Soldadura d'acer per a eines i carbur cimentat

1. Material de soldadura

(1) Els acers d'eines de soldadura i els carburs cimentats solen utilitzar metalls d'aportació de coure pur, coure-zinc i plata-coure per a la soldadura. El coure pur té una bona humectabilitat amb tot tipus de carburs cimentats, però el millor efecte es pot obtenir mitjançant la soldadura en una atmosfera reductora d'hidrogen. Al mateix temps, a causa de l'alta temperatura de soldadura, la tensió a la unió és gran, cosa que condueix a un augment de la tendència a les esquerdes. La resistència al cisallament de la unió soldada amb coure pur és d'uns 150 MPa, i la plasticitat de la unió també és alta, però no és adequada per a treballs a alta temperatura.

El metall d'aportació de coure i zinc és el metall d'aportació més utilitzat per a la soldadura d'acers per a eines i carburs cimentats. Per tal de millorar la humectabilitat de la soldadura i la resistència de la unió, sovint s'afegeixen Mn, Ni, Fe i altres elements d'aliatge a la soldadura. Per exemple, s'afegeix w (MN) 4% a b-cu58znmn per fer que la resistència al cisallament de les unions soldades de carbur cimentat arribi als 300 ~ 320 MPa a temperatura ambient; Encara es pot mantenir entre 220 i 240 MPa a 320 ℃. L'addició d'una petita quantitat de CO2 sobre la base de b-cu58znmn pot fer que la resistència al cisallament de la unió soldada arribi als 350 MPa, i té una alta tenacitat a l'impacte i resistència a la fatiga, millorant significativament la vida útil de les eines de tall i les eines de perforació de roca.

El punt de fusió més baix del metall d'aportació de la soldadura de coure i plata i la menor tensió tèrmica de la unió soldada són beneficiosos per reduir la tendència a esquerdar-se del carbur cimentat durant la soldadura. Per tal de millorar la humectabilitat de la soldadura i millorar la resistència i la temperatura de treball de la unió, sovint s'afegeixen Mn, Ni i altres elements d'aliatge a la soldadura. Per exemple, la soldadura b-ag50cuzncdni té una excel·lent humectabilitat respecte al carbur cimentat, i la unió soldada té bones propietats integrals.

A més dels tres tipus anteriors de metalls d'aportació per a soldadura, es poden seleccionar metalls d'aportació per a soldadura basats en Mn i Ni, com ara b-mn50nicucrco i b-ni75crsib, per a carbur cimentat que treballa per sobre de 500 ℃ i requereix una alta resistència a la unió. Per a la soldadura d'acer d'alta velocitat, s'ha de seleccionar el metall d'aportació de soldadura especial amb una temperatura de soldadura que coincideixi amb la temperatura de refredament. Aquest metall d'aportació es divideix en dues categories: una és el metall d'aportació tipus ferromanganès, que es compon principalment de ferromanganès i bòrax. La resistència al cisallament de la unió soldada és generalment d'uns 100 MPa, però la unió és propensa a esquerdes; Un altre tipus d'aliatge especial de coure que conté Ni, Fe, Mn i Si no és fàcil produir esquerdes a les unions soldades, i la seva resistència al cisallament es pot augmentar fins a 300 MPa.

(2) La selecció del flux de soldadura i del flux de soldadura amb gas protector ha de coincidir amb el metall base i el metall d'aportació que s'ha de soldar. Quan es solda acer per a eines i carbur cimentat, el flux de soldadura utilitzat és principalment bòrax i àcid bòric, i s'hi afegeixen alguns fluorurs (KF, NaF, CaF2, etc.). Els fluxos Fb301, fb302 i fb105 s'utilitzen per a la soldadura de coure i zinc, i els fluxos fb101 ~ fb104 s'utilitzen per a la soldadura de coure i plata. El flux de bòrax s'utilitza principalment quan s'utilitza metall d'aportació de soldadura especial per soldar acer d'alta velocitat.

Per evitar l'oxidació de l'acer per a eines durant l'escalfament de la soldadura i per evitar la neteja després de la soldadura, es pot utilitzar soldadura amb protecció de gas. El gas protector pot ser gas inert o gas reductor, i el punt de rosada del gas ha de ser inferior a -40 ℃. El carbur cimentat es pot soldar sota la protecció d'hidrogen, i el punt de rosada d'hidrogen requerit ha de ser inferior a -59 ℃.

2. Tecnologia de soldadura

L'acer per a eines s'ha de netejar abans de la soldadura, i la superfície mecanitzada no ha de ser massa llisa per facilitar la mullada i l'escampament dels materials i del flux de soldadura. La superfície del carbur cimentat s'ha de sorrejar abans de la soldadura, o polir-se amb carbur de silici o mola de diamant per eliminar l'excés de carboni de la superfície, de manera que es pugui mullar amb el metall d'aportació de la soldadura durant la soldadura. El carbur cimentat que conté carbur de titani és difícil de mullar. L'òxid de coure o la pasta d'òxid de níquel s'aplica a la seva superfície d'una manera nova i es cou en una atmosfera reductora per fer la transició del coure o el níquel a la superfície, per tal d'augmentar la mullabilitat de la soldadura forta.

La soldadura d'acer al carboni per a eines s'ha de dur a terme preferiblement abans o al mateix temps que el procés de tremp. Si la soldadura es realitza abans del procés de tremp, la temperatura de sòlidus del metall d'aportació utilitzat ha de ser superior al rang de temperatura de tremp, de manera que la soldadura encara tingui una resistència prou alta quan es reescalfi a la temperatura de tremp sense fallar. Quan es combinen la soldadura i el tremp, s'ha de seleccionar el metall d'aportació amb una temperatura de sòlidus propera a la temperatura de tremp.

L'acer d'aliatge per a eines té una àmplia gamma de components. El metall d'aportació de soldadura adequat, el procés de tractament tèrmic i la tecnologia de combinació del procés de soldadura i tractament tèrmic s'han de determinar segons el tipus d'acer específic, per tal d'obtenir un bon rendiment de la unió.

La temperatura de refredament de l'acer d'alta velocitat és generalment més alta que la temperatura de fusió de la soldadura de coure i zinc-coure, per la qual cosa cal refredar-lo abans de la soldadura i soldar-lo durant o després del reveniment secundari. Si es requereix el refredament després de la soldadura, només es pot utilitzar el metall d'aportació de soldadura especial esmentat anteriorment. Quan es solden eines de tall d'acer d'alta velocitat, és adequat utilitzar un forn de coc. Quan el metall d'aportació de soldadura s'hagi fos, traieu l'eina de tall i pressuritzeu-la immediatament, extrudiu l'excés de metall d'aportació de soldadura, després realitzeu un refredament d'oli i després reveniu-lo a 550 ~ 570 ℃.

Quan es solda la fulla de carbur cimentat amb la barra d'eines d'acer, s'ha d'adoptar el mètode d'augmentar el buit de soldadura i aplicar una junta de compensació de plàstic al buit de soldadura, i s'ha de dur a terme un refredament lent després de la soldadura per reduir la tensió de soldadura, evitar esquerdes i allargar la vida útil del conjunt d'eines de carbur cimentat.

Després de la soldadura amb fibra, els residus de flux a la soldadura s'han de rentar amb aigua calenta o una barreja general per a l'eliminació d'escòria, i després s'han de decapar amb una solució de decapatge adequada per eliminar la pel·lícula d'òxid de la vareta de l'eina base. Tanmateix, cal tenir cura de no utilitzar una solució d'àcid nítric per evitar la corrosió del metall de la unió de soldadura.