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铝锂合金交流CMT焊接高频脉冲复合电弧焊接技术研究进展_汪殿龙

铝锂合金交流CMT焊接高频脉冲复合电弧焊接技术研究进展_汪殿龙
铝锂合金交流CMT焊接高频脉冲复合电弧焊接技术研究进展_汪殿龙

焊接技术知识点讲义

绪论 1)材料连接:材料通过机械、物理、化学和冶金方式,由简单型材或零件连接成复杂零件和机械部件的工艺过程。 2)冶金连接成型是:通过加热或加压(两者并用)使两个分离表面的原子达到晶格距离,并形成金属键而获得不可拆接头的工艺过程。主要用于:金属材料及金属结构的连接,通常称为焊接。 为了克服阻碍材料表面紧密接触的各种因素,在连接工艺上主要采取以下两种措施: A对被连接的材质施加压力B对被连接的材质加热(局部或整体) 3)焊接方法分类:熔化焊、压力焊、钎焊;冶金角度分为:液相连接、固相连接、液-固相连接 熔化焊属液相连接、压力焊属固相连接、钎焊属液-固相连接 第一章熔化焊的本质是小熔池熔炼和铸造。 1)焊接过程所采用的能源主要是热能和机械能。对于熔化焊来说,主要采用热能 2)焊接热源:①电弧热(手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊②电阻热(电阻焊、电渣焊③高频热源(钎焊)④摩擦热(摩擦焊)⑤等离子弧(等离子弧焊接⑥电子束(电子束焊⑦激光束(激光焊⑧化学热(气焊、热剂焊)3)理想的焊接热源:应具有加热面积小、功率密度高和加热温度高等特点 4)真正的热效率:用于熔化金属形成焊缝的热量所占的比例。(热效率:加热焊件所吸收的热量所占的比例) 5)温度场:某瞬时焊件上各点温度的分布称为温度场。 6)焊接热循环:在焊接热源的作用下,焊件上某点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环 决定焊接热循环特征的基本参数:加热速度wH、最高加热温度Tm、在相变温度以上停留的时间tH、冷却速度wc 焊接热循环的影响因素:材质的影响、接头形状尺寸的影响、焊道长度的影响、预热温度的影响、线能量的影响 7)多层焊:前一层焊道对后一层焊道起预热作用;后一层焊道对前一层焊道起后热作用。 8)焊条熔化:①焊条金属的平均熔化速度gM:在单位时间内熔化的焊芯质量或长度,与焊接电流成正比; ②损失系数ψ:在焊接过程中由于飞溅,氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比 ③焊条金属平均熔敷系数gH:单位时间内真正进入焊接熔池的那部分金属质量 gH=(1-ψ)gM 9)熔池:母材上由熔化的焊条金属与局部熔化的母材共同组成的具有一定几何形状的液体金属区域称为熔池熔滴:焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴。熔滴过渡三种形式:短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡 熔渣:药皮熔化反应之后的产物,两种过渡方式:一是以薄膜形式包在熔滴外面或夹在熔滴内同熔滴一起落入熔池: 二是直接从焊条端部流入熔池或以滴状落入熔池 10)熔化焊过程中所采用的保护方式:渣保护、气保护、渣气联合保护 11)焊接的接头组成:焊缝、(熔合区)、热影响区。 焊接的接头的形成过程:焊接热过程、焊接化学冶金过程、熔池凝固和相变过程 熔化焊焊接接头形式:对接接头、角接头、丁字接头、搭接接头 13)熔合比:在焊缝金属中局部熔化母材所占的比例,称为熔合比。 14)焊接性:是指金属材料(同种或异种)在一定焊接工艺条件下,能够焊成满足结构和使用要求的焊件能力。其具体包括:结合性能,即焊接时形成缺陷的敏感性,也称工艺焊接性;使用性能,即焊成的焊接接头满足使用要求 的程度,称为焊接性 15)熔化焊焊接材料:焊条(焊条由焊芯和药皮两部分组成)、焊剂、焊丝、保护气 16)焊芯的作用:a作为电极,起导电作用,产生电弧,提供焊接热源b 焊芯受热熔化成为焊缝的填充金属c 药皮的作用:a保护作用b冶金作用c改善焊接工艺性 17)焊条选用原则:是要求焊缝和母材具有相同水平的使用性能(等强度、等成分) 18)焊接熔渣:焊接时焊条药皮或焊剂熔化后,经过一系列化学变化形成的覆盖在焊缝表面上的非金属物质称为焊接熔渣焊接熔渣在焊接过程中有机械保护作用,改善焊接工艺性能和冶金处理作用 长渣:把粘度随温度变化而缓慢变化的熔渣称为长渣 短渣:一般把黏度随温度变化而急剧变化的熔渣称为短渣 19)焊接化学冶金反应包括:药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区 20)电弧气氛中的H主要来源于焊接材料中的水分及有机物,吸附水和结晶水,表面杂质及空气中的水分等焊接气氛中的H的存在形式有扩散氢和残余氢 21)焊接区的N来源于焊接区周围的空气,O主要来源于焊接材料 22)脱氧剂的选择原则:a在焊接温度下脱氧剂对氧的亲合力必须比被焊金属大 b脱氧产物应熔点低,不溶于液态金属,且其密度也应小于液态金属的密度 23)脱氧反应按其进行的方式和特点分为先期脱氧、沉淀脱氧和扩散脱氧: 先期脱氧:在焊条药皮加热阶段,固态药皮中进行的脱氧反应;

激光_电弧复合焊接技术的研究与应用_袁小川

0前言20世纪70年代末,英国学者W M Steen 等率先 利用TIG 和CO 2激光实现了激光-电弧复合焊。近年来,随着电弧焊设备和激光器性能的提高,激光-电弧复合焊技术的发展日益加速,激光-电弧复合焊已成为激光焊接研究的热点方向,德国、美国、日本和瑞典等国家都在该领域做了大量的研究实践工作。激光-电弧复合焊的应用研究主要是针对高速薄板焊接、中厚钢板焊接和铜铝合金等高反射材料的焊接等,涉及的行业包括汽车、造船、航空和石油管道等。 1激光-电弧复合焊接的提出背景、基本原理和复合形式 聚焦激光束由于具有高的热源密度,使其应用于 焊接领域具有速度高、热输入小、变形小、热影响区窄以及接头综合性能好等一系列优点。但是,与其他焊接热源一样,激光焊也有其缺点:设备投资大;能量利用率低;焊前的准备工作要求高;高反射金属焊接困难,接头中容易产生气孔、裂纹、咬边等缺陷。为避免单独激光焊接所存在的问题,研究者便提出了激光与电弧的复合,其出发点是利用电弧焊接的低成本、适用范围宽等特点。随后的研究成果表明,激光-电弧复合热源既综合了上述2种焊接热源的优点,又相互弥补了各自的不足,还产生了额外的能量 协同效应。 激光-电弧复合焊接的原理如图1所示,激光与电弧同时作用于金属表面同一位置,焊缝上方因激光作用而产生光致等离子体云,等离子云对入射激光的吸收和散射会降低激光能量利用率,外加电弧后,低温低密度的电弧等离子体使激光致等离子体被稀释,激光能量传输效率提高;同时电弧对母材进行加热,使母材温度升高,母材对激光的吸收率提高,焊接熔深增加。另外,激光熔化金属为电弧提供自由电子,降低了电弧通道的电阻,电弧的能量利用率也提高,从而使总的能量利用率提高,熔深进一步增加。激光束对电弧还有聚焦、引导作用,使焊接过程中的电弧更加稳定。 在复合焊中,参与复合的激光包括Nd :YAG (钕:钇铝石榴石)激光、CO 2激光;电弧包括TIG 电弧、MIG /MAG 电弧以及等离子弧,利用各种复合 收稿日期:2009-12-09 文章编号:1002-025X (2010)05-0002-06 激光-电弧复合焊接技术的研究与应用 袁小川1,赵 虎2,王平平2 (1.山东中德设备有限公司,山东济南250101;2.山东省冶金地质水文勘察公司,山东济南250101) 摘要:阐述了激光-电弧复合焊接的基本原理和复合形式,归纳了几种激光-电弧复合焊接技术的特点、应用范围和国内外的研究进展,介绍了目前国内外激光-电弧复合焊接技术在汽车、造船、石油化工等制造业中的应用,最后指出激光-电弧复合焊接技术有着非常广泛的应用前景,是今后激光焊接技术的发展趋势,激光-电弧复合焊接机理还有待于进一步研究。关键词:激光-电弧复合焊接;复合形式;研究进展;工业应用中图分类号:TG444.73 文献标志码:B

硬质合金的焊接方法

硬质合金的焊接方法 硬质合金的性能主要有密度、矫顽力、硬度、抗弯强度。为改善现有硬质合金的质量,要进一步发展新技术、新工艺、新设备和新材料。在新的工艺和新的设备方面,最近发展起来的有喷雾干燥,搅拌球磨等。在改进现有和寻找新材料方面,主要有涂层硬质合金、细晶硬质合金。 那么硬质合金的焊接方法包括以下几点: 1、焊接式切削刀具结构应具有足够的刚性足够的刚性是以最大允许的外形尺寸以及采用较高强度的钢号和热处理来保证. 2、硬质合金刀片应固定牢靠硬质合金焊接刀片应有足够的固定牢靠程度,它是靠刀槽及焊接质量来保证的,故要根据刀片形状及刀具几何参数选择刀片镶槽形状. 3、认真检查刀杆。 在将硬质合金刀片焊接至刀杆上以前须要对刀片,刀杆进行必要的检查,首先应检查刀片支承面不能有严重弯曲.硬质合金焊接面不得有严重渗碳层,同时还应将硬质合金刀片表面及刀杆镶槽中的污垢进行清除,以保证焊接牢靠. 4、合理选用焊料 为了保证焊接强度,应选择合适的焊料.在焊接过程中,应保证良好的湿润性和流动性,并排除气泡,使焊接与合金焊接面充分接触,无缺焊现象. 5、正确选择焊接用熔剂 建议采用工业硼砂,在使用前应在烘干炉中进行脱水处理,然后进行碾碎,过筛去除机械杂物,待用. 6、选用网状补偿垫片 在焊接高钛低钴细颗粒合金及焊接长而薄的合金刀片时,为减少焊接应力,建议采用厚度为0.2--0.5mm的薄片或网孔径2--3mm的网状补偿垫片进行焊接. 7、正确采用刃磨方法 由于硬质合金刀片脆性较大,对裂纹形成敏感性强,所以刀具在刃磨过程中应避免过热或急冷,同时还要选择合适粒度的砂轮及合理的磨削工艺,避免产生刃磨裂纹,影响刀具使用寿命. 8、正确安装刀具 在安装刀具时,刀头伸出刀架的长度应尽量小,否则,容易引起刀具震动,从而损坏合金片. 9、正确重磨、研磨刀具 刀具使用达到正常磨钝时,必须进行重磨,重磨后的刀具,一定要用油石对刃口及刀尖圆角进行研磨,这样会提高刀具的使用寿命及安全可靠性.

激光复合焊应用说明

激光复合焊应用说明 大族激光科技产业集团股份有限公司 https://www.doczj.com/doc/761628443.html,

目录 1激光电弧复合焊设备说明 (3) 2激光电弧复合焊原理 (3) 3操作说明 (4) 4基本焊接工艺说明 (5)

1激光电弧复合焊设备说明 激光电弧复合焊设备主要由以下部分组成,包括:激光器、弧焊机及送丝机、机器人(机床)及控制器、复合焊接头等,如下图所示。弧焊机和激光器与机器人(机床)控制器相连形成一个整体。 2激光电弧复合焊原理 在激光电弧复合焊接过程中,焊丝、激光束、母材及焊接方向之间的关系如下图所示: 激光电弧复合焊原理图 在上图中,d1为焦点与工件的距离;d2为焊丝与激光光斑中心的距离(光丝距离),为保证焊接质量,需调整上述两参数;d3为电极与母材表面之间的距离,决定了焊丝的干伸长度。 d1值的大小决定了激光照射在母材表面光斑的大小,影响焊接的深度,同时与激光焊接时表面成型及飞渐情况有关。 d2距离的大小决定了电弧熔池与激光熔池两者之间的关系,为了得到最佳

的焊接效率及表面成形,特别是在进行全透焊接时,控制d2的大小很重要。 d3距离过大一方面会使送丝变得不稳定,另一方面会使电弧过长,易产生电弧摆动,出现烧边现象,使得焊接过程不稳定;过小则焊接电弧太短,易形成短路。一般控制d3约15mm,在焊接过程中所通过焊接电源的弧长修正进行微调,从而保证焊接的稳定性。 焊接方向为前送丝,即电弧在前,激光在后(铝合金焊接相反),焊接方向与焊缝成型及间隙适应性有关,同时前送丝可减少焊接烟尘对未焊接头的污染(吹气方向决定)。 送丝角度约45度,角度对弧焊的深度有一定的影响,相对小角度而言,大角度可获得较大的熔深。 在进行确定材料的焊接时,首先需确定激光焊接深度的参数及电弧稳定焊接的参数,特别是电弧焊接的参数,因为电弧稳定与否直接影响焊缝的外观。根据不同的工艺需求,还需确定激光与电弧熔池之间的位置关系,即d2的大小。d2确定的是激光与电弧之间相互作用的效果,如下图所示: d2约为2mm时(图C),激光与电弧相互作用的效果最为明显,即电弧对母材的加热更有利于激光的吸收,同时电弧对激光等离子云起到一定的抑制效果,可增加激光的熔深,而激光对电弧又可起到一定的引导作用,使电弧更加稳定。所以激光与电弧不是简单的叠加,而是相互作用,合适的距离可使激光与电弧的作用最为明显,从而获得最大的熔深。 3操作说明 本司采用的弧焊机为福尼斯TPS系列焊机,与自熔焊接相比,复合焊操作主要是增加了弧焊机、送丝机、复合焊接头的操作。 弧焊机的操作详见《RCU5000i操作说明》。 送丝机的操作详见《送丝机操作说明》。 复合焊接头由激光焊接头和弧焊枪组合而成,见下图:

焊接技术就是高温或高压条件下1

焊接技术就是高温或高压条件下,使用焊接材料【焊条或焊丝】将两块或两块以上的母材【待焊接的工件】连接成一个整体的操作方法。焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊,CO2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种,塑料等非金属材料亦可进行焊接。 焊接(welding) 焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。 焊接技术的发展历史 古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上,使用的热源都是炉火,温度低、能量不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊接,只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。 19世纪初,英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源;1885~1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳;1900年又出现了铝热焊。 20世纪初,碳极电弧焊和气焊得到应用,同时还出现了薄药皮焊条电弧焊,电弧比较稳定,焊接熔池受到熔渣保护,焊接质量得到提高,使手工电弧焊进入实用阶段,电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。 在此期间,美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度,制成自动电弧焊机,从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。40年代,为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要,钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。 1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊,成为大厚度工件的高效焊接法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。 1957年美国的盖奇发明等离子弧焊;40年代德国和法国发明的电子束焊,也在50年代得到实用和进一步发展;60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大改善了材料的焊接性,使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。 其他的焊接技术还有1887年,美国的汤普森发明电阻焊,并用于薄板的点焊和缝焊;缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法,随着缝焊过程的进行,工件被两滚轮推送前进;二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年,美国的琼斯发明超声波焊;苏联的丘季科夫发明摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊;50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。 焊接工艺 金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。 在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各

激光-电弧复合焊接技术及其应用.

哈尔滨工业大学 激光-电弧复合焊接技术及其应用 学 XXX 生: XXXXXX 学 号: 班XXXXXX

级: 2013年 月 日 摘要:结合国内外激光-电弧复合焊的研究现状,概括了激光-电弧复合焊的特点、激光电弧复合方式。介绍了激光-电弧复合焊接技术特点、阐述了此技术的原理、优势及其应用前景。 关键词:激光-电弧复合;焊接;应用 激光焊接以其能量密度高、焊接速度快、变形小、熔深大和易实现自动化等优点而被广泛应用于各种结构件的焊接。但是,与其他焊接热源一样,激光焊也有其缺点:设备投资大,能量利用率低,焊前的准备工作要求高,接头中易产生气孔、裂纹、咬边等缺陷。为避免单独激光焊所存在的问题,激光-电弧复合焊是最好的选择。激光-电弧复合焊将激光焊和电弧焊两种工艺相结合,取长补短发挥各自优势,不仅能获得好的焊接质量和生产效益,而且还能降低成本,实现高效、优质的焊接[1]。 0 背景及基本原理 激光电弧复合焊接始于20世纪70年代末,由英国伦敦帝国大学学 者W.M.Steen首先提出,但直到最近几年,由于工业生产的需要,才逐步成为国际焊接界的关注焦点,并得到了广泛重视。目前,作为一种新兴焊接技术,在德国、日本等发达国家已先后进入了工业化应用阶段。 激光-电弧复合焊接的原理如图1所示,激光与电弧同时作用于金属表面同一位置,焊缝上方因激光作用而产生光致等离子体云,等离子云

对入射激光的吸收和散射会降低激光能量利用率,外加电弧后,低温低密度的电弧等离子体使激光致等离子体被稀释,激光能量传输效率提高;同时电弧对母材进行加热,使母材温度升高,母材对激光的吸收率提高,焊接熔深增加。另外,激光熔化金属,为电弧提供自由电子,降低了电弧通道的电阻,电弧的能量利用率也提高,从而使总的能量利用率提高,熔深进一步增加[6]。激光束对电弧还有聚焦、引导作用,使焊接过程中的电弧更加稳定[2]。

钨钢焊接技术分析

钨钢焊接技术分析 钨钢是具有高硬度和高强度的工具材料,具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损耐用的特性,同时也具有很高的脆性,其抗冲击韧性不如一般常用合金钢材,因钨钢的提炼、制取及生产烧结工艺复杂,又因钨是稀有贵金属,属战略战备物资,是以其价格比常用合金钢材贵许多。鉴于此,人们着眼于成本的考虑,常将钨钢与其它常用钢材通过焊接的方法制成钨钢合金工具或是钨钢合金刀具和耐磨零件等。 钨钢与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件,特点是可以节省大量的贵重金属,降低生产成本,提高零部件的使用寿命。钨钢工具和钨钢刀具在各工业部门已经得到广泛的应用,并收到了显著的效果,能显著提高生产效率和产品质量。一. 钨钢的焊接特点 钨钢主要用于制造刀具、量具、模具、采掘工具以及整体刀具等双金属结构。切削部分为钨钢,基体为碳素钢或低合金钢,通常为中碳钢。这类工件在工作时受到相当大的应力作用,特别是压缩弯曲、冲击或交变载荷,要求接头强度高、质量可靠。钨钢具有高硬度和耐磨性好的特点,但也存在脆性高、韧性差等缺点。大部分钨钢工具是用焊接的办法镶嵌在中碳钢或低合金钢基体上使用,焊接工艺与钨钢的使用性能密切相关,焊接性能的好坏直接影响到钨钢的使用效果。一般焊接性特点 钨钢含有较高含量的碳化物和合金元素,虽然可以进行焊接加工,但焊接时容易出现淬硬组织和裂纹。必须采取有效的工艺措施,才能获得满意的焊接接头。目前生产中钨钢与钢焊接常用的焊接方法有氧-乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。 钨钢与钢焊接时有如下的特点。 ①线膨胀系数与钎焊裂纹的关系钨钢的尺寸比较小,一般是固定在一个比较厚大的钢支撑材料上使用。钎焊是把钨钢和基体金属连接在一起的有效焊接方法。钨钢的线膨胀系数(4.1~7.0×10-6/℃)与普通钢的线膨胀系数(12×10-6℃-1)相比差别很大,钨钢只有钢的1/3~1/2左右。加热时钨钢和钢都自由膨胀,但冷却时钢的收缩量比钨钢大得多。此时焊缝处于受压力状态,而在钨钢表面上则承受拉应力。如果残余应力大于钨钢的抗拉强度时,钨钢的表面就可能产生裂纹。这是钨钢钎焊时产生裂纹的最主要原因之一。 ②硬度与裂纹敏感性的关系钨钢的硬度与耐磨性和焊接裂纹敏感性成正比,钨钢的硬度越高,钎焊时产生裂纹的可能性越大。而且,一般精加工或超精加工所用的钨钢,在钎焊时容易发生裂纹。根据不同牌号的钨钢的硬度和强度大小可以判断钨钢的焊接裂纹敏感性,由差到好的排列顺序如下 YG类 YG3X,YG3,YG4,YG6X,YG6,YG8,YG11,YG15 YT类 YT60,YT30,YW1,YT15(YW2),YT14,YT5 以上两类钨钢,从左至右表明硬度和耐磨性逐渐降低,而强度和韧性增加,钎焊裂纹发生的可能性减小。 ③焊接残余应力的影响焊接区域的残余应力是一种潜在的危害,尽管焊接后钨钢工件上不一定能马上发现裂纹,但在随后的刃磨、保管或使用过程中却容易产生裂纹,造成工具报废。

硬质合金钎焊

1.硬质合金 ?硬质合金是一种高生产率的工具材料,具有高硬度、高强度、耐磨损及良好的红硬 性等优异性能。用来制作刀具、模具、量具、采掘工具以及耐磨作为主要性能的各种零部件,在机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域得到广泛应用。 ?硬质合金价格昂贵且韧性差,使其难以生产较大尺寸、形状复杂的制品。而且许多 零件在使用时并不需要整体都用硬质合金制造,所以将硬质合金与韧性较好、强度较高、加工性能优异、廉价的钢连接起来具有重要的使用价值。 ?钎焊法是目前硬质合金与钢的主要焊接方法,近十年来,一些新的焊接方法如烧结 扩散焊、钨极惰性气体保护焊、激光焊等也在积极研究探索之中,将有可能在硬质合金的焊接中得到广泛的应用。 2.钎焊性 ?Ⅰ硬质合金的钎焊性是较差的。这是因为硬质合金的含碳量较高,未经清理的表面 往往含有较多的游离碳,从而妨碍钎料的润湿。此外,硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜,也会影响钎料的润湿。因此,钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的,必要时还可采取表面镀铜或镀镍等措施。 ?Ⅱ硬质合金钎焊中的另一个问题是接头易产生裂纹。这是因为它的线膨胀系数仅为 低碳钢的一半,当硬质合金与这类钢的基体钎焊时,会在接头中产生很大的热应力,从而导致接头的开裂。因此,硬质合金与不同材料钎焊时,应设法采取防裂措施。 3.钎焊材料 硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。 ?ⅰ纯铜:纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性,但需在氢的还原性气氛中钎焊才 能得到最佳效果。同时,由于钎焊温度高,接头中的应力较大,导致裂纹倾向增大。 采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa,接头塑性也较高,但不适用于高温工作。 ?ⅱ铜锌钎料:铜锌钎料是硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的 强度,在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300~320MPa:在320°C 时仍能维持220—240MPa。在B—Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co,可使钎焊接头的抗剪强度达到350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命 ?ⅲ银铜钎料:银铜钎料的熔点较低,钎焊接头产生的热应力较小,有利于降低硬质 合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度,钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好,钎焊接头具有良好的综合性能。 4.焊前准备 ?①焊前应先检查硬质合金是否有裂纹、弯曲或凸凹不平等缺陷。钎焊面必须平整, 如果是球形或矩形的硬质合金钎焊面也应符合一定的几何形状,保证合金与基体之间有良好的接触,才能保证钎焊质量。 ?②对硬质合金进行喷砂处理,没有喷砂设备的情况下,可用手拿住硬质合金,在旋 转着的绿色碳化硅砂轮上磨去钎焊面上的氧化层和黑色牌号字母。如不去除硬质合

目前最先进的焊接工艺——搅拌摩擦焊

目前最先进的焊接工艺,搅拌摩擦 焊,你知道原理吗 搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术,其原理如下图所示。 一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊缝位置,搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅,以此来保证主轴的轴肩能紧贴被焊接的工件表面。当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热,焊缝附近的材

料会因受热产生严重的塑性变形,但是,并不是熔化,只是成为一种“半流体”的状态,随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给,搅拌针不断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后,当主轴离开后,这些材料将冷却固化,从而形成一条稳定的焊缝。 大家都知道,以铝合金和镁合金为代表的轻质合金是航空航天器的主要结构材料之一。然而这些轻质合金的可焊性都非常差,传统的各种熔焊工艺都无法从根本上杜绝热裂纹、气孔和夹渣等这些焊接缺陷的产生,需要靠操作者具有非常高超的技术和工艺才能保证焊接质量。并且,熔焊的高温会产生大量热量和有毒的烟气,这对操作者的身体健康也造成了很大的威胁。而搅拌摩擦焊的出现从根本上解决了这一系列问题。 其次,相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态,搅拌摩擦焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力,所以在焊缝附近得到的是锻造形态,这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多,因而焊接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。 而搅拌摩擦焊最大的优势体现在其本质是把机械能转化成焊接所需要的热能,所以可以用特定的公式相当准确的计算出焊接热及其引发的工件热变形的量,从而为事前的补偿和事后的纠正提供了几乎不依赖操作者经验的定量的依据,这是任何一种传统焊接工艺都望尘莫及的。

激光电弧复合焊接技术讲解

激光电弧复合焊接技术 Laser-Arc H y brid Weldin g Technolo gy 北京航空制造工程研究所 朱轶峰 董春林 [摘要]介绍了一种激光电弧复合焊接技术, 阐述了此技术的原理、设备、优势及其应用前景。 关键词:激光电弧复合焊接设备应用前景 [ABSTRACT ]A Iaser-arc 1y brid weIdin g tec1-noIo gy is introduced. Its p rinci p Ie , e g ui p ment , advanta g es and a pp Iication p ros p ect are described. Ke y words :Laser-arc h y brid weldin g E g ui p ment A pp lication p ros p ect 激光作为高能束流热源吸引了越来越多工程技术人员的注意, 从去年的第七届阿亨国际焊接会议上可以看出, 激光焊接已经成为国际焊接界的关注热点。而激光电弧复合焊接作为其中的新兴技术引起了工程界、企业界的广泛重视, 在欧美和日本先后有多家汽车制造厂和造船厂斥资投入这方面的研究, 并有厂家率 先进入了工程化应用阶段 [1] 。 1原理 由于激光的能量密度很高 (可高达 107W /cm 2 ,

因此激光焊接的速度快, 焊接深度深, 热影响区小, 可以进行精密焊接。利用聚焦良好的激光束可进行金属、塑料以及陶瓷的焊接, 并已用于印刷、精密机械等行业。 采用深熔焊接技术 (即穿孔焊接 , 大功率的激光束流一次焊接金属材料厚度可达 20mm 以上, 同时具有比较高的焊接速度, 热影响区比较小。由于激光束流比较细小, 因此焊接时对拼接接头的间隙要求比较高 (<0. 10mm , 熔池的搭桥能力 (Ga p Brid g in g AbiIi-t y 比较差, 同时由于工件表面的强烈反射影响了束流能量向工件的传递, 高能激光束导致熔池金属的蒸发、汽化、电离, 形成光致等离子体, 严重影响了焊接过程的稳定性, 因此焊接过程中激光的实际能量利用率极低。以 CO 2激光器为例, 其量子效率为 38%, 电光效率为 15%~20%, 实际激光器运行的总效率 < 20% [2] , 一般认为为激光器输出功率的 3%~30%, 故能源浪费严重。 而弧焊作为一种成熟的金属连接技术已经在工业界得到广泛的应用, 但由于束流能量密度的限制, 相对 于高能束流焊接而言, 弧焊的焊接厚度与焊接速度均

硬质合金的焊接工艺现状与展望

硬质合金的焊接工艺现状与展硬质 合金的焊接工艺现状与展望 高频感应钎焊,硬质合金钎焊,高频感应加热设备硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体,以过渡族金属(Co,Fe, Ni)为粘结相,通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料,它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点,广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领 域【1】。 硬质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高,这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用,而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的

主要方法,合适可靠的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此,欲更好更合理地应用硬质合金,必须了解它的性能特点,根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。 1硬质合金的焊接性 由于与硬质合金相焊的基体材料一般是碳素钢,硬质合金与之相比具有较小的热膨胀系数和较低的热导率,因此焊接时容易出现以下问题: 1)焊接裂纹 硬质合金的热膨胀系数较小,一般为钢的1/2? 1/3,硬质合金和钢材焊后由于不能同步收缩,会在焊缝区形成很高的残余应力,且在硬质合金上多为拉应力,由此导致硬质合金开裂。焊接应力是钎焊硬质合金时出现裂纹以及接头低应力断裂的主要原因【2】。 2)焊缝脆化 主要是在焊缝区形成M6C型复合碳化物n相, 其中M包含W、Fe、Co、Ni等元素,主要原因是硬

质合金与钢进行焊接时,硬质合金中的碳向钢侧扩散,使硬质合金中含碳量降低而形成n 相【3】。焊缝脆化导致接头的抗弯强度低。 3)气孔、夹渣及氧化 这主要是出现在钎焊接头中。当加热温度过高时,造成钎缝氧化及焊料成分的严重烧损;而加热温度偏低,则钎料流动性不好,形成虚焊,且焊缝内留有大量气孔和夹渣,以至严重降低焊缝强度 【4,5】。 2硬质合金的焊接方法与工艺要素 由于硬质合金与碳素钢之间的物理性能相差较大,目前钎焊和扩散焊仍然是可行而又实用焊接方法。此外一些新的焊接方法如钨极惰性气体保护电弧焊仃IG),电子束焊(EBW),激光焊(LBW) 等也在积极的研究探索之中,将有可能在硬质合金的焊接中得到应用。 2.1钎焊

比较CMT与激光电弧复合焊接铝

比较CMT与其他电弧模式的激光电弧复合焊接在焊接铜时的异同 作者:Jan Frostevarg & Alexander F. H. Kaplan & Javier Lamas 摘要:本文中,研究了三种不同模式的激光- 电弧气保焊,即标准、脉冲和冷金属过渡(CMT)模式。该脉冲模式比标准模式更受控并且对工件的热输入更小,从而可以焊接薄板。在CMT 方式利用可控送丝和表面张力促使熔滴过渡,也因此热输入量相对于其他模型更小一些,不会出现咬边,飞溅也少于其他模式。这项研究比较了复合焊接的 3种电弧弧模式,在CMT的允许限度内选择中低焊丝的沉积速率。通过扫描和高速成像研究焊缝。该研究表明,激光匙孔的出现减小了三者间的熔滴过渡的差异。匙孔的产生对融化和凝固过程的影响。以及不同电弧形式的主要优点和缺点 1引言 激光电弧复合焊接[1-4],LAHW,图1中所示。将高功率激光与电弧复合集中于同一个熔池,一般间隔在0-8mm。相同的处理区域内,通常由0-分离,与自制激光焊相比,复合焊8毫米。相比于自主激光焊接,LAHW用焊丝填充焊缝,在电弧作用下形成焊缝外观。针对熔化极气保焊我们可以提出很多不同的技术。在他们之中的通用标准(也被称为“自然”)电弧模式与各种熔滴过渡模式(如喷雾,短路或球形)取决于电流和送丝速率。LAHW是最常见的是GMA脉冲弧焊模式,保持一脉一滴的形式向熔池进行熔滴过渡[5,6]。 最近,另一个更可控,短弧模式技术已经得到开发利用,通过控制送丝过程和表面张力进行熔滴过渡。焊丝被送进和回抽的方式去替代恒速送丝。这技术被称为冷金属过渡,CMT[7]。这个过程的优点在于,降低丝沉积的成本,熔滴传递而不是飞入熔池,因此只需要融化焊丝的电功率即可。在传统的弧焊中,对CMT 模式是用来焊接薄板,它也常常能有更高的焊接速度以较少的热输入和更好的整体焊接质量(更少的飞溅和咬边)与其他电弧模式相比。最近,CMT已用于LAHW 去焊接单程2毫米厚的铝板[8],1毫米的钢板和多道焊15毫米钢[9,10]。 焊接质量和抗疲劳性能主要由表面成型决定[11,12],这导致由电弧,熔滴过渡和激光匙孔所造成的电动复杂流体流动,由于电弧模式,焊接设备和参数选择,焊接过程可能会变得不稳定,从而导致不平整的表面[14,15]。对LAHW基本的理解仍处于初期阶段;但是从X射线成像,我们发现在焊接的方向上熔池被拉长了。高速成像(HSI)可以研究钢和铝的熔滴过渡和匙孔情况。根据缺口宽度,对不同的焊接情况进行了分类,自动对焦影响熔滴飞行,传热和传质[18,19]。我们可以估计出电弧力[19],但它随着焊缝的设置和电弧模式而变化。

硬质合金与钢的焊接

硬质合金与钢的焊接 硬质合金是种高生产率的工具材料,是将高熔点、高硬度的金属碳化物粉末与黏结剂混合,用粉末冶金法压制成各种所需形状的工件。硬质合金与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件,特点是可以节省大量的贵重金属,降低生产成本,提高零部件的使用寿命。 硬质合金工具在各工业部门已经得到广泛的应用,并收到了显著的效果。 1. 硬质合金的分类、用途及性能 硬质合金是金属碳化物粉末与钴的混合物,常用的金属碳化物是碳化钨、碳化钛、碳化铌和碳化钒等,均可使硬质合金具有高硬度和高耐磨性。硬质合金的黏结剂主要是金属钴或金属镍等,能保证硬质合金具有一定的强度和韧性。 1.1 硬质合金的分类及用途 (1)常用硬质合金的分类、成分及用途 我国常用硬质合金的分类、化学成分、使用性能及用途见表1。我国生产的硬质合金分为YT和YG两大类。YT类是由碳化钛、碳化钨和钴等组成,主要成分为WC、TiC和Co,多用于制作切削钢材的刀具。YG类是碳化钨和钴的合金,主要成分是WC和Co,多用于制造切削铸铁件、淬火钢、不锈钢等的刀具,以及用于制造各种硬质合金量具、模具、地质采矿和石油钻井用的采掘工具等。此外,还有YW类加入少量碳化钽或碳化铌等贵重金属碳化物的钛钨钴类硬质合金,用做切削特殊耐热合金材料的刀具。

表1 常用硬质合金的分类、化学成分使用性能及用途

(2)用于各类工具的硬质合金 另一种分类方法是将用于切削、采掘等用途的各类硬质合金分为金属瓷硬质合金和钢结硬质合金两类。 ①金属瓷硬质合金将难熔的金属碳化物粉末(如WC、TiC等)和黏结剂(如Co、Ni等)混合,加压成形,经烧结而成的粉末冶金材料。例如生产中应用最广泛的钨钴类硬质合金(YG3、YG6、YG8等)和钨钴钛类硬质合金(YT5、YT15、YT30等)。这类硬质合金的刀具耐高温、耐磨损,广泛用于制造量具、模具,也用于制造钎头、钻头等。

激光电弧复合焊接-翻译

激光- 电弧复合焊接的发展 盛明小野*,由纪夫新保**,昭英吉武***和正德大村**** 激光- 电弧复合焊接结合了激光和电弧焊接工艺的优点,以提供在存在较大差距而且没有什么优点的激光焊接塔接钢板。当塔接焊时,性能的差距是蒸发的锌在钢板内形成气孔。 激光- 电弧复合焊接工艺能很好的解决这个问题而且在搭接焊钢板内消除气孔。激光—电弧复合焊的焊接速度几乎等同于激光焊接的速度,激光—电弧复合焊生产高品质的搭接处,是理想的汽车零部件组装焊接工艺。 介绍 今年来激光焊接也开始用于组装焊接汽车车身及零部件,虽然它未被广泛使用。在激光搭接焊中,搭接的搭接表必须要有严格的控制,如果这两者间隙过宽,则会发生烧穿,并且两焊材不能够被焊接在一起,处于这个原因,在激光焊接中两焊材通常被限制在0.1mm一下为适宜。 但是镀锌板的激光搭接焊却带来别的问题,在镀锌板激光搭接焊中没有任何间隙,所以锌会被蒸发掉,在这个过程中往往会吹掉焊缝金属或者,锌蒸气容易残留在焊缝金属中,并形成气孔。 激光—电弧复合焊的开发就是为了解决这个问题,这种方法结合了YAG激光焊接和YAG电弧焊,并且允许在激光焊接中两片材之间存在间隙,焊接中产生较少的气孔,甚至在镀锌板的搭接焊中。因此,在搭接焊缝中严格控制间此外, 激光速度可以等同于焊接速度,所以,激光焊接的高效率完全可以被利用。 1.激光电弧焊的配置 YAG laser beam:YAG 激光束Welding direction:焊接方向 Steel sheet:钢板板材arc:电弧Melted metal:熔融态金属 Keyhole:孔洞Fig.1 Configuration of laser beam and arc-welding electrode in laser-arc h ybrid welding:图一表示激光和电弧在激光电弧复合焊接中的装配图

硬质合金的焊接特点

硬质合金的焊接特点 硬质合金主要制造刀具、量具、模具、采掘工具已经整体刀具等双金属结构。切削部分为硬质合金,基体为碳素钢或低合金钢,通常为中碳钢。这类工件在工作时受到了相当大的应力作用,特别是压缩弯曲、冲击或交变载荷,要求接头强度高、质量可靠。硬质合金具有高硬度和耐磨性好的特点,但也存在脆性高、韧性差等缺点。 大部分硬质合金工具是采用焊接的方法相切在中碳钢或低合金钢基体上使用,焊接工艺与硬质合金的使用性能密切相关,焊接性能好坏直接影响到硬质合金的使用效果。 一般焊接的特点 硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素,虽然可以进行焊接加工,但焊接时容易出现组织和裂纹。必须采用有限的工艺措施,才能获得满意的焊接接头。生产中硬质合金与钢的焊接常用的方法有;氧 硬质合金与钢焊接时如有下的特点 线膨胀系数与焊接裂纹的关系 硬质合金的尺寸较小,一般是固定在一个比较厚大的钢支撑材料上使用。钎焊是把硬质合金和基体金属连接在一起的焊接方法。硬质合金的线膨胀系数(401~7.0*10)与普通钢的线膨胀系数相比差别很大,硬质合金只有钢为,线膨胀系数的差异是嵌缝冷却时产生很大应力,导致裂纹产生。 加热时硬质合金和钢都自由膨胀,但冷却时钢的收缩量比硬质合金大得多,此时焊缝处于手压应力的状态,而在硬质合金表面上则承受拉应力。如果残余应力大于硬质合金抗拉强度或抗裂性要求是,硬质合金的表面就可能产生裂纹,这是硬质合金钎焊是产生裂纹的最主要原因之一。 硬度与裂纹敏感性的关系 硬质合金的硬度与耐磨性和焊接裂纹敏感性成正比,硬质合金的硬度越高,钎焊时产生裂纹的可能性越大,而且一般精加工或超精加工所用的硬质合金,在钎焊时容易发生裂纹,根据不同牌号的硬质合金的硬度和强度大小可以判断硬质合金的焊接裂纹敏感性,其由差到好的排列顺讯如下:

激光—MAG电弧复合焊接工艺研究

激光—MAG电弧复合焊接工艺研究 【摘要】本文结合轨道车辆承载部件的结构中的典型接头型式,研究激光-MAG电弧复合焊接工艺应用于轨道车辆承载部件的可行性。通过对比激光-MAG电弧复合焊接和MAG焊接工艺参数、对焊缝成型、焊接接头质量和焊接接头机械性能,为激光-MAG电弧复合焊接工艺在轨道车辆承载部件应用提供试验数据和研究基础。 【关键词】激光-MAG电弧复合焊;焊接工艺;对比试验研究 0.引言 随着激光焊接工艺应用范围推广,激光-MAG电弧复合焊接工艺成为一种新兴的焊接工艺备受青睐,应用日益广泛,如造船业、管道运输和车辆制造等领域。 轨道车辆的承载部件主要包括走形部转向架构架和车体钢结构的牵枕缓,主要采用中厚低合金钢板(板厚为8~16mm)通过冷加工压型(或滚压成型)的零件,相互拼焊组装而成。通常焊接工艺为自动或半自动MAG焊接。 通过激光-MAG电弧复合焊和MAG焊接工艺对比试验验证及性能试验,为激光-MAG电弧复合焊接工艺在轨道车辆承载部件应用提供试验数据和研究基础。 1.激光—MAG电弧复合焊原理及特点 1.1激光-MAG电弧复合焊接原理 激光-MAG电弧复合焊接是将激光焊接和电弧焊接有机结合起来的一种高效优质焊接新工艺。它将激光和电弧这两种热源物质的物理性能、能量传输机制截然不同的复合在一起,共同作用于被焊接件的表面,通过两种热源物质的相互作用及复合热源与工件的作用完成焊接过程。 采用激光+电弧的复合方式可以充分发挥两种热源的优势,在同等条件下,激光-MAG电弧复合焊接比单一的激光焊或电弧焊具有更强的焊接工艺适应性和更好的焊缝成型质量。 1.2激光-MAG电弧复合焊接的特点 (1)焊缝熔深增大。熔化的熔池金属可以提高对激光光源的吸收率,而激光束在熔池中产生小孔,保证在高速焊接条件下获得理想的焊缝熔深,并保证焊接过程中的稳定和获得规则焊缝成型。 (2)焊缝质量改善,焊接缺陷减少。激光束可以使焊缝加热变短,不易产

[电弧,激光,特点]机械激光―电弧复合焊接的技术特点及作用

机械激光―电弧复合焊接的技术特点及作用 近年来,随着激光设备和电弧设备性能的提高,机械激光-电弧复合焊接技术也成为了研究的重点,因而需要深入了解激光-电弧复合焊接技术的发展背景,总结技术特点延伸实际应用,让激光-电弧复合焊接技术在实际需求中发挥重要作用。 一、机械激光-电弧复合焊接技术的发展背景 机械激光-电弧复合焊接技术是为了满足特定材料的加工焊接要求,综合利用机械激光焊接和电弧焊接的优势,将其物理性能和能量传输性能以恰当的方式融合到一起,形成的一种科学先进的技术手段。将电弧焊接和激光焊接技术取长补短的结合起来形成的激光-电弧复合焊接技术具有经济、高效的特点,解决了许多材料的加工要求,实现了优质的焊接。 电弧焊接是应用最早且在材料技术上运用较普遍的焊接的技术,将电能转换为热能完成金属之间的连接,分为非熔化极电弧焊接和熔化极电弧焊接,但是由于电弧能力分布密度特性,导致焊接速度较慢,焊接的深度和熔度较浅,造成材料容易焊接变形,并且生产效率较低。激光焊接可以利用高达107W/cm2的能量密度形成小孔和等离子体时的热加工,激光焊接速度比较快,材料变形较少,通过较少的热输入量形成深度比大的良好焊接效果,从而实现精密焊接。但是也存在着一定的缺点,即焊接接头的间隙要求较高、焊接过程的稳定性和激光能量的利用率较差、焊接厚度较高的材料成本过高。 为顺应时代发展,综合焊接需求,针对电弧焊接和激光焊接的优劣,在20世纪70年代末,英国伦敦帝国大学对复合焊接工艺进行了研究,提出了电弧与激光焊接结合的工艺概念,随后英国学者和美国等科学研究者利用了激光配合一定量的辅助电弧,形成了现如今激光-电弧复合焊接的技术工艺,解决了焊接熔深浅问题和生产成本过高的问题,有效的提升了能量的利用率,提高了焊接的生产效率。 二、激光-电弧复合焊接的原理 激光―电弧复合焊接技术在工作时,激光及电弧同时作用在金属表面的一点上。在激光的作用下,焊缝的上方会产生一定的等离子体云,这种等离子体云会吸收及散射进行射入过程中的激光,从而降低了激光能量的功能。在原有基础上加上电弧后,能够产生一定量的低温低密度的电弧等离子,从而起到稀释激光等离子体的作用,进一步提升了激光能量的传输效率。外加电弧还可以在进行焊接的同时实现对母材进行加热,母材温度的升高能够提升对激光的吸收效率,从而增加焊接熔深。而且激光作用能够降低电弧通道的电阻,也能够加深该项技术的熔深。 三、机械激光-电弧复合焊接技术的特点 (一)提高了焊接过程的稳定性 激光焊接时,等离子体形成较多的带电粒子,带电粒子会主动吸收电弧,压缩电弧的根部使电弧稳定燃烧,既增加了焊接的稳定性,使得电弧不随意飘逸同时提升了电弧的能量利用率。

硬质合金的焊接工艺现状与展望

硬质合金的焊接工艺现状与展望 高频感应钎焊,硬质合金钎焊,高频感应加热设备 硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体,以过渡族金属(Co,Fe,Ni)为粘结相,通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料,它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点,广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域【1】。 硬质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高,这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用,而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的主要方法,合适可靠的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此,欲更好更合理地应用硬质合金,必须了解它的性能特点,根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。 1硬质合金的焊接性 由于与硬质合金相焊的基体材料一般是碳素钢,硬质合金与之相比具有较小的热膨胀系数和较低的热导率,因此焊接时容易出现以下问题: 1)焊接裂纹 硬质合金的热膨胀系数较小,一般为钢的1/2~1/3,硬质合金和钢材焊后由于不能同步收缩,会在焊缝区形成很高的残余应力,且在硬质合金上多为拉应力,由此导致硬质合金开裂。焊接应力是钎焊硬质合金时出现裂纹以及接头低应力断裂的主要原因【2】。 2)焊缝脆化 主要是在焊缝区形成M6C 型复合碳化物η相,其中M包含W、Fe、Co、Ni等元素,主要原因是硬质合金与钢进行焊接时,硬质合金中的碳向钢侧扩散,使硬质合金中含碳量降低而形成η相【3】。焊缝脆化导致接头的抗弯强度低。 3)气孔、夹渣及氧化 这主要是出现在钎焊接头中。当加热温度过高时,造成钎缝氧化及焊料成分的严重烧损;而加热温度偏低,则钎料流动性不好,形成虚焊,且焊缝内留有大量气孔和夹渣,以至严重降低焊缝强度【4,5】。 2硬质合金的焊接方法与工艺要素 由于硬质合金与碳素钢之间的物理性能相差较大,目前钎焊和扩散焊仍然是可行而又实用焊接方法。此外一些新的焊接方法如钨极惰性气体保护电弧焊(TIG),电子束焊(EBW),激光焊(LBW)等也在积极的研究探索之中,将有可能在硬质合金的焊接中得到应用。 2.1 钎焊 钎焊是一种传统且广泛应用的硬质合金焊接方法,它的工艺成熟可靠,依据加热方式的不同分以下一些工艺方法: 1)火焰钎焊

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