焊接刀具產(chǎn)生裂紋的原因及防止辦法
各種牌號(hào)的硬質(zhì)合金其強(qiáng)度越高,在釬焊過程中發(fā)生裂紋的可能性越小淌喻。在實(shí)際生產(chǎn)過程中岩灭,用于精加工或超精加工的高硬度、高耐磨性合金刀片(如YD15箱季、YG3X棕健、YN10等)在釬焊時(shí)容易產(chǎn)生裂紋寸纠。我公司負(fù)責(zé)焊接刀的生產(chǎn)及質(zhì)量管理,焊接刀產(chǎn)生裂紋是影響焊接刀質(zhì)量的主要問題之一秕肚。本文闡述了焊接刀產(chǎn)生裂紋的原因及防止辦法帮课,從多角度進(jìn)行了詳細(xì)地分析,有效地解決了長(zhǎng)期困擾焊接刀生產(chǎn)的問題袭吗。
1 焊接刀裂紋形成的機(jī)理及類型
1) 加熱對(duì)硬質(zhì)合金形成裂紋的影響
硬質(zhì)合金刀片與鋼(刀桿)的熱膨脹系數(shù)相差較大八泡,而且合金的導(dǎo)熱性能也較刀體材料差,若在焊接時(shí)快速加熱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力苏昨,促使刀片在焊接層處熱應(yīng)力過大導(dǎo)致刀片崩裂锚揍。
因此焊接溫度控制在約大于焊料溶點(diǎn)30~50℃。選用的焊料其熔點(diǎn)應(yīng)低于刀桿熔點(diǎn)60℃赘湾,焊接時(shí)火焰應(yīng)由下向上均勻加熱慢慢預(yù)熱進(jìn)行焊接防养,因此要求刀槽與刀片焊接面形成一致。局部過熱會(huì)使刀片本身或刀片與刀桿的溫差較大(大與厚的刀片更為嚴(yán)重)律逼,熱應(yīng)力將使刀片刃口崩裂按辱。所以要求預(yù)熱時(shí)先對(duì)刀桿預(yù)熱,若刀片與刀桿一起加熱應(yīng)前后左右往返移動(dòng)火焰進(jìn)行加熱蛹头,這樣可避免熱量集中造成局部過熱而產(chǎn)生裂紋顿肺。
2) 刀槽形狀對(duì)裂紋形成的影響
刀槽的形狀與刀桿焊接面不一致或相差較大,形成封閉式或半封閉式的槽形渣蜗,易造成焊接面過多和焊層過大挟冠,由于熱膨脹之后收縮率不一致,也易在刀片焊接處造成應(yīng)力過大袍睡,形成崩裂知染。在滿足使用所需要的焊縫強(qiáng)度要求下,盡可能減少釬焊面的面積斑胜。
3) 冷卻對(duì)硬質(zhì)合金形成裂紋的影響
焊接中或焊接后進(jìn)行冷卻或急速冷卻以及焊劑脫水不良控淡,都會(huì)使刀片產(chǎn)生爆裂而裂紋貫通。因此要求焊料有良好的脫水性止潘。焊后絕對(duì)不能放在水中急速冷卻掺炭,要放在石灰、石棉粉凭戴、砂子等中緩慢冷卻涧狮。最好緩冷后在300℃左右保溫6小時(shí)以上隨爐冷卻。
4) 刀槽底面有缺陷對(duì)裂紋形成的影響
刀片和刀槽的接觸面不平整逆酣,如有黑皮麻坑刹越、局部不平等原因,使焊接不能形成平面結(jié)合,造成焊料分布不勻靡循,這樣不但影響焊縫強(qiáng)度而且引起應(yīng)力集中衍醒,導(dǎo)致刀片斷裂,因此铣滥,刀片要研磨接觸面父驮,對(duì)刀片刀槽的焊接面應(yīng)清洗干凈。
在銑刀片槽與刀片配合過程中肃萍,要求刀片伸出刀桿支承部分不大于0.5mm涎瓜,如果刀片伸出刀桿支承部分過大或刀桿支承部分較弱,就會(huì)使刀具在焊接過程中承受拉力而產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象股航。
5) 刀片二次加熱對(duì)裂紋形成的影響
刀片在釬焊后慈宾,紫銅釬料沒有完全填滿縫隙,個(gè)別出現(xiàn)虛焊泪桥,有的刀具在出爐過程中救鲤,刀片在刀桿上掉下來久窟,因此需二次加熱秩冈,這樣一來,粘結(jié)劑Co嚴(yán)重?zé)龘p斥扛,WC晶粒長(zhǎng)大入问,有可能直接導(dǎo)致刀片裂紋。
2 焊接應(yīng)力引起裂紋的特征
硬質(zhì)合金刀片上出現(xiàn)裂紋稀颁,在某種情況下是由于焊接應(yīng)力過高芬失,超過了硬質(zhì)合金刀片的強(qiáng)度而產(chǎn)生的。在焊接刀具時(shí)匾灶,刀體的高度hc應(yīng)大于刀片高度ht3倍棱烂。如hc/ht,在焊接后阶女,容易引起合金刀片斷裂颊糜;若hc/ht<3,硬質(zhì)合金表層產(chǎn)生拉應(yīng)力秃踩,也容易出現(xiàn)裂紋衬鱼;當(dāng)hc/ht=4~5時(shí),硬質(zhì)合金表層無顯著應(yīng)力酿萄,故不易產(chǎn)生裂紋序机,即使有裂紋也不明顯;在hc/ht<8時(shí)争峭,在焊接層上就產(chǎn)生均布載荷寥只。而合金刀片彎曲沿合金刀片厚度方向產(chǎn)生拉應(yīng)力,在焊接層的強(qiáng)度超過合金本身的力分布就更為復(fù)雜馍逗,因?yàn)椴皇窃谝粋€(gè)面上接合丘苗,而在兩個(gè)项请、三個(gè)或四個(gè)面上結(jié)合。此外梦迂,硬質(zhì)合金迅速加熱和快速冷卻時(shí)肚轴,由于熱量分布不均,都可能產(chǎn)生顯著的瞬時(shí)應(yīng)力豫阻。在快速加熱時(shí)稠还,硬質(zhì)合金外層受壓應(yīng)力,中間則受拉應(yīng)力苍糠。超過允許的加熱速度時(shí)叁丧,就可能出現(xiàn)裂紋或內(nèi)部的不可見裂紋。硬質(zhì)合金焊接時(shí)岳瞭,快速冷卻也是很危險(xiǎn)的拥娄,在這種情況下,外層上會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力瞳筏,而引起合金出現(xiàn)裂紋稚瘾。
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