焊接刀具產(chǎn)生裂紋的原因及防止辦法
各種牌號的硬質(zhì)合金其強度越高恋拷,在釬焊過程中發(fā)生裂紋的可能性越小准给。在實際生產(chǎn)過程中,用于精加工或超精加工的高硬度描滔、高耐磨性合金刀片(如YD15棒妨、YG3X、YN10等)在釬焊時容易產(chǎn)生裂紋含长。我公司負(fù)責(zé)焊接刀的生產(chǎn)及質(zhì)量管理券腔,焊接刀產(chǎn)生裂紋是影響焊接刀質(zhì)量的主要問題之一。本文闡述了焊接刀產(chǎn)生裂紋的原因及防止辦法拘泞,從多角度進(jìn)行了詳細(xì)地分析纷纫,有效地解決了長期困擾焊接刀生產(chǎn)的問題。
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)相差較大陪腌,而且合金的導(dǎo)熱性能也較刀體材料差辱魁,若在焊接時快速加熱會產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力,促使刀片在焊接層處熱應(yīng)力過大導(dǎo)致刀片崩裂叼稍。
因此焊接溫度控制在約大于焊料溶點30~50℃轨赦。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(jìn)行焊接闻荠,因此要求刀槽與刀片焊接面形成一致谈芬。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藻拟。所以要求預(yù)熱時先對刀桿預(yù)熱盼涵,若刀片與刀桿一起加熱應(yīng)前后左右往返移動火焰進(jìn)行加熱,這樣可避免熱量集中造成局部過熱而產(chǎn)生裂紋屉韧。
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古告,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谆藐,由于熱膨脹之后收縮率不一致圣界,也易在刀片焊接處造成應(yīng)力過大,形成崩裂监灌。在滿足使用所需要的焊縫強度要求下贷币,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(jìn)行冷卻或急速冷卻以及焊劑脫水不良亏狰,都會使刀片產(chǎn)生爆裂而裂紋貫通役纹。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暇唾,要放在石灰促脉、石棉粉、砂子等中緩慢冷卻策州。最好緩冷后在300℃左右保溫6小時以上隨爐冷卻瘸味。
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宫仗,如有黑皮麻坑、局部不平等原因旁仿,使焊接不能形成平面結(jié)合藕夫,造成焊料分布不勻,這樣不但影響焊縫強度而且引起應(yīng)力集中枯冈,導(dǎo)致刀片斷裂毅贮,因此,刀片要研磨接觸面尘奏,對刀片刀槽的焊接面應(yīng)清洗干凈炊捻。
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庵伙,如果刀片伸出刀桿支承部分過大或刀桿支承部分較弱拼建,就會使刀具在焊接過程中承受拉力而產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象墓永。
5) 刀片二次加熱對裂紋形成的影響
刀片在釬焊后枪笆,紫銅釬料沒有完全填滿縫隙,個別出現(xiàn)虛焊毫蚁,有的刀具在出爐過程中挠辆,刀片在刀桿上掉下來,因此需二次加熱析深,這樣一來华雷,粘結(jié)劑Co嚴(yán)重?zé)龘p,WC晶粒長大咨锐,有可能直接導(dǎo)致刀片裂紋持蓄。
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,在某種情況下是由于焊接應(yīng)力過高系馁,超過了硬質(zhì)合金刀片的強度而產(chǎn)生的臂外。在焊接刀具時,刀體的高度hc應(yīng)大于刀片高度ht3倍喇颁。如hc/ht漏健,在焊接后,容易引起合金刀片斷裂橘霎;若hc/ht<3蔫浆,硬質(zhì)合金表層產(chǎn)生拉應(yīng)力,也容易出現(xiàn)裂紋姐叁;當(dāng)hc/ht=4~5時瓦盛,硬質(zhì)合金表層無顯著應(yīng)力,故不易產(chǎn)生裂紋外潜,即使有裂紋也不明顯谭溉;在hc/ht<8時,在焊接層上就產(chǎn)生均布載荷。而合金刀片彎曲沿合金刀片厚度方向產(chǎn)生拉應(yīng)力扮念,在焊接層的強度超過合金本身的力分布就更為復(fù)雜损搬,因為不是在一個面上接合,而在兩個柜与、三個或四個面上結(jié)合功跑。此外,硬質(zhì)合金迅速加熱和快速冷卻時谤变,由于熱量分布不均荞谬,都可能產(chǎn)生顯著的瞬時應(yīng)力。在快速加熱時适系,硬質(zhì)合金外層受壓應(yīng)力字拗,中間則受拉應(yīng)力。超過允許的加熱速度時高骑,就可能出現(xiàn)裂紋或內(nèi)部的不可見裂紋蝠盘。硬質(zhì)合金焊接時,快速冷卻也是很危險的辈殃,在這種情況下苔免,外層上會出現(xiàn)拉應(yīng)力,而引起合金出現(xiàn)裂紋债案。
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