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

導致硬質(zhì)合金釬焊工件的裂紋因素是多方面的，如槽形設計、釬焊工藝、加熱過程及刃磨等。

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

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

③ 焊接加熱速度太快或焊后冷卻速度過快會造成熱量分布不均，產(chǎn)生瞬時應力引起裂紋?？焖偌訜釙r，硬質(zhì)合金外層受壓應力，中間受拉應力，超過允許的加熱速度時，可能產(chǎn)生可見的裂紋和內(nèi)部不可見的裂紋。釬焊后快速冷卻時，外層上會出現(xiàn)拉應力，而引起合金中出現(xiàn)裂紋。應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，在焊前檢查時未能發(fā)現(xiàn)而導致釬焊后發(fā)生裂紋。對于大面積或特殊形狀的硬質(zhì)合金，釬焊前必須逐塊的進行嚴格檢查。硬質(zhì)合金在燒結(jié)過程中的缺陷，如小裂紋、崩角、疏松等情況，加熱釬焊后可能擴大形成大裂紋。

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

減少硬質(zhì)合金釬焊裂紋的措施

① 在焊縫中加補償墊片是減小焊縫應力的有效措施之一。在焊縫中加補償墊片的方法很多，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。由于這些補償物的熔點高于釬料熔點200℃以上，釬焊時墊片不熔化而夾在焊縫中間。焊縫冷卻時，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，減小了釬焊應力。但是加補償墊片會導致焊縫強度的大幅度下降。其中采用鐵絲網(wǎng)或沖孔墊片的焊縫強度降低60%。由50%鎳和50%鐵所組成的鎳鐵合金補償墊片雖能較好地消除應力和不降低焊縫強度，但因含鎳量過多不宜在生產(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償墊片，可取得很好的效果。

③ 用紫銅片做補償墊片時雖然可以有效地減小釬焊應力和防止產(chǎn)生裂紋，但需使用熔點低于850℃的焊料，如L-Ag-49銀焊料，否則在釬焊時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℃，三明治釬料的應用可以有效防止硬質(zhì)合金焊接裂紋。

④ 當釬焊狹長條形狀的硬質(zhì)合金工件時，為了減小釬焊應力和防止發(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，成為預制“裂紋”形式。這種方法對消除裂紋特別有效，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)過砂或磨光處理，釬焊面上的氧化層降低了釬料的潤濕作用，削弱了焊縫的結(jié)合強度。

② 釬劑選擇和使用不當也會發(fā)生脫焊，例如采用硼砂作為釬劑時，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濕被釬焊面，而發(fā)生脫焊現(xiàn)象。

③ 正確的釬焊溫度應在釬料熔點以上30～50℃時最為合適，溫度過高或過低都會發(fā)生脫焊。加溫過高會使焊縫中產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。用含鋅的釬料會使焊縫呈藍色或白色。當釬焊溫度過低時，會形成比較厚的焊縫，焊縫內(nèi)部布滿了氣孔和夾渣。以上兩種情況會使焊縫的強度下降，當刃磨或使用時容易發(fā)生脫焊。

④ 釬焊過程中沒有及時地排渣或排渣不充分，使大量的釬劑熔渣殘留在焊縫中，降低了焊縫的強度，造成脫焊。