决了传统熔化焊对于此类凹槽结构不能一次性实现环壁与底面同时焊接的弊端，提高了焊接效率，采用电子束焊接的方法有效的减小了热影响区范围，减少了元素烧损以及硬质相的损失，降低了焊缝中脆性相的生成和裂纹的产生。
[0023]本实施方式利用电子束焊接时的热量使底面钎料熔化形成钎焊接头，很好的减少了整体钎焊容易产生裂纹的问题，同时保证了底面的有效连接。
[0024]本实施方式中焊前散焦预热首先保证了底面钎料的熔化、铺展，同时配合焊后散焦后热降低了两种焊接接头中的焊接应力，有效的防止了硬质合金处的裂纹产生。
[0025]本实施方式向凹槽侧壁根部嵌入箔片能够很好的缓释接头根部应力，同时利于熔焊接头根部的焊合，同时利于熔焊接头根部的焊合。
[0026]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的齿头的材质为WC-Co。其他与【具体实施方式】一相同。
[0027]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一中所述基座的材质为40Cr。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0028]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三不同的是:步骤一中所述侧面填充箔片钎料为BNi2箔片钎料。其他与【具体实施方式】一至三相同。
[0029]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤一中所述厚度为50μπι?100 μm的钎料箔片是厚度为50μπι?100 μπι的Ag-Cu-Ti箔片。其他与【具体实施方式】一至三相同。
[0030]采用下述试验验证本发明效果:
[0031]试验一:一种电子束焊接截齿的方法是按以下步骤进行的:
[0032]—、对齿头侧面、齿头底面、基座的凹槽侧壁、基座的凹槽底面和侧面填充BNi2箔片钎料进行机械打磨预处理，得到待加工工件和表面平整的侧面填充箔片钎料，将待加工工件和表面平整的侧面填充BNi2箔片钎料在退磁机上退磁，然后采用丙酮超声处理5min?15min，得到处理后的待加工工件和处理后的侧面填充BNijg片钎料，将两片处理后的侧面填充BNi2箔片钎料对称竖直嵌入钢基座的凹槽侧壁底部，然后将两片厚度为50 μπι的Ag-Cu-Ti箔片相叠加压入凹槽底面，再将齿头放入基座的凹槽中，得到待焊工件；所述齿头为尺寸为Φ20X5mm的WC-Co，基座为尺寸Φ35X20mm内开Φ20Χ4πιπι凹槽的40Cr ;所述侧面填充BNi2箔片钎料的宽度为1.5mm ;
[0033]二、将步骤一得到的待焊工件放入电子束焊接真空室，固定在工作台上，调整电子束焊接真空室的真空度为4X 10 4torr,施焊平面距离电子束枪距离为160mm，电子束下束位置偏钢侧0.1mm?0.5mm，根据焊接顺序将焊接路径分为O°、90°、180°、270°四个焊接位置；焊接过程:①在聚焦电流为3000mA和焊接速度为300mm/min的条件下，在0°?90°位置处焊接束流匀速由OmA增加到16mA，而后以16mA的束流焊接2圈而后焊接束流由16mA降为0mA，随后保持焊接束流0mA，焊接位置归为0° ;②之后采用聚焦电流2480mA、焊接速度300mm/min，0°?90°位置处焊接束流逐渐由OmA增加到16mA，而后以16mA束流焊接2圈，而后焊接束流由16mA降为0mA，随后保持焊接束流0mA，焊接位置归为0°最后聚焦电流3000mA、焊接速度300mm/min，0°?90°位置处焊接束流逐渐由OmA增加到14mA，而后以14mA束流焊接I圈此时焊接位置到达90°位置处，而后在90°?180°位置处焊接束流由14mA降为12mA，在180°?270°位置处焊接束流由12mA降为0mA，随后保持焊接束流0mA，焊接位置由270°归为0°，然后在真空度为4 X 10 4torr的电子束焊接真空室中冷却2min?3min，取出冷却至室温，完成焊接硬质合金与凹槽状结构钢基座。
[0034]图1为焊接接头示意图，其中I为齿头，2为带凹槽的基座，3为侧壁熔焊接头区域，4为底面钎焊接头区域；图2为图1中侧壁熔焊接头区域的SEM图；图3为图1中底面钎焊接头区域的SEM图。从图中可以看出从图中可以看出两种明显的钎焊界面形貌，左侧钎焊层是底面钎料熔化形成，右侧钎焊层是侧壁电子束焊缝金属吸入底面形成的，从而用来填补底面边缘处钎料的不足。实现整体的有效连接，所得焊缝截面观察并未产生裂纹、气孔等缺陷，SEM图像中对焊缝观察可发现并未产生团簇密集的Tl相，同时近焊缝侧WC颗粒并未出现明显的疏松长大，界面处过渡平缓。
[0035]为了较为准确的评定接头的力学性能，试验中对每个焊接试样均沿坐标轴方向切出四个非标准剪切试样，以0.5mm/min的加载速度进行剪切强度测试，结果表明，本发明完成焊接硬质合金与凹槽状结构钢基座后的平均剪切强度达到了 506MPa。
【主权项】
1.一种电子束焊接截齿的方法，其特征在于电子束焊接截齿的方法是按以下步骤进行的: 一、对齿头的侧面和底面、基座的凹槽侧壁和凹槽底面及侧面填充箔片钎料进行机械打磨预处理，得到待加工齿头、待加工基座和表面平整的侧面填充箔片钎料，将待加工齿头、待加工基座和表面平整的侧面填充箔片钎料在退磁机上退磁，然后采用丙酮超声处理5min?15min，得到处理后齿头、处理后基座和处理后的侧面填充箔片钎料，将两片处理后的侧面填充箔片钎料对称竖直嵌入处理后基座的凹槽侧壁的底部，然后将两片厚度为50 μπι?100 μm的钎料箔片相叠加压入处理后基座的凹槽底面，再将处理后齿头放入处理后基座的凹槽中，得到待焊工件； 二、将步骤一得到的待焊工件放入电子束焊接真空室，固定在工作台上，将电子束焊接真空室的真空度控制在4X10 4torr，然后在3000mA的聚焦电流下采用16mA的焊接束流以300mm/min速度进行两圈预热，然后在聚焦电流为2480mA、电子束功率为880W?1210W、焊接束流为16mA?22mA、施焊平面距离电子束枪距离为160mm、电子束下束位置偏钢侧0.1mm?0.5mm和焊接速度为300mm/min的条件下进行焊接，焊接完成后再在3000mA的聚焦电流下采用12mA?14mA的焊接束流以300mm/min速度进行两圈后热，然后在真空度为4X 10 4torr的电子束焊接真空室中冷却2min?3min，取出冷却至室温，完成焊接硬质合金与凹槽状结构钢基座。2.根据权利要求1所述的一种电子束焊接截齿的方法，其特征在于步骤一中所述的齿头的材质为WC-Co。3.根据权利要求1所述的一种电子束焊接截齿的方法，其特征在于步骤一中所述基座的材质为40Cr。4.根据权利要求1所述的一种电子束焊接截齿的方法，其特征在于步骤一中所述侧面填充箔片钎料为BNi2箔片钎料。5.根据权利要求1所述的一种电子束焊接截齿的方法，其特征在于步骤一中所述厚度为50 μπι?100 μm的钎料箔片是厚度为50 μπι?100 μπι的Ag-Cu-Ti箔片。
【专利摘要】一种电子束焊接截齿的方法，它涉及一种焊接截齿的方法，具体是涉及一种掘进机截齿的圆柱形齿头和凹槽形基座之间的电子束焊接方法。本发明是要解决现有截齿制造中采用钎焊的方法其强度差、使用寿命短但采用熔焊方法又不能保证底面有效连接的问题。方法：一、机械打磨预处理，退磁，然后采用丙酮超声处理，将侧面填充箔片钎料嵌入凹槽侧壁底部，然后将钎料箔片压入凹槽底面，再将齿头放入基座的凹槽中，得到待焊工件；二、对待焊工件进行焊接。本发明用于采煤机和掘进机截齿的电子束焊接。
【IPC分类】B23K28/02
【公开号】CN105108362
【申请号】CN201510611509
【发明人】陈国庆, 张秉刚, 冯吉才, 张博
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月23日