焊接刀裂紋形成的機理
1.焊接刀裂紋形成的機理及類型
1) 加熱對硬質(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)相差較大粱祟,而且合金的導(dǎo)熱性能也較刀體材料差域帐,若在焊接時快速加熱會產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力痒谴,促使刀片在焊接層處熱應(yīng)力過大導(dǎo)致刀片崩裂稚铣。
因此焊接溫度控制在約大于焊料溶點30~50℃箱叁。選用的焊料其熔點應(yīng)低于刀桿熔點60℃,焊接時火焰應(yīng)由下向上均勻加熱慢慢預(yù)熱進行焊接秽擦,因此要求刀槽與刀片焊接面形成一致裹依。局部過熱會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),熱應(yīng)力將使刀片刃口崩裂资汛。所以要求預(yù)熱時先對刀桿預(yù)熱帐捺,若刀片與刀桿一起加熱應(yīng)前后左右往返移動火焰進行加熱,這樣可避免熱量集中造成局部過熱而產(chǎn)生裂紋呼雨。
2) 刀槽形狀對裂紋形成的影響
刀槽的形狀與刀桿焊接面不一致或相差較大赫捕,形成封閉式或半封閉式的槽形,易造成焊接面過多和焊層過大凑魔,由于熱膨脹之后收縮率不一致飘拂,也易在刀片焊接處造成應(yīng)力過大,形成崩裂壶碴。在滿足使用所需要的焊縫強度要求下情召,盡可能減少釬焊面的面積。
3) 冷卻對硬質(zhì)合金形成裂紋的影響
焊接中或焊接后進行冷卻或急速冷卻以及焊劑脫水不良撼予,都會使刀片產(chǎn)生爆裂而裂紋貫通钥屈。因此要求焊料有良好的脫水性。焊后絕對不能放在水中急速冷卻坝辫,要放在石灰焕蹄、石棉粉、砂子等中緩慢冷卻阀溶。最好緩冷后在300℃左右保溫6小時以上隨爐冷卻腻脏。
4) 刀槽底面有缺陷對裂紋形成的影響
刀片和刀槽的接觸面不平整,如有黑皮麻坑银锻、局部不平等原因永品,使焊接不能形成平面結(jié)合,造成焊料分布不勻击纬,這樣不但影響焊縫強度而且引起應(yīng)力集中鼎姐,導(dǎo)致刀片斷裂,因此更振,刀片要研磨接觸面炕桨,對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,要求刀片伸出刀桿支承部分不大于0.5mm献宫,如果刀片伸出刀桿支承部分過大或刀桿支承部分較弱坏表,就會使刀在焊接過程中承受拉力而產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。
5) 刀片二次加熱對裂紋形成的影響
刀片在釬焊后拭愁,紫銅釬料沒有完全填滿縫隙幢堕,個別出現(xiàn)虛焊,有的刀在出爐過程中侣娄,刀片在刀桿上掉下來山乐,因此需二次加熱,這樣一來苇硫,粘結(jié)劑Co嚴(yán)重?zé)龘p插凳,WC晶粒長大,有可能直接導(dǎo)致刀片裂紋境薪。
2.焊接應(yīng)力引起裂紋的特征
硬質(zhì)合金刀片上出現(xiàn)裂紋姥胳,在某種情況下是由于焊接應(yīng)力過高,超過了硬質(zhì)合金刀片的強度而產(chǎn)生的宅溃。在焊接時,刀體的高度hc應(yīng)大于刀片高度ht3倍苍煎。如hc/ht甚负,在焊接后,容易引起合金刀片斷裂审残;若hc/ht<3梭域,硬質(zhì)合金表層產(chǎn)生拉應(yīng)力,也容易出現(xiàn)裂紋搅轿;當(dāng)hc/ht=4~5時病涨,硬質(zhì)合金表層無顯著應(yīng)力,故不易產(chǎn)生裂紋璧坟,即使有裂紋也不明顯既穆;在hc/ht<8時,在焊接層上就產(chǎn)生均布載荷雀鹃。而合金刀片彎曲沿合金刀片厚度方向產(chǎn)生拉應(yīng)力幻工,在焊接層的強度超過合金本身的力分布就更為復(fù)雜,因為不是在一個面上接合黎茎,而在兩個囊颅、三個或四個面上結(jié)合。此外傅瞻,硬質(zhì)合金迅速加熱和快速冷卻時刺勇,由于熱量分布不均,都可能產(chǎn)生顯著的瞬時應(yīng)力迟摹。在快速加熱時觅氢,硬質(zhì)合金外層受壓應(yīng)力宝辛,中間則受拉應(yīng)力。超過允許的加熱速度時赡析,就可能出現(xiàn)裂紋或內(nèi)部的不可見裂紋创撼。硬質(zhì)合金焊接時,快速冷卻也是很危險的奇搪,在這種情況下曼中,外層上會出現(xiàn)拉應(yīng)力,而引起合金出現(xiàn)裂紋住龙。
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