[發明專利]摩擦焊管件連接和摩擦焊接的帶切削液通道的鑿巖鉆頭

無效

• 申請號: 01121657.3
• 申請日: 2001-06-20
• 公開（公告）號: CN1329962A
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 鮑爾·約瑟夫
• 申請（專利權）人: 希爾蒂股份公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;E21B10/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張兆東

本發明涉及摩擦焊管件連接和作為另一個方面的帶一沿刀具軸線延伸的用于切削液的通道的用來至少部分沖擊式地刮鑿切除巖石材料的鑿巖鉆頭，如沖擊鉆頭或鑿巖鉆頭，其中鑿巖鉆頭由多個通過摩擦焊相互連接的分段組成。

按US4323185通常兩個軸向相互對接的構件在其軸向相互對接的端面的接縫區內通過在法向力作用下在相對運動時由摩擦產生的熱量摩擦焊接在一起。

按US5205464兩個薄壁管件在其相互對接的端面處摩擦焊接。這時出現不確定的向內突起的熔接凸耳。

按DE3626009兩個實心圓柱形零件在一外部的、形成一環形腔的焊接襯套之內在其相互對接的端面處摩擦焊接，其中熔接凸耳部分充填環形腔的空間。這種解決方案也可用于管件的外表面，這時出現附加的不確定的向內突起的熔接凸耳。

鑿巖鉆頭具有一做成冷卻液通道的空心柄部，它終止于鉆頭頭部的噴口。通常這種鑿巖鉆頭由許多段拼接而成，特別是由一經常做成鉆桿的、管狀柄部和一具有裝在端面上的高硬材料嵌件的、帶噴口的刀頭組成。其次管狀柄部的另一端通常與一做成裝在刀夾內的插入端連接，它至少部分是同軸空心的。在鑿巖鉆頭內部伸展的、大多沒有貫通的同軸孔的冷卻液通道不能以通常的切除材料的方法修整。

按US4817852管狀柄部和帶高硬材料嵌件和噴嘴的刀頭在柄部和刀頭相互同心對接的端面之間的接縫區內摩擦焊接。在摩擦焊接時必須形成的內熔接凸耳填滿一專門為此形成的、與接縫面相鄰的內環形槽。但是這種環形槽不能可靠地防止熔接凸耳進入本身的切削液通道。因此不能確實保證從刀夾到刀頭有一定的切削液流量。

US5803187公布一種鑿巖鉆頭，它具有一帶高硬材料嵌件和噴口的刀頭，以及一作為鉆桿的管狀柄部，它們在接縫區端面一側同心地以相同的內徑相互鄰接。越過該接縫區在構成切削液通道的內部設有一導套，它以其外殼面既直接貼合在管狀柄部的內表面上，又貼合在刀頭的內表面上。這個由聚四氟乙烯組成的導套只用于鉆桿和刀頭的同心導向。

本發明的目的是實現一種摩擦焊連接方法，它沒有不確定的突入內部的熔接凸耳。本發明另一個想法是，實現對于由多個通過摩擦焊相互連接的分段組成的鑿巖鉆頭的可靠的冷卻液流通。

這個任務主要通過獨立權利要求的特征來解決。優良的改進結構由從屬權利要求得到。

主要是在管件連接的兩個相互同心布置在接縫區內的摩擦焊零件的空心內腔內設有一焊接襯套，該焊接襯套以一部分基本上相當于零件內徑的外徑和一部分明顯縮小的外徑至少部分地力鎖合地與一個零件連接，其中在焊接襯套部分明顯地縮小的外徑和至少一個零件的內徑之間在接縫區內形成的環形腔部分地被在摩擦焊時形成的熔接凸耳填滿。

明顯縮小的外徑為零件內徑的70-80％最為有利，由此在容納熔接凸耳的環形腔的體積和焊接襯套的內徑之間得到很好的折衷。

更有利的是焊接襯套分段地做成兩個基本上具有相同長度，分別延伸到端面處的不同直徑的區域，其中直徑減小的部分形成一單側張開的外槽，并且其長度的大致三分之二力鎖合地壓入一零件內，由此明顯減小的外徑作為單側張開的外槽形成一在接縫區內在兩個零件上延伸的軸向單側張開的環形腔。因此可能溢出的熔接凸耳沿圓周方向分布地軸向擴展。

另外焊接襯套由相對于管件連接的零件具有相同或更高熔點的材料組成是有利的，最好是由同樣的材料組成。

鑿巖鉆頭的管狀柄部與刀頭和/或插入端在端面處的連接做成摩擦焊接是有利的，其中在接縫區內部分別設一焊接襯套。通過熔接凸耳在環形腔內可能的軸向延展焊接襯套的內徑確定地用作切削液通道，并可以在確定切削液流通的尺寸時明確地加以考慮。

參照一優選的實施例用以下附圖對本發明作較詳細的說明：

圖1摩擦焊管件連接，

圖2帶切削液通道的摩擦焊的鑿巖鉆頭。