1.引言

聚晶金剛石復(fù)合片由PCD(PolycrystallineDiamond)層和硬質(zhì)合金基底組成拱矫。PCD層具有高硬度,硬質(zhì)合金基底則具有良好的韌性,二者結(jié)合使PCD復(fù)合片在切削加工酪劫、木材加工和鉆探等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用舀凛。PCD工具的制作方法有多種,大體依據(jù)加熱方式、焊料的使用與否來(lái)劃分远寸。制作過(guò)程中,加熱方式起著決定性的作用,焊料的選擇對(duì)焊接質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生重大的影響,焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是提高質(zhì)量的重要手段抄淑。因此在PCD工具制造過(guò)程中,焊接成為其關(guān)鍵技術(shù)。

PCD復(fù)合片的焊接實(shí)質(zhì)上是硬質(zhì)合金基底與刀桿等支撐體的焊接而晒。對(duì)硬質(zhì)合金的焊接多用Mn基釬料,釬焊溫度為1000℃左右蝇狼。然而PCD層的耐熱溫度一般不超過(guò)700℃,否則會(huì)造成PCD層的熱損傷,降低刀具焊接后的使用性能。因此必須尋找一種既能降低釬焊溫度,又能同時(shí)保證足夠焊接強(qiáng)度的焊接方法倡怎。目前PCD復(fù)合片的焊接方法有激光焊接、真空擴(kuò)散焊贱枣、真空釬焊监署、高頻感應(yīng)釬焊、水冷釬焊纽哥、惰性氣體保護(hù)釬焊等钠乏。雖然焊接強(qiáng)度足夠,但有些方法所用設(shè)備的成本高、維護(hù)費(fèi)用大,且其工藝過(guò)程復(fù)雜,不便于生產(chǎn)操作,大大增加了PCD復(fù)合片刀具的制作成本,不利于PCD刀具的推廣應(yīng)用柬激。本文就各種PCD復(fù)合片焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析诽祠。

2.PCD的焊接方法

2.1激光焊接

激光焊(LaserBeamWelding)是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接具有高能量密度行忘、可聚焦秧诊、深穿透筋劣、高效率、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)喧撕。激光焊接過(guò)程屬于傳導(dǎo)焊接,即激光輻照工件表面,產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部傳遞正脸。通過(guò)控制激光脈沖的寬度、能量呀琢、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件達(dá)到一定的熔池深度而表面又無(wú)明顯的汽化,即可進(jìn)行焊接鄙叼。由于功率密度大(可達(dá)10的9次方瓦/平方厘米),因此激光焊接過(guò)程中在金屬材料上生成小孔,激光能量通過(guò)小孔往工件的深部傳輸,減少橫向擴(kuò)散,材料的融合深度大,焊接速度快,單位時(shí)間焊合的面積大。

此外,激光焊接形成的焊縫深而窄,深寬比大(可達(dá)2～10),焊合單位面積所需能量小,熱影響區(qū)小,焊接變形小壕归。一般不加填充金屬,依賴焊件自身融合群娃。激光焊接系統(tǒng)有高度的柔性,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但用激光焊接時(shí),要求被焊件有較高的裝配精度,原始裝配精度不能因焊接過(guò)程熱變形而改變,且光斑應(yīng)嚴(yán)格沿待焊縫掃描而不能有顯著的偏移,否則將造成嚴(yán)重的焊接缺陷癞季。此外,由于激光器及其焊接系統(tǒng)的一次投資較大,焊接成本高,對(duì)母材的要求較高,參數(shù)多,對(duì)操作技能的要求高等等,都制約了激光焊接的廣泛應(yīng)用劫瞳。使用激光進(jìn)行PCD復(fù)合片的焊接,獲得的焊接接頭強(qiáng)度可高達(dá)1800MPa,且對(duì)金剛石層不會(huì)產(chǎn)生熱損傷,是一種理想的PCD焊接方法,目前多用于金剛石圓鋸片的焊接。

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