论文部分内容阅读
[摘 要]PDC钻头有着复合属性，是金刚石聚晶的优良钻头。钻探性能适中，适宜煤田采掘、勘测石油领域。钻头可被运用的时段很长，运用成效很高，适合偏硬岩层。然而，在不够匀称的、碎裂的地层及过硬的地层内，钻头常会滑脱，刀刃也会崩裂。为此，有必要探析PDC这类钻头常见的焊接工艺，提升焊接强度。
[关键词]PDC钻头 焊接强度 工艺
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0030-01
PDC复合片，含有聚晶形态下的金刚石。在偏复杂岩体中，钻头常常掉落，失去钻探效能。调研结论表明，焊接强度干扰着这样的钻头运用。识别影响因素，在这种根基上摸索出了新颖的焊接流程。这样制备出来的钻头更能耐磨，可以抵抗冲击，提升焊接强度。钻孔终结以后，钻头没有碎裂，减小耗费成本。
一、 试验前的预备
选出来的原材为凹式钻头，把它当成样本。PDC固有直径95毫米。选取焊条及银制的焊片，焊接试剂融汇了铜元素、银及铁元素。添加的脱水剂，含有无水乙醇。PDC特有的原材型号，包含1308类型。必备焊接设备，是加热必备的感应超音频装置[1]。
真正焊接之前，要着手预处理，填涂除锈试剂以便除掉氧化物。历经预处理后，选用酒精来洗净，然后砂轮打磨。再次擦涂酒精，除掉表层附带着的污渍，让表层更湿润。
二、 提升焊接强度
（一） 钻头焊接流程
PDC特有的焊接流程，含有三重步骤：第一步，焊接中心柱，并衔接复合片；第二步，焊接周边外侧，以便确保稳固；第三步，焊接刀翼这样的复合片。要注重的侧重点，是焊接复合片。在窝槽之中这样焊接时，钎焊必备温度应被提升至650摄氏度。升至700摄氏度，PDC层级内的金刚石渐渐融化为石墨，减小固有硬度[2]。为此，要查验钎焊的精准温度，管控这种温度。
对于处理窝槽，均匀予以加热。达到设定好的温度点，再添加近似粉末这样的溶剂，以此便利钎焊。预处理得来的新复合片、焊接成的银焊片，应被填入窝槽。采用工具予以预热，调控精准温度。PDC被复位后，停止加热并接着去添加压力，排掉冗余杂质及气流。依照相同流程，依次焊接钻头。
（二） 后续冷却及修护
对比钻頭体，PDC固有的材质并不等同；相关收缩系数，也会包含差值。历经冷却后，彼此衔接之处很易增添内应力，减小设定强度。焊接完成之时，应当预备好珍珠岩，把PDC布设在其中以便保温，或采用冷处理，缩减潜在应力。冷却完毕以后，要打磨且喷砂，除掉表层伤疤。
（三） 测得真实强度
识别抗剪强度，必备的原材含有钢圆柱体、复合片材质等。先要磨平表层，选出同类质地的原材，衔接两类试样。依照设定好的加载流程来测得它的抗剪状态。测出来的数值，含有抗剪强度、缝隙被剪开之时的真实载荷、多次测得的均衡数值、PDC的直径。
三、 探析新颖工艺
（一） 新式焊接特性
焊接用的钻头被布设为内凹三翼状态。钻头固有的中部含有双重支柱；外侧添加了三个优质的刀翼。PDC被嵌入预留出来的窝槽之内，衔接着钻头体、中部的支柱。依照力学特性，刀翼固有的宽度应等同，便于钻头打磨。窝槽被布设在钻头底侧，它的方位关系着切削倾斜角、空间内的径向角。
通常情形下，倾斜角可被设定成20°，适应各类地层。若是偏软地层，可设定较小的这类角度；对于偏硬地层，则设定得较大，以便规避损毁及冲击。常常设定15°这样的径向角，便于洗净钻头，转移岩层粉末[3]。
（二） 选取最优材质
钻头必备基体，含有胎体及钢体。在这之中，钢体基体融汇了低合金特有的优良钢材，制备流程简易，耗费时段及金额都不多。对于胎体钻头，它融汇着镍粉、偏少比值钨粉、铜及锡调制好的合金，历经烧结得到。复合片可分为碳化钨这样的偏硬衬底、人工制备成的金刚石；接口含有偏硬的合金。
对比胎体而言，钢体显示出来的强度还是偏大的。常见钎焊步骤，含有火焰钎焊、新式感应钎焊。依照钻头特性，常常选取高频状态之下的钎焊，有着感应特性。若选火焰钎焊，则运用可被燃烧的气流以便引燃，然后着手加热。这种焊接优势，是布设的设备很简易，操作便利且灵活。操作流程很易被查验，添加进来的原材均匀，同时稳定供应。在感应钎焊中，感应电流经由配件即可升温，加热局部配件。
结语：
提高焊接强度，可采纳如下工艺：着手焊接以前应能打磨复合片，喷砂并且添加酒精。在焊接进程中，调整钎焊温度，规避偏热情形下的PDC损伤。焊接后的这种复合片，可被送入珍珠岩，便利后续保温[4]。这样做，缩减了冷却带来的偏大应力。未来实践中，还应不断摸索，深入探析新颖的原材及焊接流程。
参考文献：
[1] 谢北萍，彭忠瑛，杨道合. PDC钻头焊接工艺的研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程，2011（02）：55-57+61.
[2] 张晓亮，孙荣军，姜政刚. PDC钻头焊接强度的有限元分析[J]. 热加工工艺，2012（17）：136-138.
[3] 唐胜利，左平英. PDC钻头焊前焊后处理工艺的试验研究[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程），2004（09）：61-62+60.
[4] 王鑫，徐建飞，郝荣明. PDC钻头自动焊接技术[J]. 焊接，2005（12）：48-51.
[关键词]PDC钻头 焊接强度 工艺
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0030-01
PDC复合片，含有聚晶形态下的金刚石。在偏复杂岩体中，钻头常常掉落，失去钻探效能。调研结论表明，焊接强度干扰着这样的钻头运用。识别影响因素，在这种根基上摸索出了新颖的焊接流程。这样制备出来的钻头更能耐磨，可以抵抗冲击，提升焊接强度。钻孔终结以后，钻头没有碎裂，减小耗费成本。
一、 试验前的预备
选出来的原材为凹式钻头，把它当成样本。PDC固有直径95毫米。选取焊条及银制的焊片，焊接试剂融汇了铜元素、银及铁元素。添加的脱水剂，含有无水乙醇。PDC特有的原材型号，包含1308类型。必备焊接设备，是加热必备的感应超音频装置[1]。
真正焊接之前，要着手预处理，填涂除锈试剂以便除掉氧化物。历经预处理后，选用酒精来洗净，然后砂轮打磨。再次擦涂酒精，除掉表层附带着的污渍，让表层更湿润。
二、 提升焊接强度
（一） 钻头焊接流程
PDC特有的焊接流程，含有三重步骤：第一步，焊接中心柱，并衔接复合片；第二步，焊接周边外侧，以便确保稳固；第三步，焊接刀翼这样的复合片。要注重的侧重点，是焊接复合片。在窝槽之中这样焊接时，钎焊必备温度应被提升至650摄氏度。升至700摄氏度，PDC层级内的金刚石渐渐融化为石墨，减小固有硬度[2]。为此，要查验钎焊的精准温度，管控这种温度。
对于处理窝槽，均匀予以加热。达到设定好的温度点，再添加近似粉末这样的溶剂，以此便利钎焊。预处理得来的新复合片、焊接成的银焊片，应被填入窝槽。采用工具予以预热，调控精准温度。PDC被复位后，停止加热并接着去添加压力，排掉冗余杂质及气流。依照相同流程，依次焊接钻头。
（二） 后续冷却及修护
对比钻頭体，PDC固有的材质并不等同；相关收缩系数，也会包含差值。历经冷却后，彼此衔接之处很易增添内应力，减小设定强度。焊接完成之时，应当预备好珍珠岩，把PDC布设在其中以便保温，或采用冷处理，缩减潜在应力。冷却完毕以后，要打磨且喷砂，除掉表层伤疤。
（三） 测得真实强度
识别抗剪强度，必备的原材含有钢圆柱体、复合片材质等。先要磨平表层，选出同类质地的原材，衔接两类试样。依照设定好的加载流程来测得它的抗剪状态。测出来的数值，含有抗剪强度、缝隙被剪开之时的真实载荷、多次测得的均衡数值、PDC的直径。
三、 探析新颖工艺
（一） 新式焊接特性
焊接用的钻头被布设为内凹三翼状态。钻头固有的中部含有双重支柱；外侧添加了三个优质的刀翼。PDC被嵌入预留出来的窝槽之内，衔接着钻头体、中部的支柱。依照力学特性，刀翼固有的宽度应等同，便于钻头打磨。窝槽被布设在钻头底侧，它的方位关系着切削倾斜角、空间内的径向角。
通常情形下，倾斜角可被设定成20°，适应各类地层。若是偏软地层，可设定较小的这类角度；对于偏硬地层，则设定得较大，以便规避损毁及冲击。常常设定15°这样的径向角，便于洗净钻头，转移岩层粉末[3]。
（二） 选取最优材质
钻头必备基体，含有胎体及钢体。在这之中，钢体基体融汇了低合金特有的优良钢材，制备流程简易，耗费时段及金额都不多。对于胎体钻头，它融汇着镍粉、偏少比值钨粉、铜及锡调制好的合金，历经烧结得到。复合片可分为碳化钨这样的偏硬衬底、人工制备成的金刚石；接口含有偏硬的合金。
对比胎体而言，钢体显示出来的强度还是偏大的。常见钎焊步骤，含有火焰钎焊、新式感应钎焊。依照钻头特性，常常选取高频状态之下的钎焊，有着感应特性。若选火焰钎焊，则运用可被燃烧的气流以便引燃，然后着手加热。这种焊接优势，是布设的设备很简易，操作便利且灵活。操作流程很易被查验，添加进来的原材均匀，同时稳定供应。在感应钎焊中，感应电流经由配件即可升温，加热局部配件。
结语：
提高焊接强度，可采纳如下工艺：着手焊接以前应能打磨复合片，喷砂并且添加酒精。在焊接进程中，调整钎焊温度，规避偏热情形下的PDC损伤。焊接后的这种复合片，可被送入珍珠岩，便利后续保温[4]。这样做，缩减了冷却带来的偏大应力。未来实践中，还应不断摸索，深入探析新颖的原材及焊接流程。
参考文献：
[1] 谢北萍，彭忠瑛，杨道合. PDC钻头焊接工艺的研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程，2011（02）：55-57+61.
[2] 张晓亮，孙荣军，姜政刚. PDC钻头焊接强度的有限元分析[J]. 热加工工艺，2012（17）：136-138.
[3] 唐胜利，左平英. PDC钻头焊前焊后处理工艺的试验研究[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程），2004（09）：61-62+60.
[4] 王鑫，徐建飞，郝荣明. PDC钻头自动焊接技术[J]. 焊接，2005（12）：48-51.