焊接成型刀具特點及裂紋產生原因


以下是焊接成型刀具裂紋產生原因的簡要分析:
硬質合金刀具在焊接過程中,需要將刀片和刀體加熱到900~1000℃,將銅焊料熔化成液體。
然后在隨后的冷卻過程中,在銅焊料凝固力的作用下,將刀片和刀體一起凝固,達到焊接成型刀具的目的。
在焊接過程中,加熱和冷卻兩個過程是相互關聯的,因為任何材料的加熱和冷卻過程都會發(fā)生熱膨脹和收縮,而熱膨脹和收縮的程度是由各種材料的熱膨脹系數決定的。
在同一溫度下,硬質合金葉片和45鋼葉片的熱膨脹系數相差很大。因此,在焊接過程中,兩種材料的熱膨脹和熱收縮是完全不同的。
當葉片和葉片本體處于900~1000℃的高溫時,雖然銅焊料已熔化成液體,但此時葉片和葉片本體未焊接在一起,仍處于自由膨脹狀態(tài),葉片不會開裂。
在隨后的冷卻過程中,溫度下降導致銅焊料逐漸凝固,直到葉片和葉片體凝固為止。此時,葉片與葉身之間的自由收縮受到限制,從而產生膨脹系數較大的葉身。拉應力在膨脹系數較小的葉片內產生壓應力和力。在一次拉伸和一次壓縮的應力作用下,硬質合金葉片很脆,無法承受應力,導致葉片開裂。
由此可見,硬質合金葉片焊接后產生裂紋的原因是冷卻過程中的焊接應力引起的。
焊接成型刀具特點:
1. 非常高的硬度和耐磨性。一般在HRA86~93之間,隨鈷含量的增加而降低。
2. 常溫彎曲強度在90~150MPa之間,鈷含量越高,彎曲強度越高。
3. 更穩(wěn)定的化學性質。耐酸堿,即使在高溫下也不會發(fā)生明顯氧化。
4. 高導熱系數。比高速鋼高1倍左右,隨著鈷含量的增加而增加。
5. 熱膨脹系數較小。它低于高速鋼、碳鋼和銅,并且隨著鈷含量的增加而增加。
6. 抗壓強度340~560kg/mm~2,熱等靜壓硬質合金制品抗壓強度達到600kg/mm~2,淬火合金工具鋼僅250~260kg/mm~2。
7. 高耐磨性。比高速鋼高15-20倍。
硬質合金材料脆硬,韌性差,價格高(鎢、鈷是稀缺材料),難以制成大尺寸、復雜形狀的構件。硬質合金復合技術的不斷發(fā)展。目前常用的復合技術有:機械復合、梯度硬質合金復合、熔焊釬焊復合、擴散復合、鑄造復合等技術,其中釬焊技術工藝簡單、連接強度高、結果重復性好,連接一系列尺寸形狀適應性廣、成本相對較低、適合大規(guī)模生產等優(yōu)點已成為該技術的不二選擇。因此,為了更好、更合理地利用硬質合金,必須了解其焊接性能特點,并根據其不同用途選擇合適的焊接工藝。