激光焊接金刚石钻头(金刚石钻头焊接机)

PCD工具都有哪些焊接方法？

一、激光焊接

激光焊(Laser Beam Welding)是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、适应性强等优点。激光焊接 过程属于传导焊接，即激光辐照工件表面，产生的热量通过热传导向内部传递。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，使工件达到一定的熔 池深度而表面又无明显的汽化，即可进行焊接。由于功率密度大(可达109W/cm2)，因此激光焊接过程中在金属材料上生成小孔，激光能量通过小孔往工件 的深部传输，减少横向扩散，材料的融合深度大，焊接速度快，单位时间焊合的面积大。

此外，激光焊接形成的焊缝深而窄，深宽比大(可达2～10)，焊合单位 面积所需能量小，热影响区小，焊接变形小。一般不加填充金属，依赖焊件自身融合。激光焊接系统有高度的柔性，易于实现自动化。但用激光焊接时，要求被焊件 有较高的装配精度，原始装配精度不能因焊接过程热变形而改变，且光斑应严格沿待焊缝扫描而不能有显著的偏移，否则将造成严重的焊接缺陷。此外，由于激光器 及其焊接系统的一次投资较大，焊接成本高，对母材的要求较高，参数多，对操作技能的要求高等等，都制约了激光焊接的广泛应用。使用激光进行PCD复合片的 焊接，获得的焊接接头强度可高达1800MPa，且对金刚石层不会产生热损伤，是一种理想的PCD焊接方法，目前多用于金刚石圆锯片的焊接。

二、真空扩散焊

真空扩散焊(Vacuum Diffusion Bonding)是指在较高的温度和较大的压力下，使处于真空中清洁的零件表面相互靠近，在相当小的距离内原子相互扩散从而将两部分连接在一起的焊接方 法。真空扩散焊一般是在被焊材料熔点温度(绝对温度)的60%～80%的温度下进行的，因此对于膨胀系数差异很大的材料(如PCD复合片的硬质合金基底与 45#钢刀杆)，此种方法显得十分有效。在进行扩散焊时，零件在真空室中的加热是在不断往外抽气的情况下进行的，因而能除掉零件表面的吸附气体和氧化膜。

此外，真空扩散焊能保持工件的几何尺寸和形状精度，获得具有真空密封的、热稳定的、抗震的接头。因此，真空扩散焊在PCD地质钻头的焊接中得到了广泛应 用。的应用可保证钻头的质量，提高焊接强度，增大钻头的进尺深度。美国桑迪亚实验室在焊接表面进行镀镍处理，镀层厚25～50?，然后在650℃下经受 214.62MPa的压力达4小时，进行真空扩散焊，其剪切强度为413.36～551.2MPa。

使用真空扩散焊进行PCD复合片焊接时，其焊接工艺过程复杂，焊接时间较长，成本高，需用专用设备，一次性投资很大。目前，真空扩散焊一般只用于焊接强度要求高、使用时振动较大的地质钻头的焊接，还未用于大批量制造通用刀具的生产中。

三、真空钎焊

真空钎焊(Vacuum Brazing)是指在真空状态下进行零件的钎焊焊接。由于这种方法是在无氧化气体的气氛中进行的，所以能获得强度、韧性和均匀性都比较高的优良接头，是 一种新兴的焊接方法。进行真空钎焊必须采用专用设备，焊接过程中，在控制真空度的同时还要控制焊接温度，因此工艺复杂，操作难度较大。目前，利用真空钎焊 的方法进行PCD油田钻头的焊接，其钎缝的剪切强度可达451.9MPa。

四、高频感应钎焊

高频感应加热技术是二十世纪初发展起来的一项加热技术。由于具有加热速度快、材料内部发热和热效率高、加热均匀且有选择性、产品质量好、几乎无环境污 染、易于实现生产自动化等一系列优点而得到迅速推广。目前，这种加热技术在机床制造、汽车、拖拉机制造、轴承制造、量具刃具制造及一般机械零件制造中都得 到了广泛应用，并且其应用范围日益扩大，高频感应钎焊就是其中一个主要应用方向。

高频感应钎焊(Hi-frequency Induction Brazing)就是利用电磁感应原理使电磁能在钎料和零件中转化成热能，将钎料加热到熔融状态，从而将零件焊接在一起的焊接方法。采用这种方法，钎焊加 热速度快，功率密度可达10～100kW/cm2，通常可在几秒钟内完成加热过程，并能保证零件的尺寸精度，其剪切强度可达300～400MPa。

与激光焊接、真空扩散焊、真空钎焊等焊接方法比较，高频感应钎焊的最大优势在于其设备投资少、焊接工艺易于掌握，其缺点在于高频感应加热的温度难于控制。目前，高频感应钎焊PCD复合片的应用比较广泛，但其工艺还有待于进一步提高。

针对PCD耐热性差的特点，采用水冷钎焊、惰性气体保护钎焊等改进方法是为了减少加热过程对PCD层的热损伤，以相应地提高焊接温度，获得更高的焊接强度。

在改进现有技术的同时，新的制作方法也不断涌现。美国宇航局喷气推进实验室开发了一种焊接碳化钨和金刚石硬钎焊接点的微波加热工艺。这种接点能承受硬岩石 钻探温度达900℃，并能用来制造钻地热井所用的金刚石涂层钻头。其原理是利用微波具有选择性加热的特点，不使金刚石过热又能够达到钎焊温度的要求。为了 连接材料，把厚2～3mm的金刚石圆盘放在厚0.08～0.8mm钎焊层间的顶部(钎焊层位于碳化钨衬底上面)。将这个装置放在微波室的强电场中，加热到 钎料熔化为止。钎料及其尺寸是根据焊件不同热膨胀系数使得接点强度达到最大而残余应力最小来确定的。

金刚石钻头和金刚石复合片钻头的区别

金刚石钻头属于一种大类，里面包含了金刚石复合片钻头。

金刚石钻头以不同的地层使用条件可分为普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头两大类。

普通金刚石钻头适用于研磨性较高、地质较硬、地质复杂的地层。

聚晶金刚石复合片钻头能够被广泛的应用于硬质地层、软质地层、软硬适中的地层，其应用范围十分广泛。

刀片的不同是这两种金刚石钻头的主要差别所在。

您好 我想了解金刚石焊接

金刚石焊接材料及技术工艺资料光盘》

目录

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请问激光加工过程中产生什么污染

激光是20世纪的重大发明之一，它具有高亮度、良好的单色性和相干性及方向性这四大特性。由于激光加工是无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形，无冲击噪声；激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件；激光加工过程中激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工最少。由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合对复杂工件进行加工。因此激光加工是一种极为灵活便捷的加工方法，生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。

激光加工可适用于大部分的金属（碳钢、不锈钢、铝、铝合金、钛合金等）及非金属材料（玻璃、有机玻璃、纤维板、木材、纸张等），尤其是其他工艺方法无法加工的超硬材料和稀有金属等。广泛适用于：汽车、冶金、电气仪表、微电子、五金、机械制造、装饰装潢、包装、印刷、交通运输、制药、卷烟等行业。

激光切割技术，与其它的切割工艺相比，具有高速度、高精度和高适应性，割缝细、热影响区小（变形小）、切割端面质量好、切割无噪音、焊缝区组织和性能与母材接近等优点；而且，加工只需简单夹具，无需模具，可代替采用复杂模具冲切的加工方法，能够大大缩短生产周期，降低生产成本。例如可以对石油筛管进行切缝；可以对金属管材、板材进行切割，利用激光切缝技术可以降低金刚石圆锯片工作过程中产生的严重噪声污染等。

激光焊接技术，与其它的焊接方法相比，不需要电极和填冲材料，可实现定域加热、保证高速加热。因为焊接时无机械接触，排除了无关物质落入被焊零件的可能，焊接区几乎不受污染。可以对高熔点、难熔金属或不同厚度、不同金属材料进行焊接。例如利用激光焊接金刚石圆锯片及钻头，可以提高基体与金刚石刀头的结合强度，而且几何精度高，能适用于干切，克服了刀齿脱落的现象。

激光淬火技术，又称激光相变硬化，是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。具有加热速度快、淬火硬度高、淬火部位可控、不需淬火介质等优点。激光表面熔凝技术，是采用激光束将基材表面加热到熔化温度以上，当激光束移开后由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的表面处理工艺。特别适合于灰口铸铁和球墨铸铁的表面强化，提高耐磨性能。

激光冲击淬火技术，是采用功率密度极高的激光束在极短时间内作用于金属表面，使金属表面发生局部剧烈蒸发，产生高达105大气压的压力，使金属表面发生强烈的塑性变形，形成高密度的位错、孪晶，使材料表面强度与硬度显著提高。适合那些无法通过相变硬化进行表面强化的材料，如铝合金等。

钻铣金属管的桶形合金钻头

1、依据你提供的图片资料，这样的钻头叫金刚石筒钻（由于在工作时，需要加水冷却和润滑，因此，也有称其为：水钻、金刚石水钻）

2、金刚石用于切削，其特点是：怕软不怕硬

3、各种石材属于硬材料（或称：脆性材料），而不锈钢相对石材来说，属于“软”材料

4、这种金刚石钻是将金刚石颗粒一半镶嵌在金属基体内，一半露在外进行而进行钻孔工作的，实现金刚石用金属包裹的方法是用粉末冶金，也就是将金属粉末包裹金刚石颗粒，一起压制成块，而后烧结，将金属粉末固化成块状金属，再将部分金属磨掉，将所有的金刚石露出半个金刚石出来，用于“磨”石材上的孔。

5、金刚石钻的工作原理，不是“切削”加工，而是“磨削”加工，也就是将被加工对象“磨”成粉末而得到一个孔的

6、不锈钢上开孔一般要用切削加工的方式，用金刚石是不合适的，不锈钢这样的“软”材料将会“粘”掉金刚石颗粒，导致无法工作

7、金刚石筒钻非常贵，因为金刚石本身就很贵，加上粉末冶金工艺也很贵，还要将刀头用激光焊接在基体（后面的筒体）上，这样就使得金刚石筒钻很贵

8、建议在不锈钢上开孔，可以用等离子切割，条件允许时，选择激光切割

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