硬質(zhì)合金釬焊裂紋產(chǎn)生的原因及其防止措施

硬質(zhì)合金釬焊裂紋產(chǎn)生的原因

導(dǎo)致硬質(zhì)合金釬焊工件的裂紋因素是多方面的，如槽形設(shè)計(jì)、釬焊工藝、加熱過(guò)程及刃磨等。

① 一些硬度高、強(qiáng)度低的硬質(zhì)合金，如YT60、YT30、YG2和YG3X等，容易產(chǎn)生釬焊裂紋。尤其是這些牌號(hào)的硬質(zhì)合金的釬焊面積比較大時(shí)更應(yīng)當(dāng)引起重視。

② 封閉式或半封閉式的槽形，是增加釬焊應(yīng)力促使造成裂紋的重要原因。應(yīng)在滿足焊縫強(qiáng)度使用要求的情況下，盡可能減少釬焊面積，以減小釬焊應(yīng)力。

③ 焊接加熱速度太快或焊后冷卻速度過(guò)快會(huì)造成熱量分布不均，產(chǎn)生瞬時(shí)應(yīng)力引起裂紋。快速加熱時(shí)，硬質(zhì)合金外層受壓應(yīng)力，中間受拉應(yīng)力，超過(guò)允許的加熱速度時(shí)，可能產(chǎn)生可見(jiàn)的裂紋和內(nèi)部不可見(jiàn)的裂紋。釬焊后快速冷卻時(shí)，外層上會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，而引起合金中出現(xiàn)裂紋。應(yīng)避免將工件放在潮濕的地面上，或放在潮濕的石灰槽中，這會(huì)使硬質(zhì)合金因驟冷而產(chǎn)生裂紋。

④ 硬質(zhì)合金本身有缺陷，在焊前檢查時(shí)未能發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致釬焊后發(fā)生裂紋。對(duì)于大面積或特殊形狀的硬質(zhì)合金，釬焊前必須逐塊的進(jìn)行嚴(yán)格檢查。硬質(zhì)合金在燒結(jié)過(guò)程中的缺陷，如小裂紋、崩角、疏松等情況，加熱釬焊后可能擴(kuò)大形成大裂紋。

⑤ 釬焊后刃磨不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生裂紋，如砂輪的材料、硬度和粒度等選用不合適，磨削時(shí)用水冷卻，磨削余量留的過(guò)大、磨削工藝不當(dāng)?shù)纫惨自斐闪鸭y。

減少硬質(zhì)合金釬焊裂紋的措施

① 在焊縫中加補(bǔ)償墊片是減小焊縫應(yīng)力的有效措施之一。在焊縫中加補(bǔ)償墊片的方法很多，如用鐵絲網(wǎng)、沖孔填片、鎳鐵合金墊片和在硬質(zhì)合金上電鍍純鐵等。由于這些補(bǔ)償物的熔點(diǎn)高于釬料熔點(diǎn)200℃以上，釬焊時(shí)墊片不熔化而夾在焊縫中間。焊縫冷卻時(shí)，硬質(zhì)合金和基體金屬之間的焊縫各層有充分塑性變形，使焊縫各部分能比較自由地收縮，減小了釬焊應(yīng)力。但是加補(bǔ)償墊片會(huì)導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度的大幅度下降。其中采用鐵絲網(wǎng)或沖孔墊片的焊縫強(qiáng)度降低60%。由50%鎳和50%鐵所組成的鎳鐵合金補(bǔ)償墊片雖能較好地消除應(yīng)力和不降低焊縫強(qiáng)度，但因含鎳量過(guò)多不宜在生產(chǎn)中大量使用。生產(chǎn)中用厚度為0.4～0.5mm的低碳鋼片或鍍鎳鐵片做補(bǔ)償墊片，可取得很好的效果。

③ 用紫銅片做補(bǔ)償墊片時(shí)雖然可以有效地減小釬焊應(yīng)力和防止產(chǎn)生裂紋，但需使用熔點(diǎn)低于850℃的焊料，如L-Ag-49銀焊料，否則在釬焊時(shí)容易使紫銅片熔化而失去作用。紫銅本身比較軟，不適于在沖擊或重載荷和高溫情況下使用。鄭州機(jī)械研究所系統(tǒng)研究了硬質(zhì)合金釬焊特性，推出了硬質(zhì)合金釬焊用三明治夾層式復(fù)合釬料CT861，CT861三明治銀焊片由上下面為銀釬料，中間層為純銅材料的三層結(jié)構(gòu)組成熔化溫度范圍：640——695℃，三明治釬料的應(yīng)用可以有效防止硬質(zhì)合金焊接裂紋。

④ 當(dāng)釬焊狹長(zhǎng)條形狀的硬質(zhì)合金工件時(shí)，為了減小釬焊應(yīng)力和防止發(fā)生裂紋，可采用雙層硬質(zhì)合金釬焊，下面的一層由小塊硬質(zhì)合金拼成，成為預(yù)制“裂紋”形式。這種方法對(duì)消除裂紋特別有效，可在大型硬質(zhì)合金刀具和特殊硬質(zhì)合金的模具上使用。

硬質(zhì)合金釬焊發(fā)生脫焊的原因

① 硬質(zhì)合金的釬焊面在焊前未經(jīng)過(guò)砂或磨光處理，釬焊面上的氧化層降低了釬料的潤(rùn)濕作用，削弱了焊縫的結(jié)合強(qiáng)度。

② 釬劑選擇和使用不當(dāng)也會(huì)發(fā)生脫焊，例如采用硼砂作為釬劑時(shí)，因生硼砂含水分較多而不能有效地起到脫氧作用，結(jié)果釬料不能很好地潤(rùn)濕被釬焊面，而發(fā)生脫焊現(xiàn)象。

③ 正確的釬焊溫度應(yīng)在釬料熔點(diǎn)以上30～50℃時(shí)最為合適，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)發(fā)生脫焊。加溫過(guò)高會(huì)使焊縫中產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。用含鋅的釬料會(huì)使焊縫呈藍(lán)色或白色。當(dāng)釬焊溫度過(guò)低時(shí)，會(huì)形成比較厚的焊縫，焊縫內(nèi)部布滿了氣孔和夾渣。以上兩種情況會(huì)使焊縫的強(qiáng)度下降，當(dāng)刃磨或使用時(shí)容易發(fā)生脫焊。

④ 釬焊過(guò)程中沒(méi)有及時(shí)地排渣或排渣不充分，使大量的釬劑熔渣殘留在焊縫中，降低了焊縫的強(qiáng)度，造成脫焊。