钎焊技术在金刚石工具中的应用
? 钎焊技术在金刚石工具中的应用钎焊技术在金刚石工具中的应用摘要：简要介绍了金刚石工具、工具分类及其制造过程中用到的钎焊技术，分析了金刚石颗粒与基体的连接原理与形式，就金刚石工具行业国内外发展状况评述了钎焊技术的相应发展，阐述了预合金粉末的扩散钎焊现象及有益作用，探讨了钎焊材料、钎焊工艺和钎焊设备的协同规律，提出了金刚石工具行业钎焊技术的发展方向，为国内金刚石工具和焊接行业发展研究提供参考。关键词：金刚石金刚石工具钎焊材料钎焊技术 1 金刚石工具及其分类金
刚石是集多种优异性能于一身的功能材料，它是迄今为止所发现的硬度最高的天然材料，它独特的光学、热学、力学特性又强化了它在功能材料中的地位。金刚石分为天然金刚石和人造金刚石两大类，其中人造金刚石又有单晶和聚晶之分，这三类金刚石均可用于制造金刚石工具。近几年，全球人造金刚石产量已达到150亿克拉，中国的人造金刚石产量稳居世界第一。中国的金刚石工具后发先至，近二十年得到了飞速发展，不仅产量居世界第一，而且发展了品种齐全的新型工具。金刚石工具的应用领域非常广泛，主要用于石材加工、陶瓷改型、地质钻探、石油钻井和矿业开采行业，在建筑、建材、机械加工、光学玻璃和珠宝加工及电子电器
行业也有重要地位[1]。现代制造业对金刚石工具的需求越来越多，高端装备制造更是越来越依赖金刚石刀具的发展，高速、超速、高精、超精切磨，尤其是硬脆和高硬材料的加工已经离不开金刚石工具[2]。根据用途，可将金刚石工具分为锯切工具、磨抛工具、刀具、钻探工具、拉丝模等。金刚石锯切工具按照形状分为金刚石圆锯片、金刚石排锯、金刚石绳锯、金刚石线锯、金刚石内孔锯等[3]。金刚石圆锯片是目前石材、建筑行业使用最普遍的锯切工具，广泛应用于花岗岩、大理石、陶瓷、混凝土等制品的切割。在绿色制造大潮中，金刚石圆锯片向多片组合锯方向发展，组合锯与排锯是典型；排锯是将几十根金刚石锯条并排安装在锯机的框架上，切割效率比通常使用的加砂大锯高数倍，切出的板料截面光滑平整，可显著减少磨抛工作量。金刚石绳锯一般应用于花岗岩、大理石矿山的荒料开采、钢筋混凝土或金属结构件的切割，并逐步过渡到异形石材和板材的加工。金刚石线锯能够对硬脆材料进行精密、窄锯缝切割，广泛应用于半导体和光伏电池切片加工，并在陶瓷、石英、木材等加工中显示出独特优势。金刚石磨抛工具是指用结合剂将金刚石粘结成具有一定几何形状的磨具的总称，金刚石磨具磨削光洁度高、工作效率高、加工成本低、产品的使用寿命长。常见的金刚石磨具有磨盘、磨块、磨头、磨碗、滚筒、滚轮、磨边轮、铣磨轮、正切轮、珩磨轮、珩磨条、珩磨块等等。金
刚石刀具的特点是硬度和耐磨性极高、弹性模量高、摩擦系数低、热膨胀系数低、传热好，以及与有色金属粘结性小等优点。既可用于非金属硬脆材料(如陶瓷、石墨、复合材料等)的加工，亦可用于韧性有色金属材料(如铜合金、铝合金等)的精密加工。金刚石刀具类型繁多，各种刀具的使用性能差别较大，其结构、制备方法和应用领域有较大区别。常见的金刚石刀具有金刚石车刀、金刚石铣刀、金刚石镗刀、金刚石拉刀、金刚石钻头以及金刚石成形刀具。金刚石钻头是先进的钻探工具，金刚石钻头的钻进效率高、钻孔质量好、施工劳动强度比较轻、钻探成本低。金刚石钻头按用途主要分为石油钻头、煤炭钻头、地质勘探钻头、工程勘探钻头、工程薄壁钻头、玻璃钻头、复合材料钻头等。 2 金刚石连接的形式由于金刚石制造技术所限，单颗粒金刚石的尺度较小，金刚石常以细微颗粒甚至是微粉形态供应，这为金刚石的使用带来难题。由于金刚石只有依附于基体材料才能充分发挥其优异性能，其与基体材料的连接成为应用的关键。金刚石与大多数金属材料存在天然的“格格不入”之特性，物理性质方面金刚石与其它材料物性不匹配，化学性质方面冶金不相容，金刚石连接受到限制。金刚石的工业应用初期，机械镶嵌是主要形式，比如金刚笔、玻璃刀等，这类工具要求使用大颗粒金刚石。对于粒度不大的金刚石，机械镶嵌几乎不可能，电镀镀层固定镶嵌应运而生。电镀金刚石
工具的一般流程如下：工具胎体加工尺寸检查机械处理除油酸洗绝缘处理除锈冷热水洗阳极腐蚀冷热水洗电镀上金刚石加厚镀层出槽清洗除氢检验成品工具。电镀金刚石的把持强度不高、金刚石出露高度较低，影响金刚石的切削力和锋利度，钎焊金刚石工具弥补了这类缺陷[4]。钎焊金刚石工具又分为表镶和孕镶两类，表镶工具是将金刚石直接钎焊于基体表面，孕镶工具是将金刚石与其他材料烧结成复合体。金刚石复合体的烧结过程实质是金刚石与基体材料之间的扩散钎焊过程。将金刚石与硬质合金热压成为复合片(PDC)，金刚石连接即转为硬质合金的连接。3 钎焊技术在金刚石工具中的呈现形式金刚石胎体(俗称刀头)烧结过程中也是一个扩散钎焊过程[5]。金刚石工具的钎焊分为单层金刚石工具钎焊、金刚石刀头钎焊和PDC复合片钎焊三大类。金刚石刀头热压或冷压烧结过程是典型的扩散钎焊过程。在金刚石刀头制作的初期，一般是采用低温金属粉的熔化扩散钎焊高温金属粉，进一步镶嵌把持金刚石；随着技术发展，出现了含碳化物形成元素(铬、钛、钒、钼等)的活性预合金粉末，通过活性预合金粉末与金刚石反应形成碳化物实现扩散钎焊或钎焊连接，碳化物的形成缓慢，是预合金粉中的活性元素与金刚石中的碳元素相互扩散迁移的过程，需要在一定温度下保温较长时间以实现原子扩散和反应，因此热压烧结工艺更易实现这种扩散[6]。单层金刚石
工具的钎焊一般采用活性钎料或镍基钎料，通过强碳化物形成元素或合金，实现胎体材料与金刚石之间的化学冶金结合，提高了钎料层对金刚石的把持力[7]。单层钎焊法的工具中金刚石出露比例大又不易脱落，因此单层钎焊金刚石工具切割锋利、排屑好。通过金刚石有序排列，不仅实现了工具表面金刚石层的合理排布，充分发挥金刚石的切割作用，而且使金刚石用量大大减少，降低工具成本，提高切削效率。金刚石刀头的钎焊有其独特性，首先刀头是粉末冶金制品，刀头存在无数的毛细孔；其次刀头是烧结制品，刀头表面和内部都存在氧化物；再次刀头成分不尽相同，对钎焊材料和钎焊工艺的要求千差万别。由于PCD允许的加热温度受限制(一般耐热温度不高于720～780℃)，钎焊材料主要选用银基钎料，而通用的银基钎料耐热温度较低、对金刚石和碳化物的润湿性差。目前已经有专用的PDC工具钎焊材料，通过提高钎料高温强度和疲劳性能并调控合理的钎焊工艺，可以满足PDC钎焊的要求[8]。4 金刚石胎体烧结过程中的扩散钎焊1930年后，开始利用粉末冶金原理制作金刚石圆锯片，初期的工具主要由金刚石、高熔点骨架金属粉、低熔点单质金属粉和填充材料烧结形成，其中低熔点金属粉作为钎料使用。1960年后，金刚石工具迅速发展，越来越多的单位开始系统研究胎体粉末，尤其是预合金形式的粉状钎料在金刚石工具中的扩散钎焊作用得到越来越广泛的关注。在金刚石
工具的使用过程中，大量金刚石由于胎体磨损而脱落流失，而非金刚石本身磨损失效，金刚石的利用率比较低。这是因为传统的金刚石刀头制造是靠胎体对金刚石的机械包镶作
用固定金刚石，由于金刚石与一般胎体金属材料不润湿，在使用过程中胎体被磨损到金刚石出露一定高度时，金刚石极易与金属胎体剥离，大大降低了金刚石工具使用性能及寿命。提高胎体对金刚石包镶能力是避免金刚石过早脱落最有效的技术措施，前期主要通过胎体粉末相变产生的机械挤压包镶作用提高把持力；近二十年，活性预合金粉末与金刚石化学冶金结合的研究持续升温[9]。在预合金粉末中添加镍、钛、锆、钒、铬、钼、钨等强碳化物形成元素，一方面可以提高合金对金刚石的浸润性，通过烧结过程的扩散钎焊作用提高胎体与金刚石之间的化学结合力，以增加金刚石在磨削过程中的出刃高度，提高切磨效率和金刚石的利用率；另一方面，预合金粉末作为粉状钎料提高了金刚石刀头的稳定性和一致性。新型钎焊材料与技术国家重点实验室根据粉末扩散钎焊机理，对粉状钎料进行系统研究，研发了FBAg625，FBAg737，FBCu14，FBCu17，FBCu18，FBCu70，FBCu423等系列银基和铜基粉状钎料。由于预合金粉末的熔化温度范围与金刚石刀头烧结温度相适应，热压烧结过程就是扩散钎焊过程，冷压烧结过程是瞬间液相扩散焊过程，无论热压还是冷压工艺均可实现高熔点元素在中温环境下与金刚石
润湿反应。活性预合金粉末取代单质金属粉末用于孕镶金刚石复合体的钎焊性烧结，破解了金刚石工具胎体金属粉混合不均匀、低熔点元素易流失、高熔点活性元素作用弱、高蒸汽压元素易挥发、组元结构性偏聚、结合强度不稳定等技术瓶颈。将基体对金刚石镶嵌的机械把持作用连接优化为镶嵌/钎焊复合连接，提高了金刚石出刃高度和锋利度，采用新型钎焊材料与技术国家重点实验室研发的预合金粉末制备
的刀头切割花岗岩时，切割速度可提高1.5～2倍，锯片寿命延长1.2～1.6倍。5 单层金刚石工具的钎焊单层金刚石工具的直接钎焊，主要应用于砂轮修整笔、测量量具、石材工具、宝石或玻璃雕刻工具和金刚石砂轮、金刚石磨轮、金刚石锉刀的制造[10]。钎焊工艺可实现金刚石、钎料和金属基体的冶金结合，具有较高的连接强度，金刚石的出刃高度远大于电镀工艺，因而钎焊单层金刚石工具锋利、容屑空间大，使用过程中不易堵塞，金刚石磨粒的利用率高。大多数钎料合金难以润湿金刚石，且金刚石在高温下容易被石墨化和氧化，受金刚石石墨化转变温度所限，即便在真空环境中金刚石钎焊温度也不宜超过1 050℃[11]。钎焊金刚石可供选择的钎料种类少，所选的钎料既要保证与金刚石有良好的润湿，能与金刚石产生化学冶金结合作用；同时又要保证金刚石的锋利度，钎料不能对金刚石有过度的侵蚀；此外，钎料的磨损性能还要与被加工材料相适应，以保证金刚石最佳的
出露高度和较长的使用寿命。钛、锆、铬、钒等碳化物形成元素，能很好地浸润金刚石，但是它们的熔化温度太高，在高温下金刚石将严重石墨化；钴、铁、铝在液态时能有效润湿金刚石，但在可润湿温度区间对金刚石有剧烈的侵蚀作用[12]。目前常采用两种工艺来提高钎料对金刚石的润湿性及减少金刚石的热损伤，一种是在常规合金钎料中添加某些活性元素以改善对金刚石的润湿性和亲和力；另一种方法是在金刚石表面镀覆金属，在采用高熔点钎料钎焊时，表面金属可有效保护金刚石减少其热损伤，同时改善了钎料对金刚石表面的润湿性。在常规合金钎料中加入活化元素形成新钎料有两大类，铜基和银基系列有Ag-Cu合金钎料[13-14]、Cu-Sn合金钎料[15]和Ni-Cr合金钎料[16-17]。采用Ag-Cu，Cu-Sn低熔点合金钎料，主要是考虑减少金刚石的热损伤，但是钎焊后的工具强度低，难以实现强力磨削。采用Ni-Cr 合金钎焊的金刚石工具，具有良好的耐磨削性能和耐高温性能。钎焊单晶或单层金刚石工具工艺方法有[18-19]：真空炉中钎焊、激光钎焊和气保护高频感应钎焊。真空炉中钎焊生产效率高，而且加热均匀，可以焊接结构复杂、尺寸较大的工件；激光钎焊是利用激光束作为焊接热源，焊接时工件局部受热快，金刚石在高温状态下的停留时间短，可有效避免金刚石发生石墨化转变；气保护高频感应钎焊利用高频感应，同时对基体和钎料合金进行加热，加热温度高，加热速
度快，温度容易控制，可以局部加热，容易实现自动控制。
6 金刚石刀头与基体的钎焊金刚石刀头与基体常以钎焊方式连接制造成金刚石工具，日常见到的各类锯、切、磨、钻工具均以钎焊连接为主。这类工具形式多种多样，但连接接头有其共性，即粉末冶金制造的多孔复杂复合体与合金钢的钎焊[20]。金刚石工具工作条件比较恶劣，其一般在高速、振动、高温环境下使用，因此金刚石刀头的钎焊难度较大。为提高金刚石工具的工作效率，对其切削速度和进刀量的要求也不断提高，这就要求金刚石工具具有更高的钎缝强度。在提高钎缝强度的技术途径中，钎焊材料与钎焊工艺互为依托、互相促进；在提高钎焊效率的技术途径中，钎焊工艺与钎焊设备互为支撑、互相促进。钎料的熔化温度与刀头的烧结密切相关，应根据烧结温度选择钎料熔化温度；钎料的强度选择应参照工具的使用条件。金刚石刀头与基体钎焊时钎焊材料应该满足下列条件：钎料熔化温度应在850℃以下，并且越低越好；钎料对金刚石刀头胎体材料和工具基体具有良好的润湿性和适中的流铺性；钎料还应具有良好的疲劳性能和稳定性，能承受300～400℃的瞬时高温；钎焊工艺操作简便，可采用通用的感应钎焊或火焰钎焊。钎焊工艺对金刚石工具钎焊接头的力学性能影响因素主要有焊片厚度、焊前处理、加热时间、加热速度、保温时间、焊后处理等。这些因素决定了润湿状况、气孔率、夹杂率、钎缝厚度和钎焊
热影响区的残余应力等。焊片厚度影响接头钎缝厚度，从而影响钎焊接头的抗剪强度和疲劳强度。试验研究表明：采用相同钎料成分和钎焊工艺钎焊金刚石工具时，钎缝厚度在0.20～0.28 mm之间时，钎缝的综合性能较好(复焊时钎料厚度可以降到0.15 mm)。当钎缝厚度较小时，钎料对刀头和工具基体的结合面润湿不充分，导致钎着率不高，钎缝强度较低；同时，钎焊过程中刀头中的锡、铅、铝、铁、钨、钛等元素向焊缝扩散、溶解，促使钎缝组织脆化，降低接头强度。当钎缝厚度过大时钎缝中容易产生气孔，减小有效钎接面积，降低抗剪强度。钎缝的形成与整个加热过程密切相关，加热速度、钎焊温度、保温时间、冷却速度等因素会影响润湿性和钎焊接头的气孔率，从而改变接头的力学性能。生产过程中，常为提高工作效率而使用较高的加热速度，加热速度过高会造成接头具有较大的残余应力，影响焊缝力学性能。由于金刚石刀头中各组元的线膨胀系数有较大差异，例如碳化钨、钨、铬的线膨胀系数小，而锌、铅、锡、锰、钴等元素的线膨胀系数大，各组元受热后产生的形变不同而产生内应力。但过低的加热速度不仅造成生产效率低下，同时也加剧钎缝金属的氧化，对金刚石工具接头产生不良影响。解决加热速度的难题可采用两级加热工艺，先将工件加热到400～500℃，保温一定时间再继续升温焊接。钎焊温度对接头力学性能具有一定的影响，当钎焊温度过高时，钎料中的
锌元素蒸发造成气孔，同时钎料易氧化产生夹渣导致接头强度降低；钎焊温度过低时，钎料的流动性差，易产生夹渣、造成假焊，也使接头强度降低。钎焊过程中高频振动可以提高钎着率、消减残余热应力。导磁体驱流技术[19]可以提高能效、降低能耗，并提高工作效率。钎焊的前、后处理对钎焊质量具有重要影响。焊前需对钎焊表面进行修磨去除氧化层，要求修磨后的刀头和基体配合部分缝隙均匀，常用的清除表面氧化层的方法有磨光机磨削、修锉和喷砂等。焊后的金刚石工具应采取缓冷或保温措施，尽量降低焊后冷却速度，有利于减小焊后热应力，生产中较经济的办法是用石棉保温。焊后工件表面通常残留有大量氧化渣和钎剂，应采用喷砂等方式将其清理干净以避免钎剂对工件的腐蚀。工件清理完毕，需检查钎缝的焊接质量，焊接质量较好的钎缝表面平滑、光洁、呈弧状，且无明显气孔和裂纹。7 金刚石复合片的钎焊聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact，简称PDC复合片)是由金刚石微粉与粘结剂在高温高压条件下和硬质合金烧结复合而成的复合晶体。PDC复合片具有高耐磨性、高弹性模量、高硬度、各向同性和相对高的热导率等优点，PDC工具已经成为石油钻采钻具、煤炭开采钻头、高速高精机械切削刀具等高端工具的首选材料。钎焊是PDC工具制造的关键工序之一，PDC的广泛应用给钎焊技术提出了更高的技术要求。PDC刀具钎焊的本质是硬
质合金与刀具钢体的钎焊，由于硬质合金和刀具钢体均具有较好的钎焊性能，PDC刀具在钎料及钎焊工艺方面具有较宽的选择范围，钎料可采用银基钎料或铜基钎料，工艺可采用感应加热、火焰加热等方法，高频感应钎焊凭借其环境污染小、生产效率高等优点成为目前世界各国主要采用的PDC 工具钎焊方法。由于PDC工具的高精度和高强度特点，钎焊精度、钎缝强度和钎缝质量成为技术关键。PDC工具的失效形式主要有三类：PDC复合片从工具基体上脱落；复合片本身崩裂；工具基体的损坏。针对三类失效形式，通过优化的钎焊材料和适宜的钎焊工艺保障PDC工具的质量。目前已经有商品化的PDC专用钎料，这类钎料的共性特点就是含银量较高，并含有镍、锰、钴等元素，对硬质合金的润湿性好，钎焊强度高，固液相温度差一般控制在50～80℃。为解决复合片脱落问题，工程技术人员致力于提高钎焊材料性能的研究，比如更换强度更高的BAg40CuZnNi，
BAg45CuZn，BAg50CuZn等钎料。但是，却忽略了钎焊工艺。由于PDC复合片的“娇脆”缺陷，选用熔化温度过高的钎焊材料和钎焊工艺将导致复合片出现裂纹、崩刃、崩裂、掉块等现象。研究表明：高品质的PDC允许的钎焊温度不超过780～800℃，一般质量的PDC允许的钎焊温度不超过750℃。8金刚石工具钎焊设备与工艺由于金刚石工具种类繁多、形式各异，由此派生的钎焊工艺及钎焊设备更是不胜
枚举，火焰钎焊、盐浴钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、炉中钎焊、真空钎焊、激光钎焊同台竞技，目前主流工艺以感应钎焊和真空钎焊为主[21-22]。火焰钎焊是很早发展的一种钎焊方法，所需的设备简单轻便，燃气来源广泛，工艺成本低廉，但其加热温度不易控制，逐渐被主流市场淘汰。盐浴钎焊加热速度快且均匀，钎焊效率高，钎焊时基体金属不易变形，适合大批量生产。然而，盐浴钎焊焊后工件上残留大量的钎剂，焊后清洗产生大量废水且污染环境，此外，盐浴钎焊的设备昂贵、工艺复杂、生产周期长，更重要的是绿色制造浪潮正淘汰金刚石工具的浸渍钎焊。高频感应钎焊加热速度快、钎焊效率高；操作简便、劳动强度低；可钎焊各种形状复杂和多齿工件；采用自动送料、气氛保护或真空感应钎焊时，接头具有很好的外观和钎焊质量。该方法不仅在一次焊接时生产成本低，而且基体可以复焊而重复利用。随着金刚石工具制造人力成本的增加和对金刚石工具钎焊质
量稳定性要求的提高，自动感应钎焊工艺逐渐成为焊接金刚石锯切工具的主要方法，金刚石工具自动感应钎焊能够实现自动分齿、自动识别拾取刀头、自动送焊片，具有焊接精度高、钎焊接头牢固、使用寿命长等优点，一人可操作多台机器，极大地降低了人工成本。电阻钎焊常用于珩磨条钎焊，其焊缝质量好；但由于刀头整体温度较高，影响金刚石的使用寿命，目前有少数企业采用这种工艺。炉中钎焊(连续气
氛保护炉钎焊)主要用于小锯片和异型金刚石工具生产，一般采用分解氨生成的氢气和氮气作为还原气体，加热速度缓慢而温度均匀，钎焊接头美观，质量可靠，工件表面光亮，生产效率高，焊接成本低，适合批量化生产。真空钎焊一般采用电阻炉辐射加热，生产效率高，而且加热均匀可以焊接结构复杂、尺寸较大的金刚石工具。目前，真空钎焊单层金刚石工具广泛应用在休整工具、磨轮、石材工具、玻璃工具的制造，真空钎焊多层金刚石工具有较好的工业应用前景。近几年，激光钎焊方法逐渐应用于制造单层金刚石工具[23]。激光钎焊时工件局部受热快，焊接过程中金刚石在高温状态下停留的时间短，可有效避免金刚石发生石墨化转变；同时激光钎焊工艺上还可以实现金刚石颗粒的有序排列，加热效率高，温度控制精准，可进行复杂曲面的加工，自动化程度高，作业环境好。采用激光钎焊法焊接大尺寸及异型复杂工件，还能避免高频感应钎焊的邻近效应和集肤效应。9 金刚石工具钎焊的发展趋势金刚石工具的钎焊已经形成了一门专业化的工种，每年消耗钎焊材料近千吨，国内从业人数有数万之众，行业发展百花齐放，能形成共识的发展趋势有以下五点：自动化、绿色化、工艺复合化、优质化、经济化。自动化和绿色化是中国制造2025的基本理念和重要工程，金刚石工具行业的人力成本日趋高涨，甚至危及到行业发展，自动化钎焊是行业共同需求。但凡是有较大批量的产品
无不向自动化钎焊发展，目前锯片自动化钎焊日臻成熟，其他产品的自动化钎焊设备呼之欲出。绿色化的内涵包括了减少排放、节省材料、提高能效和降低能耗，金刚石工具钎焊在减材、节能方面发展迅速，但在采用无镉钎料、药芯钎料和减少钎剂用量方面发展缓慢。金刚石工具(如钻头、截齿、锯片、刀具等)属于耗散型产品，其中的钎料会随工具的正常工作而损耗，钎料中的铅、镉等元素会散落到空气、土壤和水中，污染环境，部分被摄入人体，损害人体健康。复合钎焊工艺包括：火焰-感应、感应-炉焊、炉焊-感应-火焰等多种钎焊方法，可实现复杂、大尺寸工具快速全位置钎焊，缩短钎焊时间，提高工具耐用度和可靠性，延长工具使用寿命。优质化要求钎焊接头具有更长的疲劳寿命，而钎缝中的缺欠是影响疲劳寿命的主要因素，因此随着超硬工具寿命的延长，要求不断减少钎缝中的缺欠，提升钎焊接头的质量。在钎焊材料与工艺适当的情况下，钎料洁净度是影响缺欠形成的重要因素。经济性是制造业的永远需求，低银钎料、铜基钎料、复合钎焊和预制钎料是节省钎料成本的主要方向；高效钎焊工艺和高可靠钎焊技术是降低钎焊成本的另一条
途径。10 结论(1)金刚石工具种类繁杂，钎焊技术是各种工具制造中的关键技术。(2)钎焊技术在金刚石工具制造中主要有四类应用，刀头烧结中的扩散钎焊、刀头的钎焊、单层金刚石工具钎焊和PDC工具钎焊。(3)预合金粉末是提高
金刚石刀头综合性能的有效途径，活性预合金粉末可以协同提高金刚石工具的锋利度和使用寿命。(4)金刚石刀头钎焊的技术关键是个性化钎料和高效钎焊工艺，PDC工具钎焊的技术关键是高品质钎料，单层金刚石工具钎焊的技术关键是装备和钎料。(5)金刚石工具的钎焊向自动化、绿色化、工艺复合化、优质化、经济化发展。参考文献：[1]Tsai M Y，Li P H，Sung J https://www.doczj.com/doc/b28246148.html,anic diamond disk versus brazed diamond disk for dressing a chemical-mechanical polishing
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王裕昌5 (1.郑州机械研究所新型钎焊材料与技术国家重点
实验室，郑州450001；2.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001；3.江苏科技大学材料科学与
工程学院，江苏镇江212003；4.河南工业大学材料科学与工程学院，郑州450001；5.河南黄河旋风股份有限公司，河南许昌461500) 龙伟民作者简介：中图分类号：TG454
浅谈焊接技术及应用 摘要:焊接专业作为制造业中的重要一环,在生产和生活中的作用十分重要。在焊接教学中应用一体化教学,为社会主义建设培养高素质高技能的焊接人才,是现阶段中等职业教育的首要任务。一体化教学强调一体化的教学场地、“双师型”教师及一体化教材的有机结合。发展一套适应中等职业教育的教学模式。 关键词:一体化教学场地双师型”教师一体化教材 1、“一体化”教学的目标 1.1 人才培养方式和教学课程的改革 改进人才培养方案,制定适合中等职业教育焊接专业“一体化”教学的人才培养方案。在原有的的国家教育部和劳动部颁发的只有中级焊工的教学大纲的基础上,制定适合培养高级工甚至技师的焊接专业的人才培养方案。 “打破原有课程体系将其分为素质课程、专业基础课程和专门工艺课程”,我们认为在这三者中应区别对待,在“专门课程”内容的制定上要体现区域经济的生产特征,结合生产产品制定相关内容和重点,有利于生产性实习或企业的定岗实习的顺利过渡而实现学与用的成功对接。制定和完善人才培养方案和培养模式,培养能满足社会需求的技能型人才。 1.2 一体化教学场地的建设 从根本上建立起黑板+粉笔教学和电化多媒体教学相结合的理论教学模式,是学生从直观上理解和接受理论知识。 校内实训基地受场地、设备等生产要素的限制,与生产车间客观上差距存在,在大型工装的应用,成型加工工件的变形与矫正等方面尤为突出。在这方面通过校企合作,将部分一体化的教学设置在与学校项邻的企业车间。 深化校企合作办学模式和工学结合人才培养模式改革。按照专业与产业对接、企业与岗位对接,专业课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接的原则,以校企合作为平台,以系统化专业建设为载体,突出教学过程的实践性、开放性和职业性,引导专业设置、课程体系、教学内容和教学方法的改革,实现“教、学、做”一体化的人才培养模式。 1.3 关于“双师型”师资队伍建设 “双师型、专业化”是职业教师发展的必经之路,在这方面注重中、青年教师在实践环节动手能力的提高,创造条件使他们带着具体的问题、任务去企业学习实践。使中青年教师在学历和理论知识占优的情况下,大幅度提高自身的实操能力。着力加强师资队伍建设,采取“引进来、送出去”、学历进修和非学历学习相结合等方式,努力培养一支优秀的专业师资队伍,加强建设培养学生创新精神与实践能力的实训平台。 2、“一体化”教学的主要过程 2.1 开发制定一体化课程教学标准 2.1.1 重构课程标准 打破原有学科体系,将课程体系分为基本素质课程、专业基础课程、专门工艺课程。 2.1.2 开展项目教学和案例教学 根据铆焊专业岗位层次的不同要求,实现课程改革与课程建设上的重大突破,完善高级铆焊专业课程体系建设,制定高中起点3年制、初中起点5年制高级铆
哈尔滨工业大学 金属工艺学课程论文 题目：焊接技术的应用与前景 院系：能源科学与工程学院 专业：核反应堆工程系 班级：1102301 学号：1110200724 姓名：刘平成
焊接技术的工艺应用与前景 作者：刘平成 (哈尔滨工业大学能源科学与工程学院核反应堆工程专业，哈尔滨150001) 摘要：制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科。本文主要介绍了焊接技术在金属工艺学中的应用，工艺特点，实践，背景与应用前景。 关键词：金属工艺学、学科交叉、工艺流程，焊接技术 Technology application and prospect of welding technology (Energy Science and Engineering, Nuclear Reactor Engineering of Harbin Institute of Technology, Harbin 150001) Abstract：The manufacturing industry is an important pillar of the modern national economy and overall national strength, Metal Technology is a comprehensive research process method for manufacturing metal parts technical disciplines. This paper describes the welding metal technology, process characteristics, practice, background and application prospects. 1 焊接技术的主要研究内容 焊接焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 1.1 焊接分类 在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊，氩弧焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等多种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类. 熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝
不锈钢真空钎焊的工艺 要点 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
不锈钢真空钎焊的工艺要点 1?钎焊接头的设计： 设计钎焊接头时，应考虑接头的强度、组合件的定位方法、钎料置放的位置、接头间隙等诸多因素 钎焊接头连接方式： 钎焊接头有对接和搭接两种方式。 采用对接接头，由于钎料和钎缝的强度一般比母材低，因而对接接头不能保证接头具有与母材相等的承载能力，因此钎焊接头大多采用搭接形式。通过改变搭接长度提高钎焊接头的强度。 对于采用高强度铜基、镍基钎料钎焊的搭接接头，搭接长度通常取为薄壁件厚度的2～3倍。由于工件的形状不同，搭接接头的具体形状也各不相同。对于薄壁件而言，常采用锁边形式的搭接方式，提高钎焊接头的强度。 接头的定位：组合件的定位是影响钎焊质量的重要因素。 定位的方法主要有依靠自重、紧配合、毛刺定位、点焊定位、（氩弧焊）涨口定位、夹具定位等。 列管式EGR冷却器将采用涨口定位、点焊定位、焊接变位器等多种定位方法 ? 钎料的置放 钎料置放的原则是应尽可能利用钎料的重力作用和钎缝的毛细作用来促进钎料填满间隙。EGR冷却器的钎焊将使用镍基钎料膏状和非晶态薄带两种。膏状钎料应直接涂在钎缝处，而 非晶态薄带钎料标准有等不同的厚度。 按工件要求加工成不同的形状，置于钎缝处。 总之镍基钎料合理的使用对我们来说还要做很多工作， 比如钎料表面处理、膏剂的涂覆方法、钎料用量等诸多方面，根据实际要求进一步完善。? 接头的间隙： 钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。
正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。镍基钎料要求接头间隙为~，比其它钎料相比，这种钎料要求接头间隙小的特点应引起足够的关注。 由于BNi-2镍基钎料含有硼（％），硅（％）可以形成脆性相的元素，为保证接头的性能，应尽量使这些元素在钎缝内通过扩散作用而降低到最低程度。 当间隙小时，这些脆性相的元素数量少，向母材扩散的距离短，可以通过扩散使这些元素在钎缝中的浓度降低。从而避免产生脆性相，提高钎焊的强度。反之这些脆性相的元素将滞留 在钎缝中形成脆性相。 资料表明，当间隙为“零间隙”、、时。脆性相随着间隙的变化而增大。间隙在时，脆性相不仅增多，而且形成明显的连续层。钎缝的强度严重降低，危害极大。因此钎缝最佳间隙应控制小于＜。 2? 工件表面处理 钎焊前彻底清除工件表面的氧化物，油污，脏物是钎料和母材相互润湿、扩散填充焊缝的前提条件。 工件表面净化处理的方法主要有以下几种： 清除油污 有机溶剂，金属洗涤剂，碱溶液： 清除氧化物 机械方法，化学清洗，电化学清洗 根据观察国外样件表面的光亮度的程度，其表面处理应有去油和化学清洗两道工序。EGR冷却器列管式结构，属薄壁件钎焊，焊点多达200多个，还要满足气密性，耐腐蚀性，及强度的要求，难度较大。因此彻底清除工件表面的油污，氧化物尤为重要。 3.制定温度曲线 空烧净化的目的是将真空炉升温到高于焊接温度80℃的条件下保温小时净化炉内气氛， 使炉内母材和钎料的蒸发物得以挥发出去。
钎焊技术在金刚石工具中的应用 2007-9-4 1.技术在金刚石工具应用问题的提出 金刚石的高硬度和优良物理机械性能使得金刚石工具成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具。胎体金属基对金刚石的粘结性（胎体的包镶能力）是影响金刚石工具使用寿命和性能的主要因素之一。由于金刚石与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使金刚石颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，粘结性极差，在传统的制造技术中，金刚石颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，而没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致金刚石颗粒在工作中易与胎体金属基分离，大大降低了金刚石工具的寿命及性能水平。大部分孕镶式工具中金刚石的利用率较低，大量昂贵的金刚石在工作中脱落流失于废屑之中。林增栋等率先利用金刚石表面金属化技术来赋予金刚石表面许多新的特性，如优良的导热导电性、热稳性好，改善其原有的理化性能，提高其对金属或合金溶液的浸润性等。 金刚石表面金属化问题在上世纪70年代就引起了国内外金刚石工具制造界的高度重视。不少人致力于在烧结过程中实现金刚石表面金属化的研究，在胎体材料中添加或在金刚石表面预粘上强碳化物金属粉末（这种金刚石在未加热前，并未与镀层发生化学反应，只能属于金刚石包衣），以期望它们在烧结过程中实现对金刚石的化学键结合。尽管文献已论证了一些金属例如钨（未被氧化）在较低温度下（800℃左右）就能在金刚石表面形成WC层，但从实现金刚石表面预金属化所用的工艺来看，需在真空条件下、600℃以上加热1小时才能得到理想的结合力。以目前常用的孕镶金刚石切削工具的烧结条件来看，在非真空或低真空中不超过900℃加热5分钟左右，是不大可能使金刚石表面生成金属化层的。因为无论活性金属原子（Ti、V、Cr等）向金刚石表面富集还是界面反应达到结合剂与金刚石冶金结合都是原子扩散过程，根据热压所用温度及这样短的时间内，这个过程是极不充分的。在固相烧结条件下(有时有少量低强度低熔点的金属或合金液相)，胎体对金刚石的化学键结或冶金结合力是十分弱的或根本不会形成。 金刚石表面预金属化并非最终目的，而仅是期望与胎体金属实现化学冶金结合的措施之一。镀覆后的金刚石在烧结成锯（钻）齿后，其折断面上暴露出的金刚石均失去了镀层，而脱落了金刚石的残留坑表面十分光滑，这种现象似乎说明了金刚石与胎体还未能达到化学包镶的水平。因而即使实现了金刚石的表面预金属化，传统的固相粉末冶金烧结法也不可能实现金刚石与胎体材料间的牢固结合。 上个世纪八十年代末，人们开始探索钎焊技术用于金刚石工具制作。采用在金刚石表面镀覆某些过渡族元素（如Ti、Cr、W等），并与其发生化学反应在表面形成碳化物。通过这层碳化物的作用，金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合，从而实现真正的金刚石表面金属化，这就是金刚石钎焊的原理。从已发表的专利和文章中可以看出，该技术可使金刚石最大出刃值达到粒径的2/3，工具寿命提高3倍以上，而常规下该值
塑料热风焊接技术及应 用 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
塑料热风焊接技术及应用 newmaker 在与化工相关的行业中，普遍 使用的塑料容器、储槽以及部 分管路系统，都需要借助热风 焊接工艺，才能达到理想的连 接牢度。而热风工艺本身也因其简单实用，而被行业内专业人士广泛接受，尤其是对于PE、PP、PVC和PVDF等塑料种类的焊接，更具有独特的优势。塑料焊接，实际上就是相容的塑料材料中相互缠绕的大分子链受热之后，由于具备了足够的能量和空间，在自身的分子热运动和外在压力的作用下，相互迁移和扩散到对方的熔融区中，并随着温度的下降和时间的推移，再次发生缠绕、冷却、结晶和定型的过程。在塑料制品的诸多连接技术中，热风焊接工艺是比较常见的一种，化工行业中普遍使用的塑料容器、储槽以及部分管路系统等均可以使用该工艺。本文对几种主要的热风焊接工艺进行了简单的介绍。圆嘴热风焊接技术通常，圆嘴热风焊的工艺过程包括5个阶段，分别是：待焊部件的表面处理、加热、加压、分子链间扩散和冷却。每个阶段的具体操作要求取决于待焊部件的具体外观形状和内部结构设计。其工作原理（如图所示）是：利用加热后的风或空气，同时预热焊条与待焊的母材相应部位；待其熔融之后，操作者通过对焊条垂直施加一定的压力，将焊条的熔融区与待焊母材的熔融区进行对接，并保持一定的焊接速度，使其具有足够的承压时间；最后，进行冷却定型。 圆嘴热风焊接的工作原理示 意图 在正式焊接之前，应先对待焊部件的表面进行相关处理，这样做的目的是：一方面，为了在焊接区域加工出焊缝所需要的破口或槽口，例如V形或X形槽口（如图所示）；另一方面，为了去除材料表面的杂质、脏物或者氧化层等影响焊接质量的不利因素。
激光焊接技术应用及其发展趋势 摘要：本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状，激光焊接的智能化控制，论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词：激光焊接；混合焊接；焊接装置；应用领域 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种： 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属，由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：l，最高可达10：1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形
金刚石钎焊技术 特点： 具有共价键结构的金刚石与一般的金属之间有很高的界面能，难以焊接，而一般的机械镶嵌、物理吸附没有足够把持力。自 20 世纪 90 年代初以来，国外及我国台湾地区先后研究采用高温钎焊工艺开发新一代金刚石工具，利用活性金属元素（如 Ti 、 Cr 、 Mo 、W等）在金属钎料与超硬磨粒界面处形成化学冶金结合，大大提高了结合剂对金刚石磨粒的把持强度，使砂轮使用寿命显著提高。 难点： 但钎焊金刚石工具仍存在金刚石易石墨化、金刚石钎焊界面脆性金属间化合物影响钎焊强度、钎焊接头残余应力集中等钎焊质量问题。同时，由于高效精密制造技术的发展，对金刚石磨粒钎焊技术又提出了钎料能够根据磨粒磨损状态智能地控制金刚石脱落、钎料与金刚石之间磨损率匹配、提高钎焊接头散热性能和增大容屑空间等新要求。 评价方法： 主要从金刚石钎焊微观形貌特征、钎焊金刚石刀具摩擦磨损性能、金刚石钎焊强度、金刚石钎焊接头残余应力等方面来评判金刚石钎焊质量。 1.微观形貌特征：金刚石表面形貌和钎料形貌，以及金刚石、钎料和基体三者之间的界面 化合物形貌等。其中，金刚石表面形貌可以反映出其热损伤或石墨化程度，钎料形貌可以反应出钎料对金刚石的润湿铺展程度，金刚石、钎料和基体三者之间的界面化合物形貌可以反应出三者之间的化学冶金反应状态。 2.摩擦磨损性能：在磨粒磨削加工过程中，磨粒承受来自工件的冲击作用和接触产生的 热载荷。倘若钎焊接头强度不足把持住高负荷加工状态的磨粒，磨粒将产生非正常脱离。根据此原理，开展金刚石磨粒摩擦磨损试验，其结果可以用来评判钎焊性能。 3.强度：钎焊强度是高性能钎焊接头的重要直接评判标准，根据受力方向分为抗拉伸强 度和抗剪切强度 , 抗拉伸强度虽然能直接反映材料界面上结合键的强弱，但抗剪切强度更符合磨粒磨削加工过程中受力状态。 4.残余应力：残余应力是影响金刚石钎焊接头性能的重要因素，残余应力过大将导致钎焊 接头萌生裂纹，导致磨粒在加工过程中产生不正常脱落或磨损。
焊接技术的发展及发展趋势 黄牡丹 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江省佳木斯市154007 摘要：本文综述焊接技术的发展及发展趋势，焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺，随着人类社会的发展，各种新材料的不断开发及科学技术不断的发展，焊接技术已经成为一门独立的学科，它广泛应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、微电子技术等工业部门。可以预测，在未来焊接技术的发展趋势必然走向自动化、高效、环保、节能等方面。 关键词：焊接技术、自动化、环保 The development of welding technology and development trend HUANGMudan Jia-mu-si University, School of materials science and engineering, Jia-mu-si 154007 Abstract：This paper reviews the development of welding technology and developing trend of welding technology, also known as the connection of engineering, is a kind of important material processing technology, with the development of human society, all kinds of new materials to develop and continuously with the development of science and technology, welding technology has become an independent discipline, it is widely used in petrochemical, electric power, aerospace, Marine engineering, microelectronics and other industrial sectors. Can be predicted that in the future development trend of welding technology inevitably toward automation, high efficiency, environmental protection, energy saving, etc. Key words：Welding technology ; automation; Environmental protection; 0引言 焊接的定义如下：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接[1]。焊接的发展过程就某种意义上来说就是焊接热源的发展过程，从上个世纪80年代开发电弧以来，焊接热源也在不断发展中。进入到新世纪，焊接技术的不断的在得到发展，从目前的发展趋势看来，焊接技术逐步向高效率、高质量、低成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。所以焊接技术将随着科学技术的进步而不断发展，主要体现在以下几个方面 1数字化控制推动焊接技术的升级和发展 在几年前，数字化控制的焊机只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”，但现在数字化控制的焊机已经广泛应用在我国的许多企业，在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius 的推动下，数字化焊机已进入产业规模化生产阶段。虽然目前智能化还处在初级阶段，但有着广阔前景，是一个重要的发展方向。有关焊接工程的专家系统，近年来国内外已有较深入的研究，并已推出或准备推出某些商品化焊接专家系统。焊接专家系统是具有相当于专家的知识和经
《焊接技术应用》 技师教学方案 一、编制说明 目前,随着中国经济的发展,中国作为“世界制造工厂”,人才的需求格局发生很大的变化:人才结构不合理,实用型人才奇缺,特别就是制造业,而作为制造业中重要的焊接专业更就是奇缺。面对这样的形势,省劳动社会保障厅决定在全省几所条件较好的高级技工学校试办焊接技术应用技师班,并组织有关专家制定焊接技师培训方案,现将培训方案编制依据与思路说明如下: 1、以就业为导向,坚持正确的办学指导思想 从根本上讲,职业教育就是就业教育,就是直接为就业服务的教育。 职业教育的发展应该从劳动市场的实际需要出发,以经济结构调整与人力资源需求分析为依据,坚持培养生产与服务一线高素质劳动者。 2、能力本位的职业教育在国际上具有广泛的共识,职业能力培养就是职业教育实施素质教育的核心。 坚持以能力为本位就是真正地办真正的职业教育的体现。 3、实行产教结合,“订单”培养等新型校企合作机制 企业的发展离不开职业教育,职业教育的发展离不开企业！ 职业教育应该成为:反映企业需求;反映企业参与;反映企业满意。 4、以“必须”与“够用”为度,促进文化教育功能化 职业教育中的文化基础教育,要为提高学生的职业能力服务,要全面理解文化基础教育的涵义。职业院校要按照企业对技能型人才的实际要求安排文化基础课程,防止盲目加大普通文化基础课程的比重,削弱职业能力训练,片面追求对口升学考试的做法。 5、适应行业企业劳动组织与技术发展需要,促进专业教育实用化 要关注行业企业的最新发展,通过校企合作等形式,及时调整课程设置与教学内容; 按照职业活动的特点与要求设计(或整合)教学内容;按照实际的工作任务、工作过程与工作情境组织课程,形成围绕工作需求的新型教学与训练项目。 6、以学生为中心,实现教学过程行动化 推广“行动导向”的教学模式,为学生提供在“做”中“学”的学习机会; 让学生经历从确定任务—制定工作计划—实施计划—进行质量控制与检测—评估反馈整个工作过程。 7、促进质量评价的社会化,提高职业教育的质量与效益 衡量职业教育质量与效益最重要的标准就是能否满足经济发展的需要。 毕业生专业基本对口就业率就是质量评价的主要依据。用人单位、学生与学生家长共同参与学习评价。 二、培养目标与要求 现代社会条件下职业教育培养目标发生了重大变化,其职业能力如下:
各种材料的真空钎焊 一、碳钢和低合金钢的钎焊 1、钎焊材料 （1）钎料碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。软钎焊中应用量广的钎料是锡铅钎料，这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加而提高，因而对密封接头宜采用含锡量高的钎料。锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成FeSn2金属间化合物层，为避免该层化合物的形成，应适当控制钎焊温度和保温时间。几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度如表1所示，其中以w(Sn)为50%的钎料钎焊的接头强度最高，不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。 表1 锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度 碳钢和低合金钢硬钎焊时，主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。纯铜熔点高，钎焊时易使母材氧化，主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm，以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填潢的问题。用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度，一般抗剪强度在150～215MPa，而抗拉强度分布在170～340MPa之间。 与纯铜相比，铜锌钎料因Zn的加入而使钎料熔点降低。为防止钎焊时Zn的蒸发，一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si；另一方面必须采用快速加热的方法，如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。采用铜
锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。例如用B-Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa，抗剪强度达290MPa，银铜站钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低，便于针焊的操作。这种钎料适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊，但在炉中钎焊时应尽量降低Zn的含量，同时应提高加热速度。采用银铜锌钎料钎焊碳钢和低合金钢，可获得强度和塑性均较好的接头，具体数据列于表2中。 表2 银铜锌钎料钎焊的低碳钢接头的强度
钎焊技术在金刚石工具中的应用 ? 钎焊技术在金刚石工具中的应用钎焊技术在金刚石工具中的应用摘要：简要介绍了金刚石工具、工具分类及其制造过程中用到的钎焊技术，分析了金刚石颗粒与基体的连接原理与形式，就金刚石工具行业国内外发展状况评述了钎焊技术的相应发展，阐述了预合金粉末的扩散钎焊现象及有益作用，探讨了钎焊材料、钎焊工艺和钎焊设备的协同规律，提出了金刚石工具行业钎焊技术的发展方向，为国内金刚石工具和焊接行业发展研究提供参考。关键词：金刚石金刚石工具钎焊材料钎焊技术 1 金刚石工具及其分类金 刚石是集多种优异性能于一身的功能材料，它是迄今为止所发现的硬度最高的天然材料，它独特的光学、热学、力学特性又强化了它在功能材料中的地位。金刚石分为天然金刚石和人造金刚石两大类，其中人造金刚石又有单晶和聚晶之分，这三类金刚石均可用于制造金刚石工具。近几年，全球人造金刚石产量已达到150亿克拉，中国的人造金刚石产量稳居世界第一。中国的金刚石工具后发先至，近二十年得到了飞速发展，不仅产量居世界第一，而且发展了品种齐全的新型工具。金刚石工具的应用领域非常广泛，主要用于石材加工、陶瓷改型、地质钻探、石油钻井和矿业开采行业，在建筑、建材、机械加工、光学玻璃和珠宝加工及电子电器
行业也有重要地位[1]。现代制造业对金刚石工具的需求越来越多，高端装备制造更是越来越依赖金刚石刀具的发展，高速、超速、高精、超精切磨，尤其是硬脆和高硬材料的加工已经离不开金刚石工具[2]。根据用途，可将金刚石工具分为锯切工具、磨抛工具、刀具、钻探工具、拉丝模等。金刚石锯切工具按照形状分为金刚石圆锯片、金刚石排锯、金刚石绳锯、金刚石线锯、金刚石内孔锯等[3]。金刚石圆锯片是目前石材、建筑行业使用最普遍的锯切工具，广泛应用于花岗岩、大理石、陶瓷、混凝土等制品的切割。在绿色制造大潮中，金刚石圆锯片向多片组合锯方向发展，组合锯与排锯是典型；排锯是将几十根金刚石锯条并排安装在锯机的框架上，切割效率比通常使用的加砂大锯高数倍，切出的板料截面光滑平整，可显著减少磨抛工作量。金刚石绳锯一般应用于花岗岩、大理石矿山的荒料开采、钢筋混凝土或金属结构件的切割，并逐步过渡到异形石材和板材的加工。金刚石线锯能够对硬脆材料进行精密、窄锯缝切割，广泛应用于半导体和光伏电池切片加工，并在陶瓷、石英、木材等加工中显示出独特优势。金刚石磨抛工具是指用结合剂将金刚石粘结成具有一定几何形状的磨具的总称，金刚石磨具磨削光洁度高、工作效率高、加工成本低、产品的使用寿命长。常见的金刚石磨具有磨盘、磨块、磨头、磨碗、滚筒、滚轮、磨边轮、铣磨轮、正切轮、珩磨轮、珩磨条、珩磨块等等。金
钎焊技术及其应用(一)(二)(三)
钎焊技术及其应用（一） 2007―04 一.钎焊简介 1.什么是钎焊？ 钎焊是利用比母材熔点低的钎料和母材一起加热，在母材不熔化的情况下，使钎料熔化，并润湿及填充母材连接处的间隙，形成焊缝。在钎缝中，钎料与母材互相溶解和扩散，，从而形成牢固的结合。 过去有人把钎焊称为“钎接：”低温焊接“。。。。。。它与熔焊相比有其不同点。首先，钎焊时母材不熔化，只是钎料熔化。其次在钎焊接头中，钎料的成分和性能与母材有着明显的差别。此外，钎焊是靠熔化的钎料在毛细管作用下填充接头的间隙，而熔焊却没有这些现象。 钎焊与熔焊相比，由于钎焊的加热温度较低，焊件的组织和机械性能变化较小，变形不大，接头平整光滑，外表美观，而且可以连接不同的材料。但是，钎焊也有明显的缺点，就是钎焊的接头强度比较低，故常采用搭接接头来提供承载能力。同时钎焊的装配要求比熔焊要高，必须保证严格的间隙和母材的清洁。 焊接方法通常是以热源和加热的方法来命名的：如火焰钎焊、烙铁钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、炉中钎焊。。。。。。。 二. 钎焊接头的型式和操作要点
1.钎焊接头的型式：钎焊接头通常以对接和搭接为主。 对接：其结合强度比母材要低，受力时主要时沿钎缝破坏，所以，只适用不重要的和低载荷的零件的钎焊。 搭接为了充分地利用钎焊的所有优点，钎焊接头多采用搭接接头。它可以通过改变搭接的长度（填充为板厚的3倍以上，但一般不超过15mm),达到钎焊接头与母材等强度。因此在设计钎焊接头时，不能照搬熔焊接头的型式，设计钎焊接头时应特别注意下列事项： a.接头中的钎缝尽可能与受力方向平行。 b.为了使加热及应力分布均匀，接头区的厚度尽可能接近。 c.接头中不形成阻碍钎料明细作用的拐角。 2.钎焊接头的装配间隙 装配钎焊接头使，正确选择间隙大小是决定钎缝的致密性及签订的重要因素。间隙太小，由于接触表面不均匀，会妨碍钎料的流入。反之间隙过大，则破坏了间隙的毛细作用，钎料也无法填满接头的间隙。 间隙的大小与钎料和母材的性质、钎焊温度、钎焊时间、钎料的安放等有直接的关系。一般钎料与母材的相互作用较弱，则要求较小的间隙。应当指出，这里所要求的间隙是指在钎焊温度下的间隙，与室温时不一定相同。 常用金属搭接接头的间隙值见表1 3.钎焊的操作要点 火焰钎焊的操作，通常是用手工添加丝状钎料，也可在接头上预
不锈钢真空钎焊的工艺要点 1 钎焊接头的设计： 设计钎焊接头时，应考虑接头的强度、组合件的定位方法、钎料置放的位置、接头间隙等诸多因素 1.1钎焊接头连接方式： 钎焊接头有对接和搭接两种方式。 采用对接接头，由于钎料和钎缝的强度一般比母材低，因而对接接头不能保证接头具有与母材相等的承载能力，因此钎焊接头大多采用搭接形式。通过改变搭接长度提高钎焊接头的强度。 对于采用高强度铜基、镍基钎料钎焊的搭接接头，搭接长度通常取为薄壁件厚度的2～3倍。由于工件的形状不同，搭接接头的具体形状也各不相同。对于薄壁件而言，常采用锁边形式的搭接方式，提高钎焊接头的强度。 1.2 接头的定位：组合件的定位是影响钎焊质量的重要因素。 定位的方法主要有依靠自重、紧配合、毛刺定位、点焊定位、（氩弧焊）涨口定位、夹具定位等。 列管式EGR冷却器将采用涨口定位、点焊定位、焊接变位器等多种定位方法 1.3 钎料的置放 钎料置放的原则是应尽可能利用钎料的重力作用和钎缝的毛细作用来促进钎料填满间隙。EGR冷却器的钎焊将使用镍基钎料膏状和非晶态薄带两种。膏状钎料应直接涂在钎缝处，而非晶态薄带钎料标准有0.0254mm 0.0381mm等不同的厚度。 按工件要求加工成不同的形状，置于钎缝处。 总之镍基钎料合理的使用对我们来说还要做很多工作， 比如钎料表面处理、膏剂的涂覆方法、钎料用量等诸多方面，根据实际要求进一步完善。1.4 接头的间隙： 钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。 正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。镍基钎料要求接头间隙为0.02~0.10mm，比其它钎料相比，这种钎料要求接头间隙小的特点应引起足够的关注。
金刚石钎焊工具 摘要：本文较详细地讲述了金刚石钎焊工具制作的整个过程，并针对钎焊工具的布 砂提出实用的方法、想法及设计思路。 关键词：设备钎料钎剂基体布砂钎焊 金刚石工具有烧结的、电镀的、激光焊接的等，钎焊金刚石工具只所以能够迅速地被用户所认可，这由其本身的结构性质所决定，1、金刚石的出头率高，切磨效率非常高；2、金刚石被钎料紧紧地焊在了基体上，不是机械性包裹而是种化学性结合，因此金刚石在工作中不易脱落。但由于大多数金刚石钎焊产品为单层（也有多层的，据了解还不太成熟），尽管它非常锋利切磨效率高但寿命比不了烧结的；另外钎焊金刚石必须在高温下进行，对金刚石有一定的损伤，重要的是基体在高温下会变形，特别是对于薄锯片（据了解钎焊薄锯片可做到0.3外径100的），因此它不可能完全取代金刚石电镀产品；另外钎焊金刚石工具生产设备投资也较高，生产成本也较高，因此钎焊金刚石工具只会占据金刚石工具市场的一部分，但可以肯定地说钎焊金刚石工具将来会有很好的市场，特别是在一些异形金刚石工具方面，这类工具利润一般都非常大。 在一些资料看到有在空气中高频钎焊的、有真空中频钎焊的、有通保护气体钎焊的、有真空钎焊的。空气中高频钎焊虽然金刚石受热时间短，但对金刚石的损伤、碳化还是很严重的，另外基体、钎料的表层、局部被氧化，降低了钎料对金刚石的把持力及钎料对基体的结合力，还有一些钎料在空气中根本没法用（怕氧化）；在真空下中频钎焊应该可行（钎料在中频圈的感应下会不会从基体上掉下来，我没有中频设备没有做实验不敢枉下结论），通保护气钎焊肯定没太大问题，但会增加生产成本；真空钎焊我个人认为应该是最好的，首先真空环境下钎料的熔化点比常压低50℃到80℃，可以减少高温对金刚石的热损伤，钎料的流动性及对金刚石和基体的浸润性比其他环境下要好。按专家们的理论真空度越高越好，其实真空度在2X10-2Pa左右已基本满足做高档钎焊金刚石工具的要求，对于部分钎料低真空（2Pa左右）也能够做出好的钎焊金刚石工具，但所用金刚石要在16Kg以上。大家都认为真空设备很贵，技术含量很高，其实不然，一台小的真空炉的成本在3、4万左右，当然如果从真空炉生产厂家买，估计需10万以上。强调一点无论是买别人或是自己做真空炉，在炉门上一定要有一个观察孔，以便能够看到炉内的情况，如钎料熔化、爬升等情况。 金刚石与基体的结合强度是由钎料决定，最重要的是钎焊金刚石不是钎料把金刚石机械性地包裹起来而是钎料在金刚石表面生成了一种碳化物，是一种化学健的结合，这就要求钎料成分中必须含有能够在高温下和金刚石生成碳化物的元素（Ti、V、Cr等），目前大多数生产厂家所用的钎料大都含有10℅左右的铬或钛。生产钎焊料的厂家很多，钎料中各元素成份含量也不尽相同，有粉状的、有片状的、有丝线状，镍基的、银基的、铜基的，镍基焊料熔化
机床行业焊接技术的应用 机床行业的焊接技术的应用是随着国外引进产品技术发展起来的。同时，国内焊接技术的发展也促进了机床行业焊接技术的应用。目前，在机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面: 1.钢板预处理技术应用 机床行业的钢板预处理生产线，是1993年由济南第二机床厂开始使用的，它是在造船行业、重机行业、矿山行业使用的基础上开始的。该预处理生产线是由该厂和青岛第三铸造机械厂联合开发制造，其主要工艺流程为：钢板校平、预热、抛丸除锈、自动喷漆、烘干，全长60米。主要技术参数为：钢板校平厚度8～40mm，校平宽度３ｍ；预处理钢板厚度8～160mm，有效宽度3ｍ；处理结构件最大规格为1500（宽）×800（高）；预处理速度为0～4m/min；年处理能力为４万吨/年；采用了PC自动控制和手动控制两种方式。该钢板预处理生产线,解决了原材料的锈蚀、氧化皮等不良因素，提高了数控切割落料质量和机床产品的外观质量。 2.数控切割技术应用 1982年由济南第二机床厂开始将国产数控切割机应用于钢板零件的切割落料之中，1988年开始应用了计算机自动编程套料技术，使钢板利用率由70％提高到74％；1992年济南第一机床厂引进了美国等离子数控切割机和激光数控切割机，开始了机床行业数控等离子和激光切割的应用，使厚度为0.5～8mm的薄钢板切割精度达到了0.5～1mm。"七五"期间，济南第二机床厂开发研究了厚钢板数控精密切割技术，使厚钢板数控精密切割厚度达到了275mm，该项目获得了机械部机床行业"七五"工艺成果一等奖。1993年，济南第二机床厂通过引进数控水下氧气等离子切割机，使机床行业数控等离子碳钢切割厚度由8ｍｍ提高到了25mm，减少了中厚板的切割变形，提高了中厚钢板零件的切割精度和切割质量。
钎焊技术的应用现状与发展前景 [摘要] 本文综述了钎焊技术的概况、国内外钎焊技术的发展研究现状、钎焊技术的应用、钎焊技术的发展趋势方面的情况, 希望对钎焊技术的研究现状及应用有一个比较全面的了解。 [关键词] 钎焊, 现状 ,应用, 发展 前言 钎焊是三大焊接方法 ( 熔焊、压焊、钎焊 )的一种。钎焊是采用比焊件金属熔点低的金属钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料,低于焊件熔化温度,利用液态钎料润湿焊件金属, 填充接头间隙并与母材金属相互扩散实现连接焊件的一种方法。 钎焊与熔焊相比,有下列优点: a)钎焊时焊件不熔化,在大多数情况下,钎焊温度比焊件金属熔点低得多,因此,钎焊后工件组织和机械性能变化小,应力及变形小。 b)可以钎焊任意组合的金属材料，可以钎焊金属与非金属。 c)可以一次完成多个零件的钎焊或套叠式、多层式结构焊件的钎焊。 d)可以钎焊极细极薄的零件，也可以钎焊厚薄及粗细差别很大的零件。 e)可以将某些材料的钎焊接头拆开，重复进行钎焊。 钎焊的不足之处是: a)钎焊接头的强度较熔焊低，因此常用搭接接头形式来提高承载能力。 b)钎焊工件连接表面的清理工作和工件装配质量要求很高。 1 钎焊技术的概况 用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工
件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法称为钎焊。 钎焊的种类：根据焊接温度的不同，钎焊可以分为2大类。焊接加热温度低于450℃称为软钎焊，高于450℃称为硬钎焊。 钎焊的方法：钎焊常用的工艺方法较多 主要是按使用的设备和工作原理区分的。如按热源区分则有红外线、电子束、激光、等离子、辉光放电钎焊等，按工作过程分有接触反应钎焊和扩散钎焊等。还有烙铁钎焊，波峰钎焊，火焰钎焊，浸沾钎焊，感应钎焊，炉中钎焊，真空钎焊等。 2 钎焊技术的应用 2.1 铝钎焊技术在电子产品中的应用 铝钎焊作为铝合金连接的重要方法 具有钎焊件变形小、尺寸精度高等优点 近年来在我国得到广泛的应用 由于铝合金密度小、耐腐蚀、导热和导电性好 且具有一定的比强度, 铝合金材料应用范围不断扩大 电子设备中散热器、冷板和平板缝隙天线基本上采用铝合金钎焊结构。空气炉中钎焊散热器和冷板 工件钎焊质量良好 工艺过程稳定 设备投资少 综合成本小 采用该工艺已生产散热器、冷板等工件300多套, 氮气保护炉钎焊质量更好。 2.2 钎焊技术在金刚石工具中的应用 上世纪80年代末 人们开始探索钎焊技术用于金刚石工具制作。采用在金刚石表面镀覆某些过渡族元素（如Ti、Cr、W等 ），并与其发生化学反应在表面形成碳化物。通过这层碳化物的作用 金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合 从而实现真正的金刚石表面金属化 这就是金刚石钎焊的原理。从已发表的专利和文章中可以看出
不锈钢真空钎焊的工艺 要点 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
不锈钢真空钎焊的工艺要点 1?钎焊接头的设计： 设计钎焊接头时，应考虑接头的强度、组合件的定位方法、钎料置放的位置、接头间隙等诸多因素 钎焊接头连接方式： 钎焊接头有对接和搭接两种方式。 采用对接接头，由于钎料和钎缝的强度一般比母材低，因而对接接头不能保证接头具有与母材相等的承载能力，因此钎焊接头大多采用搭接形式。通过改变搭接长度提高钎焊接头的强度。 对于采用高强度铜基、镍基钎料钎焊的搭接接头，搭接长度通常取为薄壁件厚度的2～3倍。由于工件的形状不同，搭接接头的具体形状也各不相同。对于薄壁件而言，常采用锁边形式的搭接方式，提高钎焊接头的强度。 接头的定位：组合件的定位是影响钎焊质量的重要因素。 定位的方法主要有依靠自重、紧配合、毛刺定位、点焊定位、（氩弧焊）涨口定位、夹具定位等。 列管式EGR冷却器将采用涨口定位、点焊定位、焊接变位器等多种定位方法 ? 钎料的置放 钎料置放的原则是应尽可能利用钎料的重力作用和钎缝的毛细作用来促进钎料填满间隙。 EGR冷却器的钎焊将使用镍基钎料膏状和非晶态薄带两种。膏状钎料应直接涂在钎缝处，而 非晶态薄带钎料标准有等不同的厚度。 按工件要求加工成不同的形状，置于钎缝处。 总之镍基钎料合理的使用对我们来说还要做很多工作， 比如钎料表面处理、膏剂的涂覆方法、钎料用量等诸多方面，根据实际要求进一步完善。 ? 接头的间隙： 钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。 正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。镍基钎料要求接头间隙为~，比其它钎料相比，这种钎料要求接头间隙小的特点应引起足够的关注。 由于BNi-2镍基钎料含有硼（％），硅（％）可以形成脆性相的元素，为保证接头的性能，应尽量使这些元素在钎缝内通过扩散作用而降低到最低程度。