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PDC金刚石复合片钻头,是石油、地质钻探里的关键工具,钻头上一颗颗切削齿,都是把金刚石复合片焊接到钢基体上做成的。这个焊接环节看着简单,其实很讲究——焊缝强度直接关系到钻头下了井之后会不会掉齿,一旦掉齿,整根钻头可能就废了。河南四方达超硬材料股份有限公司是做金刚石复合片刀具的上市公司,最近向东莞市志远工业设备有限公司采购了一台真空钎焊炉,专门用于PDC齿往钻头体上的批量焊接,把这一块的产能再扩一扩。
一、PDC齿焊接,为什么对炉子要求这么细
PDC齿和钢基体的焊接,用的是银基钎料,工艺温度大概在950摄氏度上下。这个温度不算特别高,但有两个讲究。一是不能有碳污染——PDC是金刚石复合片,焊接过程中如果热场材料掉碳、污染到焊缝,复合片的性能会受影响,所以热场不能用容易掉碳的材料。二是真空度要够高,真空度不够,焊缝里容易出气孔,剪切强度就上不去。这两点直接决定了钻头下了井能用多久。
经过多轮技术沟通,最后定下来的方案是一台炉膛600×400×400毫米的标准机型,额定温度1300摄氏度,足够覆盖950摄氏度的焊接工艺。热场用的是钼带全金属热场,从源头上避免焊接过程中出现碳污染。真空系统配了三级泵组,真空度比常规炉型做得更高,就是为了把焊缝里的气孔压下去,让焊接质量稳定。这些配置都是围绕PDC焊接的实际工艺要求定的,不是堆参数。
二、上市公司采购,试样这一关过得很硬
四方达作为上市公司,采购流程走得比较规范。先核验厂家资质,再实地到厂里考察,最后还要做试样测试,一步都不能少。志远工业为了配合这个流程,专门寄了一台试机用的小炉过去,让四方达的技术人员用自己的PDC齿实际焊了几十件。焊完之后不是光看外观,而是做冲击试验和剪切强度测试,拿数据说话。

测下来的结果,焊接强度数据和四方达之前用的进口炉不相上下,而设备价格差不多是进口炉的一半,售后响应还更及时。这个对比很关键——之前用进口炉,性能是认可的,但价格高、售后远,出点问题等配件等服务都慢。国产设备如果性能追上来,成本和服务上的优势就很明显了。正是试样数据把这层顾虑打消了,双方才把合作定下来。 针对复杂工件,真空加压烧结炉的均匀加热特性更具优势。
三、温场均匀,批次焊接强度才稳
PDC齿焊接质量直接关系到钻头寿命,焊缝剪切强度是核心指标,每批焊完都要抽样做拉力测试。批量生产最怕的就是同一炉里有的齿焊得牢、有的齿焊得虚,抽样抽到好的就过关,抽到差的就漏检。这种批次不一致,靠后面全检是兜不住的,得从炉子本身的温场均匀性上解决。
志远工业这台真空钎焊炉的温场做得比较均匀,同一炉里摆进去的PDC齿,受热状态接近,焊出来的焊接强度一致性就好,抽样合格率也稳。四方达这边反馈,相比之前用的设备,废品率有了明显下降。废品率降下来,省的不只是材料钱,还有后面返工、检测、交付延误的成本,对批量生产的企业来说这笔账很实在。钻头是消耗品,四方达的订单跟着下游钻探需求走,产能上去了,交期也更有保障,不至于因为焊接环节卡住而影响整批钻头的出货。
四、监造、试机、培训,交付一环不落
设备出厂之前,四方达派了设备工程师到志远工业厂里监造,从头到尾看材料、看做工、看测试过程,不是签个合同就等收货。工程师在现场还实际试焊了三炉PDC齿,确认性能达标之后才签字发货。这种客户驻厂监造的做法,把问题挡在出厂之前,比设备拉到现场再发现问题要省事得多。

设备运到现场之后,安装调试花了两天,志远工业的技术人员和四方达设备部对接,把设备操作和日常保养讲清楚,各项指标顺利通过验收。做PDC钻头、金刚石工具批量焊接,真空钎焊炉的真空度和温场均匀性直接决定焊缝质量。东莞市志远工业设备有限公司的真空钎焊炉已经服务过不少超硬材料企业,欢迎有PDC、金刚石工具焊接需求的企业来厂考察试样,把实际工件带过来先焊几炉看看数据。 公司产品覆盖真空管式炉、真空渗碳炉等多种类型,欢迎咨询了解。