減少硬質(zhì)合金刀具焊接裂紋的措施
1?前言
刀具質(zhì)量的好壞在金屬切削中起到相當重要的作用。由于硬質(zhì)合金刀具具有極高的硬度,良好的紅硬性及足夠的使用強度,所以在切削加工中得到了廣泛的應(yīng)用。但硬質(zhì)合金硬度高,脆性大,若在焊接過程中工藝稍有疏忽,刀片就會因產(chǎn)生裂紋而導(dǎo)致報廢。因此如何避免產(chǎn)生焊接裂紋成了刀具焊接過程中必須解決的重要問題。本文通過對硬質(zhì)合金刀具在焊接過程中產(chǎn)生焊接裂紋的原因進行分析,并提出了硬質(zhì)合金刀具焊接過程中減少焊接裂紋的一些相關(guān)措施。
2?硬質(zhì)合金刀具在焊接中產(chǎn)生裂紋的原因
硬質(zhì)合金刀具在焊接過程中,刀片和刀體需加熱 到900～1000℃,才能使銅焊料熔化成液體。緊接著在隨后的冷卻過程中,在銅焊料的凝固力作用下,把刀片與刀體凝固在一起就達到焊接刀具的目的。在焊接過程中,加熱和冷卻兩個過程是相互關(guān)聯(lián)的,因為任何材料的加熱和冷卻過程都會有熱脹冷縮,且熱脹冷縮的程度由各種材料的熱膨脹系數(shù)決定。在相同溫度下,硬質(zhì)合金和45鋼刀體的熱膨脹系數(shù)相差很大,因此在焊接過程中,這兩種材料的熱脹冷縮程度是相當懸殊的。當?shù)镀偷扼w處在900～1000℃高溫時,雖然銅焊料已經(jīng)熔化成液體,但此時的刀片和刀體還沒有焊接在一起,仍處在自由膨脹狀態(tài),刀片也不會產(chǎn)生裂紋。在隨后的冷卻過程中,溫度下降使銅焊料逐漸凝固,直到把刀片和刀體凝固成一體,這時刀片和刀體之間的自由收縮受到限制,因而在膨脹系數(shù)大的刀體 中產(chǎn)生了拉應(yīng)力,在膨脹系數(shù)小的刀片中產(chǎn)生了壓應(yīng) 力,在一拉一壓的應(yīng)力作用下,由于硬質(zhì)合金刀片脆性大,承受不了應(yīng)力的作用,致使刀片開裂?？梢?硬質(zhì)合金刀片焊接后產(chǎn)生裂紋的原因是在冷卻過程中由焊接應(yīng)力引起的。
3?減少硬質(zhì)合金焊接裂紋的措施
(1)由于硬質(zhì)合金刀片的裂紋是在焊接后的冷卻 過程中產(chǎn)生的,因此焊接后的保溫緩冷成為必要的措施,具體的辦法是在硬質(zhì)合金刀具焊接好后應(yīng)盡快放入保溫箱,保溫4～8小時以延緩冷卻過程。
(2)為了減少焊接應(yīng)力,在保證刀具有足夠使用強度的前提下,應(yīng)盡量減少焊縫數(shù)量。為了使焊縫能更好地自由收縮,應(yīng)采用敞開式焊接方法。
(3)在焊接前應(yīng)先對硬質(zhì)合金刀片進行外觀檢查,對崩刃較大者不應(yīng)焊接,因為崩刃較大會產(chǎn)生應(yīng)力集中,引起刀片產(chǎn)生焊接裂紋。
(4)焊接時,加熱應(yīng)從刀體下面開始,當?shù)扼w溫度達到800-900℃后,立刻翻過焊把,從刀體的上面進行加熱。當溫度接近900-1000℃時,應(yīng)立即放上刀片及銅焊料,盡量減少刀片的加熱過程。
以上幾點是在硬質(zhì)合金刀具焊接過程中體會到的一些經(jīng)驗,經(jīng)過實踐對硬質(zhì)合金刀具避免產(chǎn)生焊接裂紋是行之有效的。