硬質(zhì)合金存在脆性高和韌性差等缺點(diǎn),因此就有大部分硬質(zhì)合金工具是採用焊接的方法相切在中碳鋼或低合金鋼基體上使用,焊接工藝與硬質(zhì)合金的使用性能密切相關(guān),焊接性能的好壞直接影響到硬質(zhì)合金的使用效果。硬質(zhì)合金焊接特點(diǎn)如下:
線膨脹係數(shù)
硬質(zhì)合金的尺寸較小,一般是固定在一個(gè)比較厚大的鋼支撐材料上使用。釺焊是把硬質(zhì)合金和基體金屬連接在一起的焊接方法。硬質(zhì)合金的線膨脹係數(shù)與普通鋼的線膨脹係數(shù)相比差別很大,因線膨脹係數(shù)的差異使得冷卻時(shí)產(chǎn)生較大應(yīng)力,從而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。
加熱時(shí)硬質(zhì)合金和鋼都自由膨脹,但冷卻時(shí)鋼的收縮量比硬質(zhì)合金大得多,此時(shí)焊縫處於手壓應(yīng)力的狀態(tài),而在硬質(zhì)合金表面上則承受拉應(yīng)力。如果殘餘應(yīng)力大於硬質(zhì)合金抗拉強(qiáng)度或抗裂性要求,硬質(zhì)合金的表面就可能產(chǎn)生裂紋,這是硬質(zhì)合金釺焊產(chǎn)生裂紋的最主要原因之一。
硬度與裂紋敏感性的關(guān)係
硬質(zhì)合金的硬度與耐磨性和焊接裂紋敏感性成正比,其硬度越高,釺焊時(shí)產(chǎn)生裂紋的可能性越大,一般精加工或超精加工所用的硬質(zhì)合金,在釺焊時(shí)容易發(fā)生裂紋,根據(jù)不同牌號(hào)的硬質(zhì)合金的硬度及強(qiáng)度大小可以判斷硬質(zhì)合金的焊接裂紋敏感性。
焊接應(yīng)力的影響
焊接接頭區(qū)殘餘應(yīng)力是一種潛在的危害,儘管焊接後硬質(zhì)合金工件不一定能馬上發(fā)現(xiàn)裂紋,但在隨後的刃磨、保管或使用過程中卻容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)硬質(zhì)合金的釺焊面積越大,產(chǎn)生的焊接應(yīng)力越大,從而發(fā)生裂紋的可能性也就越大。因此可採取減低釺焊為溫度,焊前預(yù)熱及緩冷,並且選用塑性好的釺料,加補(bǔ)償墊片或改進(jìn)接頭結(jié)構(gòu)等措施。
氧化問題
硬質(zhì)合金在空氣中加熱到800攝氏度以上時(shí),表面會(huì)開始氧化,生成疏鬆的氧化物層,同時(shí)伴隨有脫碳現(xiàn)象。當(dāng)加熱到950~1100攝氏度時(shí),硬質(zhì)合金表面層會(huì)發(fā)生急劇氧化,從而形成氧化薄膜使硬質(zhì)合金變脆,並且減低硬質(zhì)合金力學(xué)性能。在焊接時(shí)應(yīng)採取措施儘量減少硬質(zhì)合金焊接部位的氧化現(xiàn)象,這也是提高焊接品質(zhì)的重要措施。