一、試驗材料

試驗采用127mmX10mm的鉆桿桿體和鉆桿接頭，材料為35CrMo. 所用中間層為FeNi-CrSi-B鐵鎳基非晶箔片，熔點為1050~1100℃，厚度為25μm，其化學成分見表1。

表1中間層的化學成分

二、焊接設備

鉆桿專用擴散焊設備，主要由中頻電源及感應加熱器、夾具及液壓、冷卻系統、保護系統和控制系統組成。其中感應加熱器為單匝上下對開，內部有冷卻水通道，外側有保護氣路，水電氣一體化，操作簡單，便于工件的安裝和拆卸。液壓系統提供夾緊力和頂緊力，實現工件的固定和焊接壓力。控制系統采用PLC+PRC模塊，并通過觸摸屏設定工藝參數，實現人機界面對話。冷卻系統由水箱、水泵、散熱片及風扇組成，通過循環水冷卻 夾具、感應加熱器及液壓系統。

圖1鉆桿TLP連接設備示意圖

圖1
1---后頂架，2一基座；3C形架；4一鉆桿接頭；5一感應加熱器；6一控制面板；7一龍門架；8一鉆桿桿體

三、擴散焊工作過程

①車削加工鉆桿接頭和桿體端面，平均粗糙度為Ra6.3um.

②打開感應加熱器，C形架和龍門架上夾頭抬起。鉆桿接頭安裝在C形架定位座上行程開關控制C形架運行直到接頭待焊端面位于感應加熱器中心。鉆桿桿體從右側裝入，待兩焊接端面接觸時夾緊桿體。調整C形架上的定位座進行錯位調整。

③運行C形架分離兩待焊端面，將與焊接端面等形狀的Fe-Ni-Cr-Si-B中間層合金箔片置于兩待焊端面，C形架推后頂架，壓緊中間層合金箔片。

④合上感應加熱器，接通光纖測溫儀，打開冷卻水和Ar保護，觸摸屏設定焊接參數和 后熱處理參數，通過PLC＋PRC運行焊接程序。在加熱溫度1215℃、保溫時間4min，壓 力9 MPa的工藝參數下進行鉆桿擴散焊。焊后加熱溫度650℃，保溫5min回火，

⑤焊接程序結束后，打開感應加熱器，C形架和龍門架上夾頭上抬。焊接后的鉆桿通下料機構從右側下料，C形架退回左側，焊接完畢。

四、接頭分析

對焊后試樣進行拉伸、彎曲試驗。采用過渡液相擴散焊工藝焊接鉆桿，接頭變形小，焊縫處無摩擦焊時的飛邊，焊縫成形美觀。拉伸試驗時斷在母材上，擴散焊接頭強度高于母材，彎曲試驗時，接頭處面彎、背彎180"未斷，接頭具有很好的塑性。