六面体刚性机架，下方的铰链梁安装在机座上；六个铰链梁上分别安装有工作缸，工作缸从六个面向主机中心加压，形成一个正方体的超高压腔。

每一批次超硬材料的合成都需要将铰链式六面顶压机模具的六个工作缸锤头压紧到位，然后加热加压进行合成。由于设备长期不停地运转，在反复交变压力的作用下，铰链式六面顶压机模具的耳片部位会产生疲劳裂纹。为了保证正常安全生产，需要用完好无裂纹的模具将产生裂纹的模具替换掉，这就需要不断地采购新的模具，极度加大了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超硬材料合成模具焊接修复工艺，用于解决由于六瓣模具耳片部位产生疲劳裂纹需要更换而导致的生产成本增加的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超硬材料合成模具焊接修复工艺，包括以下步骤：

步骤a：对铰链梁模具内孔弧底进行表面裂纹检测，判断铰链梁模具是否报废；

步骤b：若步骤a检测结果为“是”，则铰链梁模具报废；若检测结果为“否”，则将耳片部位的裂纹用石笔标记；

步骤c：对耳片部位石笔标记的裂纹处进行开坡口处理；

步骤d：将坡口表面的碳层、氧化皮打磨干净；

步骤e：利用加热炉窑将铰链梁模具进行焊接前预热；

步骤f：手工焊接坡口；

步骤g：对焊接后的铰链梁模具进行热处理。

所述步骤a中，判断铰链梁模具是否报废的方法为：采用dpt-5着色渗透探伤剂对铰链梁模具内孔弧底进行表面裂纹检测，若弧底有1处裂纹且裂纹长度小于等于50mm则判断结果为“否”；弧底有2处裂纹且裂纹长度均小于等于30mm则判断结果为“否”；弧底有3处裂纹，且裂纹长度均小于等于20mm则判断结果为“否”；其他情况判断结果为“是”。

所述步骤c中，对耳片部位石笔标记的裂纹处进行开坡口的工具采用b510-φ10x355mm型碳棒，b510-φ10x355mm型碳棒的供电电源采用zx7-630电源。

所述步骤c中，对耳片部位石笔标记的裂纹处进行开坡口处理的方法为：开坡口清除裂纹至裂纹消失后再向下多开10～20mm，坡口两侧开至由裂纹导致的疲劳层消除，坡口角度为55°～60°，坡口顶端宽度大于等于80mm；若坡口底端距离耳片外侧或者耳孔内侧的距离大于等于25mm，坡口采用“v”型坡口；若坡口底端距离耳片外侧或者耳孔内侧的距离小于等于25mm时，坡口采用“x”型坡口；若裂纹贯穿耳片，坡口采用“x”型坡口。

所述的“x”型坡口的开设方法为：从耳孔内侧向外侧第一次开坡口，开至耳片厚度的1/3～1/2处，然后对第一次所开坡口进行堆焊；第一次所开坡口堆焊完成后从耳孔外侧向内侧第二次开坡口，开至堆焊处，再向内多开15～20mm，清除堆焊时引弧产生的缺陷，然后对第二次所开坡口进行堆焊。

所述步骤f中，手工焊接坡口的步骤为：

步骤f1：将焊条放入烘箱烘干3h；

步骤f2：将模具平稳支撑；

步骤f3：采用多层多道焊接方式对坡口进行焊接，焊接电流控制为170～180a；

步骤f4：焊接盖面时采用短弧焊接，焊接盖面的余高为3～5mm；

步骤f5：焊接完成后，焊接人员用氧气、乙炔对焊道进行加热。

本发明的有益效果为：

与现有技术相比，本发明所述的一种超硬材料合成模具焊接修复工艺，对铰链梁模具进行焊接前判断，防止修复报废的铰链梁模具耳朵；本发明采用了新型的开坡口方法，根据铰链梁耳朵上裂纹的不同采取“v”型坡口或者“x”型坡口，保证裂纹的修复质量，防止修复后仍有裂纹产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明所述“v”型坡口的结构示意图；

图3为本发明所述“x”型坡口的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示：本发明所述的一种超硬材料合成模具焊接修复工艺，包括以下步骤：

步骤a：对铰链梁模具内孔弧底进行表面裂纹检测，判断铰链梁模具是否报废，若铰链梁模具由于产生裂纹而报废，则铰链梁耳片的裂纹没有必要修复，直接更换铰链梁模具即可，若铰链梁模具没有被报废，修复铰链梁耳朵后铰链梁模具可继续使用；

判断铰链梁模具是否报废的方法为：采用dpt-5着色渗透探伤剂对铰链梁模具内孔弧底进行表面裂纹检测，若弧底有1处裂纹且裂纹长度小于等于50mm则判断结果为“否”，即铰链梁模具没有报废；若弧底有2处裂纹且裂纹长度均小于等于30mm则判断结果为“否”，即铰链梁模具没有报废；若弧底有3处裂纹，且裂纹长度均小于等于20mm则判断结果为“否”，即铰链梁模具没有报废；若裂纹长度或者数目为其他情况则判断结果为“是”，即铰链梁模具报废，需要更换新的铰链梁模具；

步骤b：若步骤a检测结果为“否”，则将耳片部位的裂纹用石笔标记，进入下一步；

步骤c：对耳片部位石笔标记的裂纹处进行开坡口处理，具体的开坡口方法为：

开坡口的工具采用b510-φ10x355mm型碳棒，b510-φ10x355mm型碳棒的供电电源采用zx7-630电源；

如图2和图3所示：开坡口的过称为：开坡口清除裂纹至裂纹消失后再向下多开10～20mm，坡口两侧开至由裂纹导致的疲劳层消除，坡口角度为55°～60°，坡口顶端宽度大于等于80mm；若坡口底端距离耳片外侧或者耳孔内侧的距离大于等于25mm，坡口采用“v”型坡口；若坡口底端距离耳片外侧或者耳孔内侧的距离小于等于25mm时，坡口采用“x”型坡口；若裂纹贯穿耳片，坡口采用“x”型坡口。“x”型坡口的开设方法为：从耳孔内侧向外侧第一次开坡口，开至耳片厚度的1/3～1/2处，将第一次所开坡口表面的碳层、氧化皮打磨干净，然后对第一次所开坡口进行堆焊；第一次所开坡口堆焊完成后从耳孔外侧向内侧第二次开坡口，开至堆焊处，再向内多开15～20mm；第一次所开坡口和第二次所开坡口形成“x”型坡口，然后对第二次所开坡口进行堆焊；

步骤d：将坡口表面的碳层、氧化皮打磨干净，直至坡口表面漏出金属光泽，保证焊接的稳定，然后进入下一步；

步骤e：利用加热炉窑将铰链梁模具进行焊接前预热，进入下一步；

步骤f：手工焊接坡口，具体焊接方法为：

步骤f1：将焊条放入烘箱烘干3h；

步骤f2：焊接前利用支撑工具将模具水平、平稳支撑，保证焊道水平；

步骤f3：采用多层多道焊接，焊接电流控制为170～180a，焊接人员应快速均匀施焊，控制层间温度，采取小线能量操作，保证焊接质量，同时，焊接人员应根据行业规定的标准值控制母材熔入焊缝金属中的比例，降低焊缝中的含碳量，防止热裂纹、冷裂纹的产生；

步骤f4：焊接盖面时采用短弧焊接，焊接盖面的余高为3～5mm；

步骤f5：焊接完成后，焊接人员用氧气、乙炔对焊道进行加热，减缓焊道的冷却速度；

步骤g：对焊接后的铰链梁模具进行热处理，具体的热处理方法为：

焊接人员对焊后模具进行回火处理，回火温度为300℃，持续保温3h，之后将模具自然冷却，冷却后以相同工艺进行二次回火；待模具完全冷却后，将耳片坡口两侧打磨光滑平整。

与现有技术相比，本发明所述的一种超硬材料合成模具焊接修复工艺，对铰链梁模具进行焊接前判断，防止修复报废的铰链梁模具耳朵；本发明采用了新型的开坡口方法，根据铰链梁耳朵上裂纹的不同采取“v”型坡口或者“x”型坡口，保证裂纹的修复质量，防止修复后仍有裂纹产生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。