2019年3月
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增强刀板的强度并利用碎合金磨铣大块磨屑。存在以下问题：
(1)焊接面在本体上，整体预热时间长;(2)碎合金需焊接在本体上，但本体过大，只能使用氧乙炔气焊，焊接效果不好;(3)受限于焊接方法，无法进行工业化生产;(4)刀板定位不准确。针对上述问题，设计了模块化磨鞋的焊接结构[5]。将磨鞋上镶嵌规则硬质合金刀具及碎合金的平面从磨鞋本体上分离，设计成小模块，将硬质合金块和碎合金块与小模块钎焊后再将小模块插入本体，再用熔化焊或铆接的方法将小模块与本体连接，有以下优点：(1)需对小模块进行短时间预热，降低了成本;(2)焊接面在小模块上，操作方便，可使用多种焊接方式进行加工;(3)可批量生产;(4)刀板定位准确。 3 现场应用情况
选用YT535硬质合金和银基合金，使用新型焊接工艺自 制一批磨鞋[3]，在中原油田明394井、明494井等七口井成功作业九井次。典型井例：明394。明394井大修作业期间磨铣N80油管，先后使用自制Ф114mm 五棱磨鞋一只、Ф112mm 平底磨鞋两只。五棱磨鞋作业8h，进尺5m，磨铣效率0.63m/h ；平底磨铣作业14.5h，进尺4.8h，磨铣效率0.33m/h。对比试验结
果，五棱磨鞋与国产普通磨鞋相比，磨铣效率提高了90%，使用寿命提高了1倍；与国外工具相比，磨铣效率为国外工具的70%左右，使用寿命与国外工具相当，节省了大量的起下钻作业时间，大大缩短作业时间和作业费用。感应钎焊
4 结语
磁感应钎焊工艺首次应用于磨铣工具加工，解决了常规氧乙炔钎焊加热效率低、无法控制温度、焊接缺陷多的问题。设计了模块化磨鞋的焊接结构，降低了加工难度，提高了加工精度和效率，为提高工具的使用性能提高了保障。改进后的焊接工艺磨铣工具的磨铣效率能达到国外磨鞋磨铣效率的70%，是国产普通磨鞋的2倍以上。 参考文献：
[1] 王宇.磨铣工艺现状与技术探讨[J].中国化工贸易，2015，(6):127.
[2] 王新洪，邹增大.磨铣工具强化材料及焊接工艺的进展[J].机械工程材料，2001，25 (4):4-10.
[3] 陈建中，熊计，郭智兴，等. 硬质合金焊接新工艺发展现状与趋势[J]. 硬质合金， 2009，26(2): 127-133.
[4] 岳喜山，孙凤莲. 硬质合金圆环与钢基体钎焊过程的数值模拟[J]. 焊接学报， 2005，26(9): 35-43.
[5] 史桂云.捞杯高效磨鞋的研制[J].科学技术，2010，(6)：55.
作者简介：单晓伟，女，工程师，2006年毕业于西南石油大学，主要从事修井工艺技术研究工作。
1 引言
国内的磨铣工具质量参差不齐，效率低，施工周期长，修井
成本高[1]
。国产磨铣工具主要通过常规氧乙炔钎焊加热，加热效率低，无法控制温度，焊接缺陷多。硬质相颗粒与胎体金属间的结合强度差，易脱落是主要技术问题之一。国外磨铣工具结合强度好，磨铣效率高，但供货周期长、费用高。为此，针对焊接
这个加工难点，开展了磨铣工具新型焊接工艺的研究[2]
。
2 钎焊工艺的研究
2.1 传统焊接工艺
传统磨铣工具均为一体化设计，尺寸大、形状复杂、焊接面
积大，明显不同于常规的钎焊硬质合金刀具[3]
。对于磨铣工具的钎焊试制，火焰钎焊加热速率低，磨铣工具钢体导热快、尺寸大，无法实现磨铣工具整个钎焊区域温度场的均匀化控制。感应加热钎焊加热迅速，钎料液化过程短。但当钎焊大厚工件时，加热温度不均匀，工件表面温度高，芯部温度低，难以保证钎焊质量，效率低。炉中钎焊可解决钎焊温度场的均匀性问题，其加热速率低。磨铣工具一旦放入炉中，整个钎焊过程就不能再人为调整，容易造成钎料不足、硬质合金氧化、气孔等质量缺陷。
2.2 新型焊接工艺的研究
为实现高质量磨铣工具的试制，创新性地提出采用炉中钎
焊、高频感应钎焊和火焰钎焊复合的工艺，即采用炉中钎焊预热将工具加热到邻近钎焊温度并充分保温，然后快速出炉放置在感应圈内采用高频感应加热直至整个工具温度升至钎焊温度，在钎焊过程中采用火焰钎焊辅助热源，调整整个工具温度场控制的均匀性。
预热温度选定：630±5℃，保温0.5～2h使钢体热透。能减缓随后高频加热时间，使被焊工件整体温度迅速、均匀升高，提高焊接效率；可降低焊接应力和焊接应变速率，利于避免产生焊接裂纹；还能降低焊接结构的拘束度。
高频感应焊接采用的加热设备，感应圈是其重要元件，交流电源的能量是通过它传递给焊件而实现加热的。感应圈的选用原则：感应圈应有与焊件相适应的外形，尽量减少感应圈本身和焊件之间的无用间隙，间隙最好不大于2～3mm，以便提高加热效率。为了使焊件加热平稳、均匀，防止焊件尖角处发生局部过热，应当合理选择感应圈的匝数和感应电流的交变频率等参数。辅助热源为氧乙炔火焰，加热温度较低区域，调整焊件温度场的均匀性。
2.3 模块化磨鞋焊接结构的设计[4]
为适应磁感应钎焊等焊接方式，传统的磨铣工具均为一体
化设计，有很多缺点。如传统一体化磨鞋加工结构先将刀板镶焊硬质合金刀具后，再将刀板插入本体，然后焊接碎块硬质合金，
高效修井磨铣工具新型焊接工艺的研究和应用
单晓伟(中原油田分公司石油工程技术研究院，河南 濮阳 457001)
摘要：目前，中国国产磨铣工具存在硬质相颗粒和胎体金属间结合强度差，易脱落的问题。磨铣工具的加工难点主要在焊接环节。文章开展了新型焊接工艺研究，首次将磁感应钎焊工艺应用到磨铣工具的钎焊加工种，提出将钎焊工艺采用炉中钎焊、高频感应钎焊和火焰钎焊复合的钎焊工艺；设计了模块化磨鞋的焊接结构。改进后的磨铣工具在中原油田成功应用。关键词：修井；磨铣工具；焊接；模块化；工艺
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