硬质合金钎焊工艺的研究

作者:葛志德;郭勐;荆皓; 刊名:机械制造 上传者:吉姆平托

【摘要】硬质合金工件在采用中频感应加热进行基础加热后,再进行火焰钎焊。对这一工艺进行了研究,比较了钎焊过程中排渣、基材喷砂等工序对焊接性能的影响,并进行硬度、剪切强度检测与焊缝断面形貌分析,采用能谱仪研究元素扩散情况。研究表明,所采用的工艺能够获得性能良好的焊缝。

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1问题的提出硬质合金耐磨件是道碴挖掘机械上一个耐磨性能要求较高的部件,这一部件一方面要承担挖掘链及挖掘链轮所受的道碴挖掘阻力,另一方面还要承受道碴清筛过程中的磨损。为了保证链轮侧板的工作性能,要求侧板端面具有较高的耐磨性能,因此需要在侧板的端面上钎焊硬质合金,以保证其耐磨性。硬质合金的钎焊方法很多,包括火焰钎焊、盐浴钎焊、气相钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、保护气体炉中钎焊、真空钎焊等[1]。合适的钎焊间隙、正确的火焰加热过程和添加钎料方法是保证钎焊质量的关键[2]。采用火焰钎焊,加热时间长,工人劳动强度大,同时由于加热时间长,对基材的硬度有较大影响。采用感应钎焊,加热速度快,工艺稳定性能好,但由于需要焊接硬质合金片较多,必须采用工装固定,工件和工装体积较大,使感应钎焊线圈离工件较远,热影响区变大,造成侧板基材硬度降低。采用真空炉中钎焊将工件整体加热,同样会降低基材性能。因此,必须选用合适的加热方法,在保证钎焊强度的同时,避免基材硬度受到较大影响,从而满足工件的使用性能要求。2钎焊工艺的选择 再以局部火焰加热进行钎焊硬质合金片,这样既可以减少火焰加热的时间,提高焊接效率,又可以通过人工控制火焰加热的位置和时间,防止基材过热。3材料的选用42Cr Mo广泛应用于硬质合金钎焊类磨耗件领域,作为基体材料,具有良好的力学和耐磨损性能,其化学成分见表1。硬质合金的焊接性能较差[3],选择合适的硬质合金对焊接质量有密切影响。因此,选用具有良好润湿性和铺展性的钎料,以及选用焊接性能相对较好的硬质合金,能够更容易获得优质、饱满的焊缝。经过比较,硬质合金选用YG15[4],其晶粒度为2~3μm,密度为13.9~14.1 g/cm3,钴质量分数为14.8%~15.2%。钴质量分数较大的硬质合金,具有较好的冲击韧性,同时还具有较大的抗弯强度。钎料的选用要考虑焊接温度、润湿性要求,以及与母材形成冶金结合性能的要求等,同时还要满足焊缝物理、化学及力学性能要求。钎料的化学成分见表2,其熔化温度为671~779℃,钎焊温度为779~899℃。在钎焊过程中,为了使钎料更好地流动和获得质量更好的焊缝,应选用钎剂作为助焊剂。助焊剂的作用 收稿日期年月采用感应加热与火焰加热相结合的工艺,即以中频感应加热提高工件温度,元素碳硅锰铬钼质量分数0.38%~0.45%0.17%~0.37%0.50%~0.80%0.90%~1.20%0.15%~0.25% 元素碳硅锰铬钼质量分数0.38%~0.45%0.17%~0.37%0.50%~0.80%0.90%~1.20%0.15%~0.25% 成分银铜锌镍质量分数40%30%28%2%表2钎料化学成分主要是去除表面杂物,增强钎料在焊接表面的铺展能力,隔绝焊接面与空气而防止氧化。基于以上考虑,钎剂采用FB102C银焊膏,能够满足焊接需要。4钎焊过程焊前处理、装夹、加热方式对焊接的效率和焊缝强度等有不同影响。在钎焊过程中,焊缝排渣也会对焊接质量造成影响。笔者采用不同的试验方案研究钎焊方法对焊接质量的影响。4.1焊前处理硬质合金钎焊和其它钎焊一样需要焊前处理,目的是为钎焊创造有利条件,以获得优质焊缝。一般焊前对硬质合金的处理有机械、化学、物理、超声波、电化学去膜等方法。笔者对硬质合金和基材采用喷砂方法去除表面杂质,同时考察喷砂工序对钎焊表面及钎焊质量的影响。由于需焊接的硬质合金片较多,因此为提高钎焊效率和质量,在焊接前用工装将硬质合金片固定。4.2焊接工艺采用中频感应加热至450℃左右对基材的硬度影响较小,再采用火焰加热至钎焊温度850℃左右,钎焊完成

参考文献

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