硬質(zhì)合金的焊接工藝現(xiàn)狀與展望

真正 · 發(fā)表于 2008-11-21 11:10:57

硬質(zhì)合金是一種以難熔金屬化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)為基體，以過(guò)渡族金屬(Co，Fe，Ni)為粘結(jié)相，通過(guò)粉末冶金方法制備的金屬陶瓷工具材料，它具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、耐磨損、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小以及化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于
切削工具、耐磨零件、采礦與筑路工程機(jī)械等領(lǐng)域【1】。
         硬質(zhì)合金的材質(zhì)脆硬、韌性差而且價(jià)格高，這些因素使其難以被制成大尺寸、形狀復(fù)雜的構(gòu)件加以應(yīng)用，而硬質(zhì)合金與鋼體材質(zhì)的焊接是彌補(bǔ)其不足的主要方法，合適可靠的焊接技術(shù)正在不斷拓展它的應(yīng)用范圍。因此，欲更好更合理地應(yīng)用硬質(zhì)合金，必須了解它的性能特點(diǎn)，根據(jù)其用途的不同而選擇合適的焊接工藝。
         1 硬質(zhì)合金的焊接性
         由于與硬質(zhì)合金相焊的基體材料一般是碳素鋼，硬質(zhì)合金與之相比具有較小的熱膨脹系數(shù)和較低的熱導(dǎo)率，因此焊接時(shí)容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：
         1）焊接裂紋
         硬質(zhì)合金的熱膨脹系數(shù)較小，一般為鋼的1/2～1/3，硬質(zhì)合金和鋼材焊后由于不能同步收縮，會(huì)在焊縫區(qū)形成很高的殘余應(yīng)力，且在硬質(zhì)合金上多為拉應(yīng)力，由此導(dǎo)致硬質(zhì)合金開(kāi)裂。焊接應(yīng)力是釬焊硬質(zhì)合金時(shí)出現(xiàn)裂紋以及接頭低應(yīng)力斷裂的主要原因【2】。
         2）焊縫脆化
         主要是在焊縫區(qū)形成M6C 型復(fù)合碳化物η相，其中M包含W、Fe 、Co、Ni等元素，主要原因是硬質(zhì)合金與鋼進(jìn)行焊接時(shí)，硬質(zhì)合金中的碳向鋼側(cè)擴(kuò)散，使硬質(zhì)合金中含碳量降低而形成η相【3】。焊縫脆化導(dǎo)致接頭的抗彎強(qiáng)度低。
         3）氣孔、夾渣及氧化
         這主要是出現(xiàn)在釬焊接頭中。當(dāng)加熱溫度過(guò)高時(shí)，造成釬縫氧化及焊料成分的嚴(yán)重?zé)龘p；而加熱溫度偏低，則釬料流動(dòng)性不好，形成虛焊,且焊縫內(nèi)留有大量氣孔和夾渣，以至嚴(yán)重降低焊縫強(qiáng)度【4,5】。
         2 硬質(zhì)合金的焊接方法與工藝要素
         由于硬質(zhì)合金與碳素鋼之間的物理性能相差較大，目前釬焊和擴(kuò)散焊仍然是可行而又實(shí)用焊接方法。此外一些新的焊接方法如鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊(TIG),電子束焊(EBW)，激光焊(LBW)等也在積極的研究探索之中，將有可能在硬質(zhì)合金的焊接中得到應(yīng)用。
         2.1  釬焊
         釬焊是一種傳統(tǒng)且廣泛應(yīng)用的硬質(zhì)合金焊接方法，它的工藝成熟可靠，依據(jù)加熱方式的不同分以下一些工藝方法：
         1）火焰釬焊
         火焰釬焊是用可燃?xì)怏w(乙炔、丙烷等)與氧氣或壓縮空氣混合燃燒的火焰作為熱源進(jìn)行焊接的一種方法�；鹧驸F焊設(shè)備簡(jiǎn)單、操作靈活方便，根據(jù)工件形狀可用多火焰同時(shí)加熱焊接。釬料多采用絲狀或片狀的銅基、銀基釬料，其中HL105錳黃銅釬料應(yīng)用最為廣泛；釬劑一般采用脫水硼砂�；鹧驸F焊主要適用于中小尺寸硬質(zhì)合金刀具、模具和量具的小批量生產(chǎn)，對(duì)于大型的硬質(zhì)合金工具，由于火焰加熱的溫度和速度難以控制，加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的溫度梯度，容易引發(fā)裂紋的產(chǎn)生，因此一般不采用此方法【2,6】。
         2）電阻釬焊
         電阻釬焊一般可分為直接加熱法和間接加熱法。直接加熱法是將電極置于接頭兩側(cè)，使電流經(jīng)過(guò)釬縫面的接觸電阻而發(fā)熱，從而完成焊接過(guò)程；間接加熱法是將電極置于接頭一側(cè)的鋼質(zhì)母材上，電流通過(guò)釬縫一側(cè)的母材電阻發(fā)熱（或通過(guò)發(fā)熱元件發(fā)熱）來(lái)實(shí)現(xiàn)釬焊。采用間接加熱法可避免電極與硬質(zhì)合金接觸，防止硬質(zhì)合金的過(guò)熱和燒損，避免其硬度的降低和開(kāi)裂�？膳溆勉~基或銀基釬料，常用的有H68、HL105釬料等，其中HL105釬料的抗剪強(qiáng)度較高，對(duì)于YT5刀具的焊接，抗剪強(qiáng)度可達(dá)28.5GPa ，對(duì)于YG8可達(dá)到29.7GPa。釬劑一般采用脫水硼砂【7】。

真正 · 發(fā)表于 2008-11-21 11:13:36

加熱電壓是電阻釬焊的重要參數(shù)，要選擇合適的數(shù)值以保證合理的發(fā)熱升溫速度；其次要保證電極與工件接觸處于良好狀態(tài)。加熱過(guò)程中要及時(shí)排渣，防止釬縫夾雜和氣孔形成而降低強(qiáng)度。使用硼砂釬劑時(shí)一定要先經(jīng)過(guò)脫水處理，否則由于結(jié)晶水的存在，在焊接過(guò)程中結(jié)晶水蒸發(fā)，在焊接區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，既影響了正常排渣，又易在焊縫中產(chǎn)生氣孔【7】。
電阻釬焊的操作較為簡(jiǎn)單方便，效率比火焰釬焊高，工件表面的氧化較少，但是在加熱過(guò)程中易造成工件局部過(guò)熱燒損。此外對(duì)于復(fù)雜形狀的工件、多刃刀具及尺寸很小的工件也不便操作【2】。
         3）感應(yīng)釬焊
         感應(yīng)加熱釬焊的優(yōu)點(diǎn)是加熱迅速，釬料液化過(guò)程短，并可以在各種氣氛(空氣、保護(hù)氣體、真空)下進(jìn)行，能減輕硬質(zhì)合金過(guò)熱和氧化，有利于提高焊接質(zhì)量；該方法的缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜、一次性投資較大，其次是感應(yīng)電流的趨表效應(yīng)，當(dāng)釬焊大厚工件時(shí)，加熱溫度不均勻，難于保證釬焊質(zhì)量，且效率也低，故一般只適用于釬焊結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單（最好是軸類細(xì)長(zhǎng)型）的小尺寸焊件【2】。
         感應(yīng)釬焊的工藝參數(shù)一般包括釬縫間隙、加熱速度、冷卻速度、感應(yīng)圈形狀尺寸、釬料釬劑的加入方式等因素。這些因素必須有一個(gè)合適的組配范圍，因素的波動(dòng)會(huì)對(duì)焊縫質(zhì)量造成不良影響，尤其是在硬質(zhì)合金中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。
         釬縫間隙值是確保釬焊質(zhì)量的重要參數(shù)。通常認(rèn)為釬縫越小,焊接應(yīng)力越大,反之亦然。釬縫間隙過(guò)小時(shí),會(huì)發(fā)生“擠死”和“釬不透”,使接頭強(qiáng)度下降和焊接應(yīng)力增加；而間隙過(guò)大,毛細(xì)作用減弱,也會(huì)導(dǎo)致“釬不透”,使接頭強(qiáng)度下降。因而大小適中的釬縫間隙對(duì)減小焊接應(yīng)力和增強(qiáng)焊縫牢度有很大的作用【8】。
         加熱和冷卻速度對(duì)釬頭焊接質(zhì)量有很大影響。加熱速度太快,合金中會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力；加熱太慢,則高溫停留時(shí)間長(zhǎng),這雖然能使液態(tài)釬料的潤(rùn)濕和擴(kuò)散更完善,但會(huì)造成合金的氧化燒損。通常加熱以不超過(guò)100℃/ s為宜。冷卻速度太快,合金中會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力；冷卻速度太慢,雖然能減小焊接應(yīng)力,但對(duì)鋼體材質(zhì)的淬火不利，故一般以60℃/s為宜【8】。
感應(yīng)圈是感應(yīng)加熱設(shè)備的重要元件,交流電源的能量是通過(guò)它傳遞給焊件而實(shí)現(xiàn)加熱的,因此,感應(yīng)圈的結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)于釬焊質(zhì)量和生產(chǎn)率有很大影響。正確設(shè)計(jì)和選用感應(yīng)圈的原則是: 感應(yīng)圈應(yīng)有與焊件相適應(yīng)的外形, 盡量減少感應(yīng)圈本身和焊件之間的無(wú)用間隙,間隙最好不大于2～3 mm，以便提高加熱效率。為了使焊件加熱平穩(wěn)、均勻，防止焊件尖角處發(fā)生局部過(guò)熱,應(yīng)當(dāng)合理選擇感應(yīng)圈的匝數(shù)和感應(yīng)電流的交變頻率等參數(shù)。
         4）爐中釬焊
         將裝配好的工件放在電阻絲發(fā)熱的加熱爐中進(jìn)行加熱釬焊的方法稱之為爐中釬焊,其特點(diǎn)是工件整體加熱，加熱均勻、工件變形小。不足之處是加熱速度慢、效率低。但對(duì)于批量生產(chǎn)，一爐可以同時(shí)釬焊多個(gè)接頭及焊件，以此可以彌補(bǔ)加效率低的不足【9】。爐中釬焊的加熱氣氛有以下幾種：
         a）空氣爐
         由于焊件在空氣中加熱時(shí)工件容易氧化，且升溫速度較慢，不利于釬劑去除氧化膜，故應(yīng)用受到一定的限制，目前已逐漸被保護(hù)氣氛爐中釬焊和真空爐中釬焊所代替【9】。
         b) 保護(hù)氣氛爐
         根據(jù)保護(hù)氣氛的不同，可以分為還原氣體和惰性氣體爐中釬焊【9】。還原性氣體一般用H2或CO，不僅能避免工件在加熱過(guò)程的氧化，還能還原工件表面的氧化膜，有助于釬料的潤(rùn)濕；惰性氣體一般用Ar、N2和He等，對(duì)氣體純度的要求較高，一般要在99.99％以上，在氣體入爐前還要經(jīng)過(guò)脫水(硅膠、濃硫酸)脫氧(海綿鈦)裝置。工件通常應(yīng)放在容器內(nèi)，在流動(dòng)的氣體中進(jìn)行加熱釬焊。用惰性氣體比用還原性氣體的安全性要高。加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻速度是主要的工藝參數(shù)。加熱溫度高于900℃時(shí)，硬質(zhì)合金的硬度會(huì)有明顯降低。保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)也會(huì)引起硬質(zhì)合金的硬度降低。焊后應(yīng)緩慢冷卻，以防止開(kāi)裂【10-12】。
         c) 真空爐
         真空釬焊是基于在真空中加熱時(shí)金屬及其氧化物產(chǎn)生蒸發(fā)，破壞其表面氧化膜，從而達(dá)到去膜效果的。在真空條件下，有一些金屬可在低于熔點(diǎn)的溫度下便發(fā)生顯著蒸發(fā)，也有一些金屬氧化物會(huì)發(fā)生揮發(fā)。金屬，特別是金屬氧化物的蒸發(fā)能有效地破壞表面氧化膜，使真空條件下的無(wú)釬劑釬焊成為可能。對(duì)于以TiC為硬質(zhì)相的YW類硬質(zhì)合金來(lái)說(shuō)，采用Ag－Cu－Zn系合金作為釬料，在真空爐中釬焊是一種比較好的方法，因?yàn)楹附舆^(guò)程中Zn的揮發(fā)能使Cu的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，從而使焊縫強(qiáng)度升高【13】。
         真空釬焊的優(yōu)點(diǎn)是可防止被焊金屬、硬質(zhì)合金及釬料與氧、氫、氮等氣體介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生不良影響，并且由于釬焊組裝件在真空爐中升溫、降溫緩慢，從而可大大降低溫度梯度，有利于減少釬焊應(yīng)力，獲得高質(zhì)量的釬焊質(zhì)量，在焊接大件及形狀較復(fù)雜的硬質(zhì)合金時(shí)采用真空釬焊技術(shù)尤為有利。由于金屬及其氧化物的蒸發(fā)是隨著周?chē)鷼鈮旱慕档图皽囟壬叨觿〉摹?4】，因此真空釬焊的爐內(nèi)真空度、加熱溫度及保溫時(shí)間是影響釬焊質(zhì)量的主要因素，正確選擇這些參數(shù)對(duì)釬焊質(zhì)量至關(guān)重要。
         加熱溫度的選擇應(yīng)參照所用釬料的實(shí)際熔點(diǎn)，在空氣中加熱一般比熔點(diǎn)高10～30℃。而在真空釬焊時(shí)，由于傳熱的滯后效應(yīng)，也為了提高釬料的流動(dòng)性，加熱溫度應(yīng)比空氣中略高一些【14】；對(duì)于同樣尺寸的焊件，真空釬焊時(shí)的保溫時(shí)間應(yīng)比空氣爐中的適當(dāng)延長(zhǎng)。如果時(shí)間太短，則釬料與被焊母材之間來(lái)不及形成足夠的冶金結(jié)合，還可能由于加熱不均勻而造成“虛焊”。相反，如果保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則有可能導(dǎo)致釬料嚴(yán)重?zé)龘p蒸發(fā)，從而導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度降低【14】。
         真空度的選擇與被焊件材質(zhì)及所用釬料的成分、性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)也與釬焊溫度有關(guān)，一般應(yīng)在10－3Mpa 以上，以便獲得良好的去膜效果。釬料中的Zn、Ag在真空狀態(tài)下顯著蒸發(fā)的溫度較低，為避免釬料中的這類元素蒸發(fā)，在接近焊料熔化溫度時(shí)，可停止抽真空。此外，對(duì)于一定材質(zhì)的焊件及所用釬料，可由確定的加熱溫度來(lái)反推所需的爐內(nèi)真空度【14】。

真正 · 發(fā)表于 2008-11-21 11:15:17

5）激光釬焊
         激光作為一種新型的焊接熱源，具有加熱速度快、熱影響區(qū)窄、焊后變形及殘余應(yīng)力小等特點(diǎn)，特別是在減弱接頭熔合區(qū)脆化方面，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。這使其有可能應(yīng)用于硬質(zhì)合金的焊接【15】。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，可采取激光的“深熔焊”和“熱導(dǎo)焊”模式進(jìn)行硬質(zhì)合金的釬焊，用純Cu、Ag－Cu合金作為釬料。相關(guān)的工藝參數(shù)主要有激光功率、焊接速度、焦點(diǎn)位置、填充層厚度等【15-17】。由于硬質(zhì)合金與釬料之間的熔點(diǎn)相差很大, 在焊接中要嚴(yán)格控制工藝參數(shù), 既使釬料在瞬時(shí)內(nèi)充分熔化, 以浸潤(rùn)硬質(zhì)合金, 又能將硬質(zhì)合金基體加熱到較高的溫度而不致熔化, 使其能夠更好地被液態(tài)釬料所潤(rùn)濕, 形成理想的釬焊接頭【16】。
         在激光“深熔焊”過(guò)程中, 激光功率密度很高,在激光直接作用的區(qū)域, 硬質(zhì)合金瞬間可達(dá)很高溫度, 并與釬料中的Cu發(fā)生劇烈的“親合”作用，還容易發(fā)生釬料的蒸發(fā)和過(guò)度燒損，使表面出現(xiàn)嚴(yán)重的凹陷現(xiàn)象【15】，因此必須通過(guò)適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)來(lái)減少釬料的燒損。另外由于硬質(zhì)合金中Co的含量一般都很低, 在激光“深熔焊”的高溫作用下極易逸失, 而使WC以疏松的狀態(tài)存在, 此時(shí)的硬質(zhì)合金將不能保持原有的致密燒結(jié)組織和性能, 導(dǎo)致接頭不可避免地出現(xiàn)一些裂紋、氣孔等缺陷【17】。
         在“熱導(dǎo)焊”過(guò)程中，激光束直接作用在釬料上，需采用表面涂料來(lái)提高釬料對(duì)激光的吸收率。另外，為了使釬料在瞬間盡量多地吸收激光能而熔化，應(yīng)采用小直徑光斑【15】。焊接時(shí)，激光束的大部分能量被釬料吸收，吸收的能量在極短的時(shí)間內(nèi)迅速向下傳導(dǎo)，使其完全熔化，從而浸潤(rùn)硬質(zhì)合金。這種方式較易獲得沒(méi)有凹陷的完整釬焊接頭【15】。
      在激光釬焊過(guò)程中, 由于熱過(guò)程極短，一般只存在硬質(zhì)合金中的Co向液態(tài)釬料的溶解和短距離擴(kuò)散，而釬料中的Cu則基本上未向硬質(zhì)合金擴(kuò)散，因而兩者之間的冶金結(jié)合不夠充分,這會(huì)直接降低接頭的剪切強(qiáng)度。由于Ni與硬質(zhì)合金中的Co物理化學(xué)性質(zhì)相似, 能夠與硬質(zhì)合金很好地親和, 同時(shí)又能夠與Cu無(wú)限互溶, 因而為了改善釬料與硬質(zhì)合金的冶金結(jié)合, 提高接頭質(zhì)量, 可采用預(yù)先在硬質(zhì)合金釬焊面上電鍍Ni的方法加以改善【17】。
         2.2  擴(kuò)散焊
         真空擴(kuò)散焊和熱等靜壓擴(kuò)散焊可應(yīng)用于硬質(zhì)合金的焊接。在真空擴(kuò)散焊接中，影響接頭質(zhì)量的因素很多，如材料成分，被焊表面質(zhì)量、真空度、中間夾層材料以及加熱和冷卻速度等，但最主要的因素是溫度、壓力和時(shí)間【18】。焊接壓力的增加對(duì)縮短焊接時(shí)間、提高生產(chǎn)率尤為重要；焊縫的剪切強(qiáng)度一般會(huì)隨焊接時(shí)間的增加而提高，因?yàn)楹附訒r(shí)間延長(zhǎng)可使被焊表面上的顯微凸點(diǎn)大多消失，明顯增加接觸面積，原子的擴(kuò)散較為充分，焊合率可得到明顯提高。焊接時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)對(duì)低壓力擴(kuò)散焊的接頭強(qiáng)度仍是有益的【19】，但過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間難以在生產(chǎn)中實(shí)施應(yīng)用。焊接壓力和時(shí)間的合理搭配可以通過(guò)正交試驗(yàn)法來(lái)選定【18,19】。
         由于Co和Ni具有相同的晶體結(jié)構(gòu)類型和相近的點(diǎn)陣常數(shù)，兩者之間能夠無(wú)限互溶而形成連續(xù)固溶體，因此焊接過(guò)程中一般選取Ni為中間層。低溫?cái)U(kuò)散焊接頭強(qiáng)度主要受到兩個(gè)微觀因素的影響，即Ni/WC-Co界面上的相互擴(kuò)散程度和是否形成脆性相。要使接頭強(qiáng)度達(dá)到使用要求，一般必須使Ni在WC-Co中的擴(kuò)散達(dá)到一定深度。例如對(duì)于以Ni為中間層的PDC復(fù)合片硬質(zhì)合金刀桿擴(kuò)散焊接頭來(lái)說(shuō)，要使剪切強(qiáng)度達(dá)400MPa以上，至少要保證Ni在WC-Co中的擴(kuò)散距離大于10μm。對(duì)于脆性相來(lái)說(shuō)，只要不偏聚在相界、晶界等處，一般不會(huì)影響接頭強(qiáng)度。以純Ni作為中間層可以大大減少η相的形成【20】。
         真空擴(kuò)散焊對(duì)焊件的尺寸和形狀有限制，一般只適用于軸向?qū)邮降暮?jiǎn)單復(fù)合工件，應(yīng)用范圍有很大的局限性。隨著對(duì)復(fù)雜形狀大型硬質(zhì)合金復(fù)合構(gòu)件應(yīng)用要求的增多，例如軋輥、導(dǎo)輥等，由于被焊面大，焊件形狀復(fù)雜，構(gòu)件工況條件苛刻，一般的釬焊和真空擴(kuò)散焊難以滿足要求，而采用熱等靜壓擴(kuò)散焊工藝是解決此類問(wèn)題的最佳途徑【21】。
         熱等靜壓擴(kuò)散焊的工藝參數(shù)主要是溫度、壓力、時(shí)間、中間層材料及其厚度。焊接的主要問(wèn)題是殘余應(yīng)力，因?yàn)橛操|(zhì)合金與鋼擴(kuò)散形成大面積連接后，會(huì)因熱膨脹系數(shù)的失配而產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，特別是在硬質(zhì)合金表面產(chǎn)生過(guò)大的殘余拉應(yīng)力，它是導(dǎo)致接頭低載荷斷裂的主要因素。采用Ni作中間層可有效地減少殘余應(yīng)力，提高接頭強(qiáng)度【21】。
         2.3  鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊
         TIG焊作為一種連接硬質(zhì)合金與鋼的新方法，目前還處于試驗(yàn)階段。在焊接硬質(zhì)合金時(shí)，一般采取Ni-Fe合金、純Ni、Co-Fe合金和Ni-Fe-C合金作為填充金屬。焊接過(guò)程中的主要問(wèn)題是在焊縫界面處硬質(zhì)合金一側(cè)易形成有害的η相。這些η相主要是由于在焊接過(guò)程中C向焊縫金屬中擴(kuò)散，而Fe向WC中擴(kuò)散形成。大塊η相的存在是焊接接頭的抗彎強(qiáng)度低下的原因，嚴(yán)重影響了焊接接頭的韌性。在焊接YG30與45鋼的試驗(yàn)中，當(dāng)大塊η相存在時(shí)，接頭的抗彎強(qiáng)度為0.960GPa；當(dāng)接頭沒(méi)有η相時(shí)，彎曲強(qiáng)度可達(dá)1.341GPa【22】。
         填充金屬中的Fe元素促進(jìn)η相的形成，F(xiàn)e元素含量增加，易形成大塊η相，并在界面聚集分布；而Ni元素抑制η相的形成，在熱影響區(qū)形成彌散分布的細(xì)小η相【23】。用Ni-Fe合金焊絲焊接所得焊縫硬度略高于純Ni焊絲焊接所得焊縫硬度【3】。
         2.4  電子束焊
         電子束作為焊接熱源具有加熱功率密度大、焊后變形小、焊縫深寬比大、規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，并且由于焊接熱過(guò)程極短，能在一定程度上控制元素的擴(kuò)散，抑制硬質(zhì)合金與鋼界面形成有害的η相，使接頭具有一定的抗彎強(qiáng)度，所以它有可能作為一種焊接硬質(zhì)合金的新方法。有研究表明，在焊接YG30與45鋼的試驗(yàn)中，采用預(yù)熱、低電流、慢速度的焊接規(guī)范，可獲得界面結(jié)合良好的接頭，但接頭的顯微組織中有η相生成，并且分布于焊縫靠YG30一側(cè)的熔合區(qū)，在界面處聚集長(zhǎng)大，主要原因是焊接過(guò)程中硬質(zhì)合金中的C熔入焊縫以及焊縫中的Fe向硬質(zhì)合金中遷移造成的【24】。
         3  硬質(zhì)合金焊接技術(shù)的展望
         中國(guó)目前是世界上最大的硬質(zhì)合金生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)。隨著我國(guó)工業(yè)化與現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，硬質(zhì)合金在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，而焊接作為連接硬質(zhì)合金與鋼基金屬的一種重要方法，它將在廣闊開(kāi)發(fā)硬質(zhì)合金的應(yīng)用中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
         由于硬質(zhì)合金的高熔點(diǎn)及和基體金屬的物理性能相差較大，傳統(tǒng)的釬焊技術(shù)仍將是連接硬質(zhì)合金與鋼基金屬的主要方法，其中應(yīng)用最普遍的仍將是火焰釬焊和感應(yīng)釬焊。釬焊的可操作性較強(qiáng)，可以針對(duì)不同的生產(chǎn)要求和使用場(chǎng)合選擇不同的加熱（釬焊）方法，也就是可根據(jù)構(gòu)件的材質(zhì)和型式尺寸，靈活選用不同的熱源、釬料及去膜方式等，實(shí)現(xiàn)接頭質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本的協(xié)調(diào)。然而對(duì)于普通釬焊工藝來(lái)說(shuō)，其接頭強(qiáng)度和耐溫程度都不高，如何提高釬焊接頭的常溫和高溫承載能力（尤其是服役于復(fù)雜高強(qiáng)載荷下的礦山工程機(jī)械）是有待研究解決的主要問(wèn)題，這些問(wèn)題應(yīng)在研制新型釬料、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)慕宇^型式及釬縫間隙、選定更加合理的加熱工藝參數(shù)等方面開(kāi)展進(jìn)一步的試驗(yàn)探索。
         擴(kuò)散焊也是連接硬質(zhì)合金與鋼基金屬的一種比較可靠的焊接方法，它的接頭強(qiáng)度和耐溫程度一般比較高，但如何抑制接頭擴(kuò)散區(qū)脆性相形成、改善接頭區(qū)的組織結(jié)構(gòu)和減少殘余應(yīng)力仍是要研究解決的主要問(wèn)題。此外，擴(kuò)散焊的設(shè)備投資大、生產(chǎn)效率低和成本高等因素極大地限制了它的推廣應(yīng)用。
         近年來(lái)在硬質(zhì)合金焊接技術(shù)方面開(kāi)展的激光釬焊、電子束焊和TIG焊等新工藝試驗(yàn)研究，將“熔焊”成分引入到了硬質(zhì)合金的焊接中，拓展了人們僅局限于用傳統(tǒng)釬焊方法焊接硬質(zhì)合金的視野，而且這些新方法的成功應(yīng)用，必將大有希望提高硬質(zhì)合金與鋼基金屬焊接接頭的強(qiáng)度及耐溫能力，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)硬質(zhì)合金在高端工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用。然而，這些方法目前還處于試驗(yàn)室研究階段，其中還有很多問(wèn)題有待探索和研究解決，包括：硬質(zhì)合金的焊接冶金學(xué)理論、填充焊絲的合金成分設(shè)計(jì)、熔合區(qū)的η相的形成與控制、焊接裂紋及變形的控制等。
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東海fyh126 · 發(fā)表于 2009-11-23 12:45:46

頂一個(gè)，強(qiáng)。。。。。。

kkaa123 · 發(fā)表于 2009-11-26 15:36:05

非常好，感謝

生命的軌跡 · 發(fā)表于 2012-11-9 16:44:49

頂�。。。。。�

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