硬质合金的焊接工艺现状与展望
《硬质合金-》课件

硬质合金,也称为钨钢,是一种高硬度、高耐磨损的材料,广泛应用于切削 工具、矿山机械、石油钻采工具等领域。
介绍硬质合金的概念和发展历史
1 概念定义和特点
硬质合金是由金属硬质相和结合相组成的复 合材料,具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。
2 发展历史回顾
硬质合金的历史可以追溯到20世纪初,经过 多年的研发和改进,如今已成为重要的工程 材料。
硬质合金具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀 性和热稳定性,适用于各种恶劣的工作环境。
硬质合金在高温和高压条件下仍能保持较好 的硬度和强度,适用于高速切削和重载工况。
硬质合金的应用领域和案例分析
制造行业中的应用
硬质合金广泛应用于切削工具、模具、矿山机 械等领域,提高生产效率和降低成本。
典型应用案例分析
以切削工具为例,硬质合金刀具在加工高硬度 材料和复杂形状零件时表现出色,提供了更高 的精度和寿命。
硬质合金的发展趋势和展望
1
未来发展方向
将更多先进材料和制造技术应用于硬质合金,提高硬质合金的性能和适用范围。
2
对未来的展望和分析
硬质合金在工程领域有着广阔的应用前景,随着各行业的需求增加,硬质合金的 市场潜力巨大。
总结与展望
通过本次PPT课件的学习,我们对于硬质合金的概念、组成、性能和应用有了 更深入的了解。在未来,硬质合金将持续发展,为各行业带来更多创新和突 破。
硬质合金的组成和制备式
1 主要成分介绍
硬质合金的主要成分是金属硬质相(钨碳化 物)和结合相(钴、镍等),不同成分比例 会影响其性能。
2 常见制备方式
硬质合金的制备方式包括粉末冶金、溶液法、 化学气相沉积等,每种方式都有其适用的场 景和优劣势。
硬质合金焊接铣刀的热处理技术改进

法。这种制作方法 对刀 体强 度要求 不高 的铣 刀是 可行
的 ,但对于切削速度高 ,切削力大 ,尤其是刀体截面 积 较小的刀具就不能取得满意的效果。 我厂生产 的 B 29机床 ,用户 订货时要求我厂提供 7 配套的专用刀具如 : 72 、R75槽铣刀 ( 图 1 ;l .5 . 见 )
图 8 试验 刀体淬火后的金相组织 ( 0 ) ×50
卫
图 6 试验铣刀
对试验 刀体先进行 淬火 ,工 艺为 80 3 %加 热 3 m n 0i 油冷却 ,2 0 回火 9 m n 0% 0 i,其热处 理工艺 曲线 见 图 7 。 试验刀体经淬火 后 的金 相组织 为 马 氏体 +少量 铁素 体 ( 见图 8 ,对其测试硬度为 5 5 H C ( ) 2 4 R 见表 1 。在淬 )
火刀体上高频 焊接硬质 合金 刀头 后 ,对距焊 口 1 m处 m
的刀体进行金相化验 ,金相组织为索 氏体型珠光 体 +碎 块状 铁 素 体 ( 图 9 ,靠 近 刀 头 处 的 硬 度 为 2 见 ) 0~ 2H C( 4 R 见表 1 。由金相组织和所测 的硬度可知 ,刀体 )
图 9 焊接刀头后 ,靠近焊 1 的刀体金相组织 3 处
WWW. c n st c r . n ma hi i . o n c
维普资讯
r 口 me n e t ,
以前我厂从未采用过 ,人们 担心在淬火 的加热 和冷却过 程 中会使硬质合金刀头性能变坏,甚 至在加热 过程 中焊 口发生变化造成刀头脱落等。为此,我们就硬 质合金刀 头在各种不同的热处理工艺下的性能变化 ( 包括硬 度和
表 1 试 验 铣 刀 刀体 淬火 后 和 焊 接 刀头 后 的硬 度
刀体淬火后的 刀体焊接刀头后 的硬度 HR C
焊接技术的发展与应用前景

焊接技术的发展与应用前景随着现代工业不断发展,焊接技术已经成为了不可或缺的一部分。
在生产制造、航空航天、汽车制造、核能工业等众多领域中都得到了广泛的应用。
各种焊接技术日益完善,其发展与应用前景也越来越广泛。
一、焊接技术的发展在古代,人们使用石器时代刀剑般的粗糙工具来进行焊接。
随着时代的发展,焊接技术也得到了巨大的发展。
现代焊接技术主要分为机器焊接和手工焊接两类。
与传统的手工焊接相比,现代化的焊接机器可以更精确地控制焊接参数。
并且,机器焊接可以大幅度提高生产效率,节约劳动力和材料成本。
在现代化的工业领域中,焊接技术得到了广泛应用,可以看到各种焊接方法在生产线上的应用,例如电弧焊接、TIG/TAG等,它们都有自己的特点与优势。
除此之外,高能量激光焊接和扫描式激光焊接被广泛采用,具有更高的自动化程度,使用过程没有辅料或极少量辅料。
与传统焊接技术相比,现代化的焊接技术可以更安全、更精确地完成工作,更加绿色环保,在生产过程中减少对环境的污染,从而进一步提高生产效率。
二、焊接技术的应用前景近年来,焊接技术在生产中的应用越来越大。
在物流、电力、核电、航空、化工等领域中,人们都需要使用焊接技术,因此焊接技术也有着广泛的市场前景。
此外,随着中国军事装备水平的提高和现代工程建设的进展,焊接技术在这些领域的应用普及将成为未来的趋势。
在航空航天领域,高强度、高温度耐受性、较好的腐蚀性是关键要求,这些都需要得到更精确、更高品质的焊接工艺。
目前,众多航空航天科技公司正在积极开发新型的焊接材料以及更加精确、高品质的焊接技术。
随着这些技术的不断创新和发展,将为未来的空间技术提供更加广阔的发展空间。
在核能领域,随着核反应堆的建设,对于焊接技术的要求也越来越高。
核反应堆内部,焊缝的缺陷和质量问题都会对核反应堆的安全运行产生影响,因此核能行业对于焊接技术的要求也比较高。
现代化的焊接技术正逐渐成为核能领域的发展趋势。
在汽车行业,焊接技术的应用也是不可避免的。
焊接行业现状和存在问题

焊接行业现状和存在问题焊接行业是现代工业的重要组成部分,广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑工程、能源行业等众多领域。
然而,尽管焊接技术在过去几十年取得了巨大的发展,但仍然存在一些问题和挑战。
本文将从技术发展、人才培养、安全问题和环境影响等方面探讨焊接行业的现状和存在问题。
首先,焊接技术在过去几十年取得了重大的突破和进步。
传统的手工焊接逐渐被自动化和机器化焊接技术所取代,提高了焊接速度和质量。
新型材料和焊接工艺的出现,使得焊接可以应用于更多复杂的材料和结构。
然而,尽管技术的进步,焊接过程仍然存在一些问题。
例如,焊接变形和残余应力可能会导致结构的失稳和破坏。
焊接接头的质量控制也是一个重要的问题,不良的焊接接头可能会导致工件的失效和事故的发生。
其次,焊接行业面临着人才短缺和人才培养的问题。
随着技术的发展,对于高技能焊工的需求不断增加。
然而,目前焊工的培养体系并不完善,培训机构和学校的焊接专业设置较少,培养出来的焊工技能水平参差不齐。
缺乏高素质的焊工不仅影响了焊接行业的发展,也给企业的生产效率和质量带来了很大的压力。
第三,焊接行业存在着安全隐患和安全意识不足的问题。
焊接过程中产生的高温、火花和有害气体对焊工的身体健康和人身安全构成威胁。
然而,一些企业在安全设施和操作规程方面存在着不足,对焊工的安全教育和培训也不够重视。
缺乏安全意识的焊工容易发生事故,给企业带来经济和声誉的损失。
最后,焊接行业对环境的影响也是一个重要问题。
焊接过程中产生的烟尘、废气和废水含有有害物质,对环境和人体健康造成污染。
虽然一些先进的焊接设备和工艺可以减少污染物的排放,但目前仍然存在一些中小型企业采用传统的焊接设备和工艺,导致环境污染较严重。
为解决上述问题,焊接行业需要进一步加强技术研发和创新,提高焊接质量和效率。
同时,应加大对焊工的培训和人才引进,提高焊接技能水平和素质。
企业应重视安全生产,加强安全设施和操作规程的建设,提高焊工的安全意识和技能。
焊接自动化技术的现状与发展趋势

焊接自动化技术的现状与发展趋势引言概述:焊接作为一种常见的创造工艺,在工业生产中扮演着重要的角色。
随着科技的发展和工业生产的需求不断增长,焊接自动化技术也逐渐成为焊接行业的发展趋势。
本文将探讨焊接自动化技术的现状与发展趋势。
一、现状分析1.1 自动化焊接设备的普及随着创造业的发展,自动化焊接设备在工业生产中得到广泛应用。
各种自动化焊接设备如焊接机器人、自动焊接工作站等已经成为工业生产线上不可或者缺的一部份。
1.2 焊接自动化技术的成熟度随着科技的不断进步,焊接自动化技术的成熟度也在不断提高。
自动化焊接设备的智能化程度越来越高,能够实现更加精准和高效的焊接操作。
1.3 自动化焊接技术的应用领域自动化焊接技术已经广泛应用于汽车创造、航空航天、电子电气、建造工程等领域,为工业生产提供了更加可靠和高效的焊接解决方案。
二、发展趋势展望2.1 智能化焊接技术的发展随着人工智能、大数据等技术的不断发展,智能化焊接技术将成为焊接自动化技术的重要发展方向。
智能化焊接设备将更加智能化、自适应,能够实现更加高效和精准的焊接操作。
2.2 柔性化生产需求的增加随着市场需求的不断变化,焊接自动化技术也将朝着柔性化生产方向发展。
自动化焊接设备将更加灵便、适应性强,能够满足不同规格、不同批量的焊接需求。
2.3 绿色环保焊接技术的推广随着环保意识的增强,绿色环保焊接技术将成为未来焊接自动化技术的重要发展方向。
绿色环保焊接技术将更加节能、环保,减少焊接过程中的废气、废渣排放,实现可持续发展。
三、技术挑战与解决方案3.1 自动化焊接设备的成本自动化焊接设备的成本较高,是制约其广泛应用的一个主要因素。
解决这一问题的关键在于提高自动化焊接设备的生产效率,降低生产成本。
3.2 技术人材短缺焊接自动化技术需要专业的技术人材进行研发和应用,而目前技术人材短缺是一个普遍存在的问题。
解决这一问题的关键在于加强焊接自动化技术的人材培养和引进。
3.3 安全性和稳定性问题自动化焊接设备在工业生产中需要保证其安全性和稳定性,以避免意外事故的发生。
锥体硬质合金堆焊工艺及应用

0. 72
1. 10
2. 75
41. 9 ~ 43. 6
㊀ ㊀ 焊条施焊前要求烘干ꎬ 过渡层焊条 A312 烘干 温度为 150 ħ / 1 hꎬ硬质合金层焊条 EDCoCr - A 的 2. 2㊀ 焊接工艺参数 烘干温度为 250 ħ / 2 hꎮ 施焊前按照 NB / T 47014 2011« 承压设备焊接
㊀ ㊀ 硬质合金堆焊常用于煤气化装置中排渣罐㊁ 渣 收集罐锥体下部ꎮ 由于排渣罐㊁ 渣收集罐工作介质 为高密度熔渣ꎬ介质流动过程对锥体下端会产生严 重的冲击和磨损ꎬ堆焊硬质合金的目的就是提高设 备局部的耐冲击及抗磨损能力ꎮ 堆焊工艺要求苛刻ꎬ只有采取成熟有效的措施才能保 证堆焊成品的质量ꎬ下面叙述某项目产品堆焊硬质合 金中存在问题及为防止裂纹产生所采取的措施ꎮ 堆焊硬质合金有别于不锈钢㊁耐热钢等材料ꎬ对
作者简介: 周传锋(1986 年 - ) ꎬ男ꎬ河南新乡人ꎬ2011 年毕业于大连 理工大学化工机械专业ꎬ硕士研究生ꎬ 工程师ꎬ 现主要从事化工设备 设计工作ꎮ
图 1㊀ 渗透检测后裂纹较多
第4 期
周传锋㊀ 锥体硬质合金堆焊工艺及应用 表 1㊀ 硬质合金堆焊层化学成分要求
������15������
图 2㊀ 裂纹集中在收弧起弧位置
1 ㊀ 问题描述
2 ㊀ 关键项核查及分析
合金过程中ꎬ 由于厂家缺少硬质合金堆焊施焊经 特别是收弧起弧位置较集中ꎬ见图 1㊁图 2ꎮ
某项目煤气化装置排渣罐锥体底部堆焊硬质
验ꎬ导致堆 焊 后 表 面 裂 纹 较 多ꎬ 裂 纹 沿 焊 道 扩 展ꎮ
针对排渣罐锥体堆焊出现的问题ꎬ 进行了详细 的核查与分析ꎮ 2. 1㊀ 焊接材料 该罐堆焊采用手工电弧焊ꎬ 焊接材料过渡层焊 条选用 A312( GES - 309Mo) ꎬ 面层焊条采用硬质合 金层焊材 EDCoCr - A( EDCo106) ꎬ 焊接材料满足制 造技术规定要求ꎮ 施焊所用焊条按照 AWS A5. 13 ECoCr - A 的要求验收ꎮ 硬质合金堆焊层焊条化学成分见表 1ꎮ
刀片焊接工艺

刀片焊接工艺
不同的刀片材料和焊接需求,采用的焊接工艺也不同。
比如硬质合金刀具的焊接工艺如下:
1、刀体预热:将刀体放在石棉板上,在刀槽中放入大小与硬质合金刀头相同的厚度0.3的焊料,然后放上硼砂和硬质合金刀头,用还原火焰从刀头底部进行预热刀体,当熔剂熔化时,证明已经达到预热要求的摄氏700-800°。
2、焊接硬质合金刀头:预热完后,用火焰加热硬质合金刀头及焊缝,迅速使焊料熔化,移开火焰后,立刻用金属棒压紧并调整硬质合金刀头,以便把多余的焊料及熔渣排出。
停止加热后,继续压紧硬质合金刀头2-3秒,待焊料凝固后,即送刃保温介质中保温,使之缓慢冷却,保温实际为2-3小时。
国内外硬质合金再生利用的发展现状与对策

国内外硬质合金再生利用的发展现状与对策一、背景介绍硬质合金是一种高性能材料,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性等特点。
然而,由于其生产过程中需要消耗大量的资源和能源,以及废弃物处理成本高昂,导致硬质合金的再生利用一直是个难题。
因此,如何实现硬质合金的再生利用已成为国内外学术界和企业界关注的热点问题。
二、国内外硬质合金再生利用现状1. 国内硬质合金再生利用现状目前,我国硬质合金再生利用技术相对滞后。
主要存在以下问题:(1)废弃物回收率低:由于我国缺乏专业的废旧硬质合金回收企业,许多废弃物被随意处理或丢弃。
(2)再生利用技术不成熟:我国尚未形成完善的硬质合金回收体系和技术路线。
(3)缺乏相关政策支持:政策法规方面对于废旧硬质合金回收没有明确规定。
2. 国外硬质合金再生利用现状相比之下,国外硬质合金再生利用技术相对成熟。
主要表现在以下方面:(1)废旧硬质合金回收率高:欧美等发达国家和地区已经形成了完善的硬质合金回收体系。
(2)再生利用技术先进:国外企业投入大量资金进行研究和开发,取得了一系列重要的技术突破。
(3)政策法规支持:欧盟、美国等国家和地区已经出台了相关的政策法规,鼓励和支持废旧硬质合金回收。
三、我国硬质合金再生利用发展对策为了提高我国硬质合金再生利用水平,需要采取以下措施:1. 制定相关政策法规政府应该加大对于废旧硬质合金回收的政策支持力度,制定相关的法律法规,并加强对于违法行为的打击力度。
2. 建立废旧硬质合金回收体系应该建立完善的废旧硬质合金回收体系,包括建立专业化的回收企业、建立统一的标准和规范等。
3. 推广先进的再生利用技术应该引进国外先进的硬质合金再生利用技术,加强相关研究和开发,提高我国硬质合金再生利用水平。
4. 提高社会意识应该加强对于废旧硬质合金回收的宣传和教育,提高社会公众对于环保意识和资源节约意识。
四、结论随着环保意识的不断提高,我国硬质合金再生利用的重要性也越来越凸显。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
.. . …
. word. … 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 .. . …
. word. … 火焰钎焊是用可燃气体(乙炔、丙烷等)与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接的一种方法。火焰钎焊设备简单、操作灵活方便,根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。钎料多采用丝状或片状的铜基、银基钎料,其中HL105锰黄铜钎料应用最为广泛;钎剂一般采用脱水硼砂。火焰钎焊主要适用于中小尺寸硬质合金刀具、模具和量具的小批量生产,对于大型的硬质合金工具,由于火焰加热的温度和速度难以控制,加热时会产生较大的温度梯度,容易引发裂纹的产生,因此一般不采用此方法【2,6】。 2)电阻钎焊 电阻钎焊一般可分为直接加热法和间接加热法。直接加热法是将电极置于接头两侧,使电流经过钎缝面的接触电阻而发热,从而完成焊接过程;间接加热法是将电极置于接头一侧的钢质母材上,电流通过钎缝一侧的母材电阻发热(或通过发热元件发热)来实现钎焊。采用间接加热法可避免电极与硬质合金接触,防止硬质合金的过热和烧损,避免其硬度的降低和开裂。可配用铜基或银基钎料,常用的有H68、HL105钎料等,其中HL105钎料的抗剪强度较高,对于YT5刀具的焊接,抗剪强度可达28.5GPa,对于YG8可达到29.7GPa。钎剂一般采用脱水硼砂【7】。 加热电压是电阻钎焊的重要参数,要选择合适的数值以保证合理的发热升温速度;其次要保证电极与工件接触处于良好状态。加热过程中要及时排渣,防止钎缝夹杂和气孔形成而降低强度。使用硼砂钎剂时一定要先经过脱水处理,否则由于结晶水的存在,在焊接过程中结晶水蒸发,在焊接区域产生大量气体,既影响了正常排渣,又易在焊缝中产生气孔【7】。 电阻钎焊的操作较为简单方便,效率比火焰钎焊高,工件表面的氧化较少,但是在加热过程中易造成工件局部过热烧损。此外对于复杂形状的工件、多刃刀具及尺寸很小的工件也不便操作【2】。 3)感应钎焊 感应加热钎焊的优点是加热迅速,钎料液化过程短,并可以在各种气氛(空气、保护气体、真空)下进行,能减轻硬质合金过热和氧化,有利于提高焊接质量;该方法的缺点是设备较复杂、一次性投资较大,其次是感应电流的趋表效应,当钎焊大厚工件时,加热温度不均匀,难于保证钎焊质量,且效率也低,故一般只适用于钎焊结构型式简单(最好是轴类细长型)的小尺寸焊件【2】。 感应钎焊的工艺参数一般包括钎缝间隙、加热速度、冷却速度、感应圈形状尺寸、钎料钎剂的加入方式等因素。这些因素必须有一个合适的组配围,因素的波动会对焊缝质量造成不良影响,尤其是在硬质合金中产生较大的焊接应力。 钎缝间隙值是确保钎焊质量的重要参数。通常认为钎缝越小,焊接应力越大,反之亦然。钎缝间隙过小时,会发生“挤死”和“钎不透”,使接头强度下降和焊接应力增加;而间隙过大,毛细作用.. . …
. word. … 减弱,也会导致“钎不透”,使接头强度下降。因而大小适中的钎缝间隙对减小焊接应力和增强焊缝牢度有很大的作用【8】。 加热和冷却速度对钎头焊接质量有很大影响。加热速度太快,合金中会产生较大的应力;加热太慢,则高温停留时间长,这虽然能使液态钎料的润湿和扩散更完善,但会造成合金的氧化烧损。通常加热以不超过100℃/s为宜。冷却速度太快,合金中会产生很大的收缩应力;冷却速度太慢,虽然能减小焊接应力,但对钢体材质的淬火不利,故一般以60℃/s为宜【8】。 感应圈是感应加热设备的重要元件,交流电源的能量是通过它传递给焊件而实现加热的,因此,感应圈的结构是否合理对于钎焊质量和生产率有很大影响。正确设计和选用感应圈的原则是: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。 4)炉中钎焊 将装配好的工件放在电阻丝发热的加热炉中进行加热钎焊的方法称之为炉中钎焊,其特点是工件整体加热,加热均匀、工件变形小。不足之处是加热速度慢、效率低。但对于批量生产,一炉可以同时钎焊多个接头及焊件,以此可以弥补加效率低的不足【9】。炉中钎焊的加热气氛有以下几种: a)空气炉 由于焊件在空气中加热时工件容易氧化,且升温速度较慢,不利于钎剂去除氧化膜,故应用受到一定的限制,目前已逐渐被保护气氛炉中钎焊和真空炉中钎焊所代替【9】。 b)保护气氛炉 根据保护气氛的不同,可以分为还原气体和惰性气体炉中钎焊【9】。还原性气体一般用H2或CO,不仅能避免工件在加热过程的氧化,还能还原工件表面的氧化膜,有助于钎料的润湿;惰性气体一般用Ar、N2和He等,对气体纯度的要求较高,一般要在99.99%以上,在气体入炉前还要经过脱水(硅胶、浓硫酸)脱氧(海绵钛)装置。工件通常应放在容器,在流动的气体中进行加热钎焊。用惰性气体比用还原性气体的安全性要高。加热温度、保温时间及冷却速度是主要的工艺参数。加热温度高于900℃时,硬质合金的硬度会有明显降低。保温时间过长时也会引起硬质合金的硬度降低。焊后应缓慢冷却,以防止开裂【10-12】。 c)真空炉 真空钎焊是基于在真空中加热时金属及其氧化物产生蒸发,破坏其表面氧化膜,从而达到去膜效果的。在真空条件下,有一些金属可在低于熔点的温度下便发生显著蒸发,也有一些金属氧化物会发生挥发。金属,特别是金属氧化物的蒸发能有效地破坏表面氧化膜,使真空条件下的无钎剂钎焊成为可能。对于以TiC为硬质相的YW类硬质合金来说,采用Ag-Cu-Zn.. . …
. word. … 系合金作为钎料,在真空炉中钎焊是一种比较好的方法,因为焊接过程中Zn的挥发能使Cu的扩散能力增强,从而使焊缝强度升高【13】。 真空钎焊的优点是可防止被焊金属、硬质合金及钎料与氧、氢、氮等气体介质发生反应而产生不良影响,并且由于钎焊组装件在真空炉中升温、降温缓慢,从而可大大降低温度梯度,有利于减少钎焊应力,获得高质量的钎焊质量,在焊接大件及形状较复杂的硬质合金时采用真空钎焊技术尤为有利。由于金属及其氧化物的蒸发是随着周围气压的降低及温度升高而加剧的【14】,因此真空钎焊的炉真空度、加热温度及保温时间是影响钎焊质量的主要因素,正确选择这些参数对钎焊质量至关重要。 加热温度的选择应参照所用钎料的实际熔点,在空气中加热一般比熔点高10~30℃。而在真空钎焊时,由于传热的滞后效应,也为了提高钎料的流动性,加热温度应比空气中略高一些【14】;对于同样尺寸的焊件,真空钎焊时的保温时间应比空气炉中的适当延长。如果时间太短,则钎料与被焊母材之间来不及形成足够的冶金结合,还可能由于加热不均匀而造成“虚焊”。相反,如果保温时间过长,则有可能导致钎料严重烧损蒸发,从而导致焊缝强度降低【14】。 真空度的选择与被焊件材质及所用钎料的成分、性质有关,同时也与钎焊温度有关,一般应在10-3Mpa以上,以便获得良好的去膜效果。钎料中的Zn、Ag在真空状态下显著蒸发的温度较低,为避免钎料中的这类元素蒸发,在接近焊料熔化温度时,可停止抽真空。此外,对于一定材质的焊件及所用钎料,可由确定的加热温度来反推所需的炉真空度【14】。 5)激光钎焊 激光作为一种新型的焊接热源,具有加热速度快、热影响区窄、焊后变形及残余应力小等特点,特别是在减弱接头熔合区脆化方面,具有独特的优点。这使其有可能应用于硬质合金的焊接【15】。据相关文献报道,可采取激光的“深熔焊”和“热导焊”模式进行硬质合金的钎焊,用纯Cu、Ag-Cu合金作为钎料。相关的工艺参数主要有激光功率、焊接速度、焦点位置、填充层厚度等【15-17】。由于硬质合金与钎料之间的熔点相差很大,在焊接中要严格控制工艺参数, 既使钎料在瞬时充分熔化, 以浸润硬质合金, 又能将硬质合金基体加热到较高的温度而不致熔化,使其能够更好地被液态钎料所润湿, 形成理想的钎焊接头【16】。 在激光“深熔焊”过程中, 激光功率密度很高,在激光直接作用的区域, 硬质合金瞬间可达很高温度,并与钎料中的Cu发生剧烈的“亲合”作用,还容易发生钎料的蒸发和过度烧损,使表面出现严重的凹陷现象【15】,因此必须通过适当调整工艺参数来减少钎料的烧损。另外由于硬质合金中Co的含量一般都很低,在激光“深熔焊”的高温作用下极易逸失, 而使WC以疏松的状态存在, 此时的硬质合金将不能保持原有的致密烧结组织和性能,导致接头不可避免地出现一些裂纹、气孔等缺陷【17】。