本實用新型專利技術(shù)涉及一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件。本實用新型專利技術(shù)由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體上設(shè)置有與小尺寸圓柱匹配的定位孔，大尺寸圓柱的端面與聚晶金剛石復(fù)合片的硬質(zhì)合金底層焊接。本實用新型專利技術(shù)既降低高溫對金剛石復(fù)合片的熱損傷，保持其優(yōu)良的切削性能；又保證了其相對較高的連接強(qiáng)度能，解決了復(fù)合片的快速安裝和定位問題，同時提高了其連接強(qiáng)度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于石油、地質(zhì)、煤炭的鉆進(jìn)工具，具體涉及一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件。
技術(shù)介紹
金剛石復(fù)合片鉆頭因其鉆進(jìn)效率高，被廣泛應(yīng)到石油、地質(zhì)、煤炭等多個行業(yè)，金剛石復(fù)合片鉆頭生產(chǎn)工序的關(guān)鍵一步就是把金剛石復(fù)合片片與鉆頭基體的焊接，金剛石復(fù)合片鉆頭在井底工作時，要同時承受很大的切削力和沖擊力，因此要求兩者之間要有足夠的連接強(qiáng)度。目前常用的焊接方法是一次性火焰釬焊或高頻輔助釬焊，都是采用手工實現(xiàn)金剛石復(fù)合片片和鉆頭基體的焊接面的直接接觸來完成整個焊接過程的，主要存在問題表現(xiàn)在以下幾個方面一是金剛石復(fù)合片片定位困難，定位精度難以控制。在焊接過程中，一個焊接工位需要配兩個焊工，由一名主焊工專門負(fù)責(zé)給鉆頭基體加熱和涂抹焊料，一名輔助焊工專門負(fù)責(zé)配合金剛石復(fù)合片片的安放和定位。目前整個焊接過程由手工操作完成，焊接溫度和時間都憑人的經(jīng)驗判斷，很難實現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化和焊接質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化，且勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低；二是因金剛石復(fù)合片片的特殊性能要求對焊接方法和焊料選型也提出了更高要求，釬料的熔化溫度不能過高，過高會造成金剛石復(fù)合片片碳化，也不能太低，太低金剛石復(fù)合片片與鉆頭基體之間的連接強(qiáng)度得不到保證，在金剛石復(fù)合片鉆頭工作過程中，金剛石復(fù)合片片容易脫落，導(dǎo)致金剛石復(fù)合片鉆頭失效。國內(nèi)外在提高金剛石復(fù)合片片與鉆頭基體之間的連接強(qiáng)度也作了很多研究，大部分都是在改變焊接工藝、焊接材料或連接結(jié)構(gòu)方面，雖取得一定成效，但多數(shù)因成本過高、工藝太復(fù)雜等很難得到工業(yè)化推廣應(yīng)用，如聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭釬焊工藝(專利號00117754. O)采用在鉆頭基體靠背齒和聚晶金剛石復(fù)合片焊接面上加工出相同齒形，然后采用超音頻感應(yīng)爐將聚晶金剛石復(fù)合片釬焊在靠背齒上，此方法有利于提高焊接強(qiáng)度，但提高幅度十分有限，另外，因尺寸限制，加工焊接面上的齒形，以及焊接工藝的相對復(fù)雜均明顯增加了鉆頭成本；金剛石復(fù)合片鉆頭的焊接方法(專利號86103437)是在封閉的石墨模具內(nèi)，在同一溫度下同時施用銀基釬料和無壓浸潰兩種方法，把金剛石復(fù)合片焊接在粉末冶金預(yù)制成型的鉆頭冠部，它包括用粉末冶金燒結(jié)帶有預(yù)留孔和支撐背的鉆頭冠部，放置金剛石復(fù)合片及充填釬焊料、充填劑，施加銀釬焊熔劑并組裝封閉等，此種焊接方法工藝比較復(fù)雜，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金剛石復(fù)合片鉆頭不太適用，對焊工的技術(shù)水平要求較高，適用范圍相對較小。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)所解決的技術(shù)問題是提供一種可易于實現(xiàn)焊接過程的自動化水平，減輕鉆頭焊接的勞動強(qiáng)度，提高整體生產(chǎn)效率；同時可提高焊接強(qiáng)度和保證焊接質(zhì)量，既能避免金剛石復(fù)合片片的高溫狀態(tài)下的碳化現(xiàn)象，又能提高焊接強(qiáng)度，降低金剛石復(fù)合片鉆頭在工作過程中，脫片現(xiàn)象的發(fā)生，提高金剛石復(fù)合片鉆頭的壽命，結(jié)構(gòu)簡單的聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件。為解決上述的技術(shù)問題，本技術(shù)采用的技術(shù)方案一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特殊之處在于所述的過渡連接件由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體上設(shè)置有與小尺寸圓柱匹配的定位孔，大尺寸圓柱的端面與聚晶金剛石復(fù)合片的硬質(zhì)合金底層焊接。上述的小尺寸圓柱上可設(shè)置有公螺紋。上述的大尺寸圓柱的直徑與金剛石復(fù)合片直徑一致，高度2 5mm。上述的小尺寸圓柱的直徑為圓柱直徑的三分之一至三分之二，高度為3 7mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果I、過渡連接件與鉆頭基體之間在螺紋連接或緊密配合定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行填充釬焊，既解決了復(fù)合片的快速安裝和定位問題，同時提高了其連接強(qiáng)度，保證了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。2、使金剛石復(fù)合片鉆頭的焊接過程自動化成為可能，可提高鉆頭生產(chǎn)效率，并穩(wěn)定焊接質(zhì)量，可廣泛應(yīng)于石油、地質(zhì)及煤炭等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。附圖說明圖I是本技術(shù)的實施例I結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本技術(shù)連接金剛石復(fù)合片片與鉆頭基體示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1-3，本技術(shù)的過渡連接件3由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體4上設(shè)置有與小尺寸圓柱6匹配的定位孔，大尺寸圓柱5的端面與聚晶聚晶金剛石復(fù)合片I的硬質(zhì)合金底層2焊接。參見圖2，上述的小尺寸圓柱6上設(shè)置有公螺紋。上述的大尺寸圓柱5的直徑與金剛石復(fù)合片直徑一致，高度2 5_。上述的小尺寸圓柱6的直徑為圓柱5直徑的三分之一至三分之二，高度為3 7mm，但根據(jù)鉆頭尺寸大小可適當(dāng)變化。參見圖3，以Φ13. 3X4. 5規(guī)格金剛石復(fù)合片為例進(jìn)行分步說明。第一步過渡連接件3加工。若鉆頭基體4材料為45#鋼，則選用45#鋼加工過渡連接件3，且使大尺寸圓柱和金剛石復(fù)合片的直徑相同(13. 3_)，高度為2_ ;小尺寸圓柱直徑5mm,高度5mm。第_■步鉆頭基體4加工,和常規(guī)鉆頭基體不同的是,本技術(shù)涉及的鉆頭基體其焊接面上多了一個與過渡連接件3的小尺寸圓柱對應(yīng)的定位孔，定位孔直徑和過渡連接件3的小尺寸圓柱的直徑向?qū)?yīng)，因此加工定位孔直徑為5mm，深度為5mm。第三步清理硬質(zhì)合金底層2和過渡連接件3的大尺寸圓柱5的端面，包括除油、噴砂等，裸露出新鮮面，然后分別涂上釬劑和高溫釬料或焊片，采用真空釬焊、擴(kuò)散焊等焊接方法進(jìn)行焊接，特點是焊接時間和溫度可控，易于實現(xiàn)自動化，焊接溫度控制在800°C以上，因工件較小，焊接時高溫持續(xù)時間比較短，對金剛石復(fù)合片的熱損傷明顯降低。第四步將焊接有金剛石復(fù)合片的過渡連接件3進(jìn)行再清理，包括端面及端面，并清理鉆頭基體4內(nèi)凹處，然后使過渡連接件3與鉆頭基體4緊密配合，特點在于有利于實現(xiàn)金剛石復(fù)合片片的快速、準(zhǔn)確定位，減少焊接過程中的輔助時間，提高焊接效率。如果采用其他連接型式，要確保鉆頭基體部分結(jié)構(gòu)與過渡連接件3的小尺寸圓柱和結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。第五步利用高頻加熱或火焰釬焊的方式，采用銀質(zhì)焊料分別充填金剛石復(fù)合片和過渡連接件與鉆頭基體之間的焊縫，焊接溫度控制在600°C 750°C之間，其優(yōu)點在于實現(xiàn)了螺紋連接(緊密配合)固定與釬焊連接的有機(jī)結(jié)合，保證了連接強(qiáng)度和質(zhì)量。權(quán)利要求1.一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特征在于所述的過渡連接件(3)由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體(4)上設(shè)置有與小尺寸圓柱(6)匹配的定位孔，大尺寸圓柱(5)的端面與聚晶金剛石復(fù)合片(I)的硬質(zhì)合金底層(2)焊接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特征在于所述的小尺寸圓柱(6)上可設(shè)置有公螺紋。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特征在于所述的大尺寸圓柱(5)的直徑與金剛石復(fù)合片直徑一致，高度2 5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特征在于所述的小尺寸圓柱(6)的直徑為圓柱(5)直徑的三分之一至三分之二，高度為3 7mm。專利摘要本技術(shù)涉及一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件。本技術(shù)由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體上設(shè)置有與小尺寸圓柱匹配的定位孔，大尺寸圓柱的端面與聚晶金剛石復(fù)合片的硬質(zhì)合金底層焊接。本技術(shù)既降低高溫對金剛石復(fù)合片的熱損傷，保持其優(yōu)良的切削性能；又保證了其相對較高的連接強(qiáng)度能，解決了復(fù)合片的快速安裝和定位問題，同時提高了其連本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種聚晶金剛石復(fù)合片與鉆頭基體的過渡連接件，其特征在于：所述的過渡連接件（3）由兩個大小不同的圓柱疊加組成，鉆頭基體（4）上設(shè)置有與小尺寸圓柱（6）匹配的定位孔，大尺寸圓柱（5）的端面與聚晶金剛石復(fù)合片（1）的硬質(zhì)合金底層（2）焊接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫榮軍，王傳留，郭勇，李耿，王勇，姜政剛，
申請(專利權(quán))人：中煤科工集團(tuán)西安研究院，
類型：實用新型
國別省市：
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