1. Υλικό συγκόλλησης
(1) Η συγκόλληση χαλύβων εργαλείων και καρβιδίων με τσιμέντο συνήθως χρησιμοποιεί καθαρό χαλκό, χαλκό, ψευδάργυρο και άργυρο, ως πληρωτικά μέταλλα συγκόλλησης. Ο καθαρός χαλκός έχει καλή διαβρεξιμότητα σε όλα τα είδη καρβιδίων με τσιμέντο, αλλά το καλύτερο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί με συγκόλληση σε αναγωγική ατμόσφαιρα υδρογόνου. Ταυτόχρονα, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας συγκόλλησης, η τάση στην ένωση είναι μεγάλη, γεγονός που οδηγεί στην αύξηση της τάσης ρωγμών. Η αντοχή σε διάτμηση της ένωσης που συγκολλάται με καθαρό χαλκό είναι περίπου 150MPa και η πλαστικότητα της ένωσης είναι επίσης υψηλή, αλλά δεν είναι κατάλληλη για εργασία σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το μέταλλο πλήρωσης χαλκού-ψευδαργύρου είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέταλλο πλήρωσης για τη συγκόλληση χαλύβων εργαλείων και τσιμεντωμένων καρβιδίων. Προκειμένου να βελτιωθεί η διαβρεξιμότητα του συγκολλητικού υλικού και η αντοχή της σύνδεσης, προστίθενται συχνά στο συγκολλητικό υλικό Mn, Ni, Fe και άλλα στοιχεία κραμάτων. Για παράδειγμα, προστίθεται w (MN) 4% στο b-cu58znmn για να επιτευχθεί η αντοχή σε διάτμηση των συγκολλημένων συνδέσεων με τσιμεντωμένο καρβίδιο στα 300 ~ 320MPa σε θερμοκρασία δωματίου. Μπορεί ακόμα να διατηρήσει 220 ~ 240mpa στους 320 ℃. Η προσθήκη μιας μικρής ποσότητας CO2 με βάση το b-cu58znmn μπορεί να αυξήσει την αντοχή σε διάτμηση της συγκολλημένης σύνδεσης στα 350Mpa και έχει υψηλή αντοχή σε κρούση και κόπωση, βελτιώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής των εργαλείων κοπής και των εργαλείων διάτρησης βράχου.
Το χαμηλότερο σημείο τήξης του μετάλλου πλήρωσης συγκόλλησης αργύρου-χαλκού και η μικρότερη θερμική τάση της συγκολλημένης σύνδεσης είναι ευεργετικά για τη μείωση της τάσης ρωγμάτωσης του τσιμεντοειδούς καρβιδίου κατά τη συγκόλληση. Προκειμένου να βελτιωθεί η διαβρεξιμότητα του συγκολλητικού υλικού και να βελτιωθεί η αντοχή και η θερμοκρασία λειτουργίας του συνδέσμου, συχνά προστίθενται στο συγκολλητικό υλικό Mn, Ni και άλλα στοιχεία κράματος. Για παράδειγμα, το συγκολλητικό υλικό b-ag50cuzncdni έχει εξαιρετική διαβρεξιμότητα σε σχέση με το τσιμεντοειδές καρβίδιο και η συγκολλημένη σύνδεση έχει καλές συνολικές ιδιότητες.
Εκτός από τους τρεις παραπάνω τύπους μετάλλων πλήρωσης συγκόλλησης, μπορούν να επιλεγούν μέταλλα πλήρωσης συγκόλλησης με βάση το μαγνήσιο και το νικέλιο, όπως το b-mn50nicucrco και το b-ni75crsib, για τσιμεντωμένο καρβίδιο που λειτουργεί πάνω από 500 ℃ και απαιτεί υψηλή αντοχή στις αρθρώσεις. Για τη συγκόλληση χάλυβα υψηλής ταχύτητας, θα πρέπει να επιλεγεί το ειδικό μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης με θερμοκρασία συγκόλλησης που να ταιριάζει με τη θερμοκρασία σβέσης. Αυτό το μέταλλο πλήρωσης χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: η μία είναι το μέταλλο πλήρωσης τύπου σιδηρομαγγανίου, το οποίο αποτελείται κυρίως από σιδηρομαγγάνιο και βόρακα. Η αντοχή σε διάτμηση της συγκολλημένης σύνδεσης είναι γενικά περίπου 100MPa, αλλά η σύνδεση είναι επιρρεπής σε ρωγμές. Ένα άλλο είδος ειδικού κράματος χαλκού που περιέχει Ni, Fe, Mn και Si δεν είναι εύκολο να δημιουργήσει ρωγμές στις συγκολλημένες συνδέσεις και η αντοχή σε διάτμηση μπορεί να αυξηθεί στα 300mpa.
(2) Η επιλογή της ροής συγκόλλησης και της ροής συγκόλλησης με αέριο θωράκισης πρέπει να ταιριάζει με το βασικό μέταλλο και το μέταλλο πλήρωσης που πρόκειται να συγκολληθεί. Κατά την συγκόλληση χάλυβα εργαλείων και τσιμεντοειδούς καρβιδίου, η ροή συγκόλλησης που χρησιμοποιείται είναι κυρίως βόρακας και βορικό οξύ, και προστίθενται ορισμένα φθορίδια (KF, NaF, CaF2, κ.λπ.). Τα ροής Fb301, fb302 και fb105 χρησιμοποιούνται για συγκόλληση χαλκού-ψευδαργύρου, και τα ροής fb101 ~ fb104 χρησιμοποιούνται για συγκόλληση αργύρου-χαλκού. Η ροή βόρακα χρησιμοποιείται κυρίως όταν χρησιμοποιείται ειδικό μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης για τη συγκόλληση χάλυβα υψηλής ταχύτητας.
Για την αποφυγή οξείδωσης του χάλυβα εργαλείων κατά τη διάρκεια της θέρμανσης με συγκόλληση και για την αποφυγή καθαρισμού μετά τη συγκόλληση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί συγκόλληση με θωράκιση αερίου. Το προστατευτικό αέριο μπορεί να είναι είτε αδρανές αέριο είτε αναγωγικό αέριο και το σημείο δρόσου του αερίου πρέπει να είναι χαμηλότερο από -40 ℃. Το τσιμεντωμένο καρβίδιο μπορεί να συγκολληθεί υπό την προστασία υδρογόνου και το απαιτούμενο σημείο δρόσου του υδρογόνου πρέπει να είναι χαμηλότερο από -59 ℃.
2. Τεχνολογία συγκόλλησης
Ο χάλυβας εργαλείων πρέπει να καθαρίζεται πριν από τη συγκόλληση και η κατεργασμένη επιφάνεια δεν χρειάζεται να είναι πολύ λεία για να διευκολύνει την διαβροχή και την εξάπλωση των υλικών και της ροής συγκόλλησης. Η επιφάνεια του τσιμεντωμένου καρβιδίου πρέπει να αμμοβολείται πριν από τη συγκόλληση ή να γυαλίζεται με καρβίδιο του πυριτίου ή τροχό λείανσης με διαμάντι για την απομάκρυνση της περίσσειας άνθρακα στην επιφάνεια, έτσι ώστε να διαβρέχεται από το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση. Το τσιμεντωμένο καρβίδιο που περιέχει καρβίδιο του τιτανίου είναι δύσκολο να διαβρεχτεί. Μια πάστα οξειδίου του χαλκού ή οξειδίου του νικελίου εφαρμόζεται στην επιφάνειά του με νέο τρόπο και ψήνεται σε αναγωγική ατμόσφαιρα για να γίνει η μετάβαση του χαλκού ή του νικελίου στην επιφάνεια, έτσι ώστε να αυξηθεί η διαβρεξιμότητα της ισχυρής συγκόλλησης.
Η συγκόλληση του χάλυβα εργαλείων άνθρακα θα πρέπει κατά προτίμηση να πραγματοποιείται πριν ή ταυτόχρονα με τη διαδικασία απόσβεσης. Εάν η συγκόλληση πραγματοποιείται πριν από τη διαδικασία απόσβεσης, η θερμοκρασία στερεάς κατάστασης του μετάλλου πλήρωσης που χρησιμοποιείται πρέπει να είναι υψηλότερη από το εύρος θερμοκρασίας απόσβεσης, έτσι ώστε το συγκολλημένο υλικό να εξακολουθεί να έχει αρκετά υψηλή αντοχή όταν θερμαίνεται ξανά στη θερμοκρασία απόσβεσης χωρίς να παρουσιάζει αστοχία. Όταν συνδυάζονται η συγκόλληση και η απόσβεση, πρέπει να επιλέγεται το μέταλλο πλήρωσης με θερμοκρασία στερεάς κατάστασης κοντά στη θερμοκρασία απόσβεσης.
Ο χάλυβας εργαλείων από κράμα έχει ένα ευρύ φάσμα συστατικών. Το κατάλληλο μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης, η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας και η τεχνολογία συνδυασμού της συγκόλλησης και της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας θα πρέπει να καθορίζονται ανάλογα με τον συγκεκριμένο τύπο χάλυβα, ώστε να επιτυγχάνεται καλή απόδοση σύνδεσης.
Η θερμοκρασία σβέσης του χάλυβα υψηλής ταχύτητας είναι γενικά υψηλότερη από τη θερμοκρασία τήξης του συγκολλητικού υλικού αργύρου-χαλκού και χαλκού-ψευδαργύρου, επομένως είναι απαραίτητο να σβήνεται πριν από τη συγκόλληση και να συγκολλάται κατά τη διάρκεια ή μετά τη δευτερογενή σκλήρυνση. Εάν απαιτείται σβέση μετά τη συγκόλληση, μόνο το προαναφερθέν ειδικό μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συγκόλληση. Κατά τη συγκόλληση εργαλείων κοπής χάλυβα υψηλής ταχύτητας, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί φούρνος οπτανθρακοποίησης. Όταν το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης λιώσει, αφαιρέστε το εργαλείο κοπής και αμέσως συμπιέστε το, εξωθήστε την περίσσεια μετάλλου πλήρωσης συγκόλλησης, στη συνέχεια εκτελέστε σβέση λαδιού και στη συνέχεια σκλήρυνε το στους 550 ~ 570 ℃.
Κατά τη συγκόλληση της λεπίδας από τσιμεντωμένο καρβίδιο με τη χαλύβδινη ράβδο εργαλείων, θα πρέπει να υιοθετηθεί η μέθοδος αύξησης του διακένου συγκόλλησης και εφαρμογής πλαστικής φλάντζας αντιστάθμισης στο διάκενο συγκόλλησης και θα πρέπει να πραγματοποιηθεί αργή ψύξη μετά τη συγκόλληση για να μειωθεί η τάση συγκόλλησης, να αποφευχθούν ρωγμές και να παραταθεί η διάρκεια ζωής του συγκροτήματος εργαλείου από τσιμεντωμένο καρβίδιο.
Μετά τη συγκόλληση με ίνες, τα υπολείμματα ροής στο συγκολλημένο υλικό πρέπει να πλυθούν με ζεστό νερό ή με γενικό μείγμα αφαίρεσης σκωρίας και στη συνέχεια να καθαριστούν με κατάλληλο διάλυμα καθαρισμού για την αφαίρεση της μεμβράνης οξειδίου στη ράβδο βάσης του εργαλείου. Ωστόσο, προσέξτε να μην χρησιμοποιήσετε διάλυμα νιτρικού οξέος για να αποτρέψετε τη διάβρωση του μετάλλου της συγκολλητικής σύνδεσης.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Ιουνίου 2022