焊接成型刀具產生裂紋原因


1、焊接成型刀具的裂紋產生原因及種類
1)加熱對硬質合金形成裂紋的影響
硬質合金刀片和鋼棒的熱膨脹系數(shù)大,如果快速加熱會在焊接過程中產生較大的內應力,則刀片材料的合金導熱性能較差,促使刀片對焊接層的熱應力過大刀片裂開。
因此將焊接溫度控制在30?50℃左右是大于焊料的熔點。焊接時其熔點的選擇應低于工具棒的熔化溫度60℃,焊接時應通過加熱均勻并緩慢加熱火焰,因此需要與刀片焊接表面相符的槽形。局部過熱將使刀片本身或帶有較大杠桿的刀片(較大和較厚的刀片更加嚴重),熱應力將導致刀片邊緣裂開。因此需要先對工具桿進行預熱預熱,如果用刀桿加熱的刀片應在加熱前后來回移動火焰,這樣可以避免熱量集中導致局部過熱和裂紋產生。
2)溝槽形狀對裂紋形成的影響
槽形與工具桿的焊接面不一致或相差較大,形成封閉或半封閉的溝槽,容易造成焊接面和焊接層太大,過多由于收縮后的熱膨脹率,也容易造成太大葉片焊接中的應力,形成裂痕。在焊接強度要求的使用范圍內,盡量減小下面的焊接面積。
3)冷卻對硬質合金形成裂紋的影響
在焊接后或焊接中冷卻或冷卻劑的通量和脫水,都會使刀片產生破裂而產生的裂紋。因此,焊料一般需要脫水。切勿在焊接后的水冷中放入石灰,石棉粉,在沙子中緩慢冷卻等??稍诰徛鋮s后于300℃左右保溫六小時以上,并用爐子冷卻。
4)槽底缺陷對裂紋形成的影響
刀片與插槽的接觸面不光滑,如果有黑色的麻點,局部不均勻,會使焊接無法形成平面,造成焊錫分布不均,這樣不僅影響焊接強度并引起應力集中,刀片斷裂還會引起因此,刀片的磨削接觸面,刀片槽的焊接面上應保持清潔。
在用刀片銑削刀片槽的過程中,刀片離開刀具桿軸承的部分不大于0.5mm,如果刀片超出刀具桿軸承的部分太大或刀具桿軸承的部分較弱,會使刀具進入焊接過程中出現(xiàn)拉伸斷裂現(xiàn)象。
5)葉片二次加熱對裂紋形成的影響
刀片釬焊后的銅焊料未完全填滿間隙,個別進行虛焊,某些切削工具在烘烤過程中,刀片在刀桿上掉落,因此需要二次加熱,結果,膠粘劑Co嚴重損失,WC晶粒長大,可能直接導致葉片開裂。
2、焊接應力引起的裂紋特征
硬質合金刀片上出現(xiàn)裂紋,在某些情況下是由于焊接應力過高而超過了硬質合金刀片的強度。焊接成型刀具的刀片的高度應大于刀片高度hc ht3倍。如hc / ht,焊接后,容易引起合金葉片斷裂;如果hc / ht<3,則碳化物的表面拉應力大,容易產生裂紋;當hc / ht = 4?5時,碳化物表面無明顯應力,因而不開裂,即使有裂紋也不明顯;當hc / ht <8時,焊接層上的載荷均勻分布。而合金葉片的彎曲拉伸應力沿著合金葉片的厚度方向,在焊接層的強度上要比金屬本身的力分布更為復雜,因為不在同一平面上,而在二,三或四上。
另外,由于熱量分布,硬質合金的快速加熱和快速冷卻會產生明顯的瞬時應力。在快速加熱過程中,碳化物的外部壓縮應力處于中間,拉伸應力處于中間。超過允許的加熱速度,否則在看不見的裂紋內可能會出現(xiàn)裂紋。硬質合金焊接,快速冷卻也非常危險,在這種情況下,會出現(xiàn)外部拉應力,并引起合金裂紋。