激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法

    摘要：本发明公开一种激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，采取的工艺流程为采用冷压法制造多层结构的金刚石钻头胚齿，采用热压烧结法制造成型的金刚石钻头齿，采用激光焊接方法把若干圆周等分均布的金刚石钻头齿同轴焊接在厚壁钢管的一端，焊后回火处理，采用CO2填丝保护焊或高频钎焊方法加强金刚石钻头齿与厚壁钢管的焊接强度，焊后回火处理，对厚壁钢管进行相关尺寸的机械加工而制作出钻头成品。与现有的中频热压烧结法、电阻热压烧结法、无压浸渍法等烧结法相比，本发明烧结模具的成本可降低60%，能耗可降低58%，整体效率仍可提高50%；与现有的电镀法相比，可以免除重金属离子的环保回收利用成本，或者无环境污染问题。
    独立权利要求：1.激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于采取的工艺流程为：①、采用冷压法制造多层结构的金刚石钻头胚齿；②、采用热压烧结法制造成型的金刚石钻头齿（1）；③、采用激光焊接方法把若干圆周等分均布的金刚石钻头齿（1）同轴焊接在厚壁钢管（2）的一端；④、焊后回火处理；⑤、采用CO2填丝保护焊或高频钎焊方法加强金刚石钻头齿（1）与厚壁钢管（2）的焊接强度；⑥、焊后回火处理；⑦、对厚壁钢管（2）进行相关尺寸的机械加工而制作出钻头成品。
    2.根据权利要求1所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：系列厚壁钢管（2）的内外直径为36mm～400mm，同一厚壁钢管（2）的厚壁为8mm～25mm。
    3.根据权利要求2所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：系列金刚石钻头齿（1）的内外半径为18mm～200mm、内外弦长为10mm～40mm、高度为8mm～30mm，同一金刚石钻头齿（1）的内外半径差为8mm～25mm、内外弦长差为3mm～15mm。
    4.根据权利要求1～3中任意一项所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：所述金刚石钻头齿（1）为沿径向的内、中、外三层料结构，钻头齿中层料（7）的金刚石用量＞钻头齿外层料（8）的金刚石用量＞钻头齿内层料（6）的金刚石用量。
    5.根据权利要求1～3中任意一项所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：所述激光焊接的焊透深度≦7mm，焊接功率为1KW～2.3KW，入射角＜5°，光斑直径为￠0.15mm～￠0.25mm，激光焦距为170mm～173mm，光斑偏移量中钻头齿与钢体为5.5：4.5～6.5:3.5；焊接时厚壁钢管（2）回转线速度为0.6米／分～2米／分。
    6.根据权利要求1～3中任意一项所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：所述CO2填丝保护焊的焊丝直径为￠0.8mm～￠1.2mm，焊接电流为50A～280A，焊接时厚壁钢管（2）的回转线速度为每分钟6米／分～9米／分。
    7.根据权利要求1～3中任意一项所述的激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法，其特征在于：所述高频钎焊的银焊片厚度为0.2mm～0.6mm，焊接温度为650℃～750℃，单个金刚石钻头齿（1）加热的功率为5KW～10KW，保温时间为5秒～10秒。