硬质合金刀具和管接头的火焰钎焊技术

（1）焊件与刀具 焊件为低碳钢管接头，如图9-5所示；车刀刀体与硬质合金刀片如图9-6所示。

图9-5 管接头

1—导管 2—套接接头

图9-6 车刀

a）车刀刀体 b）硬质合金刀片

（2）钎料和钎剂

1）低碳钢管件采用铜锌钎料（丝状），直径2mm左右；钎剂由75%硼酸和25%硼砂（质量分数）组成。

2）车刀刀体与硬质合金刀片钎焊用铜锌钎料为薄片状，厚度0.5mm；或丝状钎料，直径为2～3mm。钎剂为硼砂100%或者用60%脱水硼砂与40%硼酸（质量分数）。

（3）操作要领

1）低碳钢管件的钎焊接头

①焊前清理。碳钢焊件要用细砂纸清理待焊表面，将接口周围仔细打磨至呈现均匀的金属光泽，然后用毛刷清洗待焊表面。钎料用质量分数为15%～20%的硫酸铵溶液在室温下清洗，清洗后的管件应在4h之内完成焊接。

②装配定位焊。清理好的管件按图样的要求装配好。单个管件可放到工作台的圆盘上，若是多个接头管子的钎焊，由于要保证各接头之间的相对位置，需要使用专用夹具装配。装配前要将夹具上的灰尘、油脂清理干净。装配时，应保证钎焊间隙，碳钢管件的单边间隙为0.05～0.1mm，要保证四周间隙均匀。

一般直径小的管接头（<ϕ20mm）只定位钎焊1点，大直径的管接头可沿圆周均匀分布定位钎焊2～3点。

③钎焊。将焊件放置在工作台上，用中性火焰进行钎焊。火焰焰芯距焊件表面15～20mm，用火焰的外焰对准接头均匀加热；同时脚踏转动机构使焊件转动。在加热过程中焊炬还要沿接头搭接部分做上下摆动，使钎焊接头加热均匀。当观察接头的表面呈橘红色时，用钎料蘸上钎剂后，沿钎焊处涂抹，钎剂即开始熔化流动，并填满缝隙，随即加入钎料。若加热温度不足，则液态钎料的流动性差，间隙中的钎剂不能及时浮出，从而形成钎缝中的钎剂夹渣。若加热温度太高，超出钎焊温度太多，则钎料中的锌蒸发剧烈，会引起钎缝中的气孔。因此均匀加热并控制钎焊温度对于保证钎焊质量是非常必要的。

加入钎料后，用外焰前后移动加热焊件的搭接部分，使钎料均匀地渗入钎焊间隙，不能把火焰直接指向钎缝，如图9-7所示。若发现钎料不能形成饱满的圆根时，可以再加些钎料，并同时不断地转动小圆盘，使火焰继续沿管件圆周均匀加热，以便钎料均匀铺开，直到整个钎缝形成饱满的圆根为止。再用火焰沿钎缝加热两遍，这样有利于钎缝中的气体排出，然后慢慢将火焰移开。这时熔化的钎料未完全凝固，不允许搬动焊件，以防止钎缝开裂和接头相对位置的变动。

若钎焊较粗的管件，钎料可以分几次沿钎缝加入，等一段钎料渗完后，再钎焊另一段，如图9-8所示。

图9-7 加热时火焰的指向位置

图9-8 粗直径管件的分段钎焊

④清除钎剂及焊渣。钎剂及焊渣对钎焊接头有腐蚀作用，在钎焊的8h之内要完成清除。用机械方法去除焊渣，用溶剂（汽油、酒精等）清洗焊件表面的钎剂，然后再用热水煮洗。(www.zuozong.com)

2）车刀（或刨刀）刀体与刀头钎焊。刀体与刀头的材料不同，受热后的线胀系数不同，因此会产生很大的内应力，从而可能使刀片产生裂纹，严重时会造成刀片破碎。因此，选择合理的刀槽形式、钎料及钎焊工艺，是保证硬质合金刀具钎焊质量的前提。

①刀槽形式。为了减少变形和防止裂纹，对于车刀和刨刀采用开口式刀槽（封闭及半封闭容易引起刀片裂纹），刀槽的表面粗糙度应小于10μm，刀槽的内棱角处应有圆弧，以防止刀杆产生裂纹，如图9-9所示。

图9-9 刀槽的形式

②刀片、刀杆的清理。新刀片要采用吹砂处理，去除表面的氧化层及油漆，无吹砂设备也可在碳化硅砂轮上轻磨。不允许用钳子夹住刀片在砂轮上磨，也不能用磨床磨削，以避免刀片裂纹。

③进行硬质合金刀具钎焊时，根据其钎料加入方式可分为两种操作方法。

a.预埋钎料法。将厚0.5mm左右的薄片钎料裁成与刀片相同的形状，然后将刀片及钎剂一同预置于刀槽中，如图9-10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，便于用火焰加热刀体的杆部、两侧及刀槽的底部，如图9-11a所示。选用中性焰加热刀槽至暗红色时（约650℃），再用火焰的外焰加热刀片及刀槽，如图9-11b所示。钎剂全部熔化后，再继续加热至钎料全部熔化，并沿钎缝渗出。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，如图9-11c所示。然后使刀片停在正常位置，并用加压杆在刀杆上部中间施加压力，如图9-11d所示。以便钎料在刀片和刀槽之间更好地进行扩散，最后获得优良的接头。

图9-10 钎料与钎剂的放置示意图

1—刀槽 2—钎料 3—钎剂 4—刀头

图9-11 预置钎料法钎焊的过程

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

钎焊结束后，随即将刀具放入石棉灰中缓冷，或送入350～380℃的炉中进行低温回火，以减少内应力，防止产生裂纹，提高刀具的使用寿命和使用性能。

b.熔入法。先用火焰均匀加热刀槽周围，待刀槽四周呈现暗红色时，加热刀片。将预热后的钎料端头蘸着钎剂不断地送入钎缝，钎剂熔化并布满钎缝。然后将蘸着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隙，从而完成钎焊过程。

3）注意事项。火焰钎焊与气焊都是右手持焊炬，左手填加焊丝及钎料。但气焊时焊件和焊丝都熔化，因此加热温度要求高。而火焰钎焊是焊件本身不熔化，只有钎料熔化，因此焊件的加热温度较低。火焰钎焊与气焊的根本区别在于气焊加热时以火焰的焰心对准熔池，要求加热集中，使焊件迅速熔化，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。这是火焰钎焊过程中始终应注意的问题。

4）质量评定。采用目视外观检查钎缝表面，碳钢管件的钎缝表面应有圆根并圆滑连接，表面不应有焊瘤、咬边、裂纹等缺陷。硬质合金刀具则要求刀片在刀槽中位置正确，不产生裂纹，刀片与刀槽连接处的四周有均匀的钎料渗出。检查时，可用4～10倍放大镜辅助进行。

5）安全操作

①戴好口罩，严格遵守气焊的有关操作规程。

②钎焊过程中因接触的化学溶剂较多，应严格遵守使用和保管有关化学溶剂的规定。

③钎焊过程中要防止锌及氟化氢的危害，凡使用含锌的钎料及氟化氢钎剂进行钎焊时，应在通风顺畅的条件下进行，要有排风装置，以防有毒物质的聚集。