合金刀片焊接指南讲解课件.ppt

1、自贡硬质合金有限责任公司自贡硬质合金有限责任公司 ZIGONG CEMENTED CARBIDE CORP.,Ltd.硬质合金刀片硬质合金刀片 焊接工艺指南焊接工艺指南目目 录录一、前言一、前言二、硬质合金刀具的焊接特性二、硬质合金刀具的焊接特性三、焊接硬质合金的焊料及熔剂的选择三、焊接硬质合金的焊料及熔剂的选择四、焊接硬质合金刀片的加热方法及其工艺过程四、焊接硬质合金刀片的加热方法及其工艺过程五、焊接裂纹和脱焊的原因及防止方法五、焊接裂纹和脱焊的原因及防止方法六、硬质合金与钢的焊接实例六、硬质合金与钢的焊接实例-YT15YT15合金与合金与4545钢的氧钢的氧-乙炔焰焊接乙炔焰焊接 硬质合金

2、刀片具有硬度高和耐磨性好的特点，但也存在脆性大、韧性差的缺点。特别是对于硬质合金焊接刀片而言，如果焊接工艺过程控制不当，那么会发现在刀具的制造期间硬质合金焊接刀片因裂纹而报废的数量很大（实际中我们发现最高的裂纹比例达75%），给使用厂家带来很大的损失。因此，如何正确地控制好硬质合金焊接刀片的焊接工艺，尽量减少硬质合金焊接刀片的裂纹数量，是广大硬质合金焊接刀片使用厂家迫切需要了解、掌握的知识！本指南从原理上阐述了硬质合金焊接刀片产生焊接裂纹的原因以及防止办法，同时，根据实践总结出可以有效防止或减少刃磨裂纹的工艺措施。通过槽型设计、焊接工艺、刃磨等多方面的有效控制，可以较好地解决硬质合金焊接刀片长

3、期以来出现的因裂纹而困扰生产的问题。二二、硬质合金刀具的焊接特性、硬质合金刀具的焊接特性 大部分硬质合金工具是用焊接的办法焊接在中碳钢或低合金钢基体上使用，焊接工艺与硬质合金的使用性能密切相关，焊接性能的好坏直接影响到硬质合金的使用效果。1.硬质合金与钢焊接时有如下的特点：线膨胀系数与焊接裂纹的关系硬质合金的尺寸比较小，一般是固定在一个比较厚大的钢支撑材料上使用。焊接是把硬质合金和基体金属连接在一起的有效焊接方法。硬质合金的线膨胀系数（4.17.010-6/）与普通钢的线膨胀系数（1210-6/）相比差别很大，硬质合金只有钢的 1/31/2 左右。加热时硬质合金和钢都自由膨胀，但冷却时钢的收缩

4、量比硬质合金大得多。此时焊缝处于受压力状态，而在硬质合金表面上则承受拉应力。如果残余应力大于硬质合金的抗拉强度时，硬质合金的表面就可能产生裂纹。这是硬质合金焊接时产生裂纹的最主要原因之一。表 1 硬质合金与钢的线膨胀系数 序 号 材 料线膨胀系数（/）1 45 钢 1410-62 40Cr 钢 12.6 10-63 W18Cr4V 高速钢 12.1 10-64 YG 类硬质合金 5-7.0 10-65YT 类硬质合金 4.20-6.7 10-6 硬度与裂纹敏感性的关系 硬质合金的硬度与耐磨性和焊接裂纹敏感性成正比，硬质合金的硬度越高，焊接时产生裂纹的可能性越大。而且，一般精加工或超精加工所用的

5、硬质合金，在焊接时容易发生裂纹。根据不同牌号的硬质合金的硬度和强度大小可以判断硬质合金的焊接裂纹敏感性，由差到好的排列顺序如下。YG 类:YG3XYG3YG6AYG6XZK20ZK30YG11 YT 类:YT30YW1YT726YT15YW2YT14YT5以上两类硬质合金，从左至右表明硬度和耐磨性逐渐降低，而强度和韧性增加，焊接裂纹发生的可能性减小。焊接残余应力的影响 焊接区域的残余应力是一种潜在的危害，尽管焊接后硬质合金工件上不一定能马上发现裂纹，但在随后的刃磨、保管或使用过程中却容易产生裂纹，造成工具报废。当硬质合金的焊接面积越大时，产生的焊接残余应力越大，发生裂纹的可能性也越大。在焊接硬

6、质合金工具时，必须使焊接残余应力尽量减小。焊接时必须采取措施减小焊接应力，可采取降低焊接温度、焊前预热及缓冷、选用塑性好的焊料、加补偿垫片、改进接头结构等措施。焊接大面积硬质合金时，无论强度高低，均应采取特殊措施，以减小焊接应力和防止裂纹的产生。氧化问题 硬质合金在空气中加热到 800以上时，硬质合金的表面开始氧化，生成疏松的氧化物层，同时伴随有脱碳现象。当加热至 9501100时，表面层会发生急剧的氧化，形成的氧化薄膜使硬质合金变脆，降低力学性能。表面氧化层的存在，也降低了焊缝的强度、硬度。在焊接时采取措施尽量减少硬质合金焊接部位的氧化现象，是提高焊接质量的重要措施。2.基体材料的选择和槽形

7、设计（1）基体材料的选择硬质合金通常与基体材料连接在一起使用，基体材料的选择主要考虑硬质合金使用时所受载荷的大小。一般载荷的刀具基体材料可用 45 钢或40Cr 钢。需要淬硬的刀体可选用 9SiCr 钢，因为9SiCr 钢焊后淬火用的冷却介质温度比 40Cr 高，对硬质合金有利。9SiCr 钢做小刀体时还可采用空冷或压缩空气气冷的冷却方式，也能使刀杆达到一定硬度。一些受力、受冲击和切削热量大的硬质合金刀具的基体材料，如大龙门刨的刀杆，可用 50 钢或 55 钢。高精度硬质合金刀具可用 W18Cr4V 高速钢做基体材料，焊后采用空冷。由于高速钢的线膨胀系数与硬质合金较接近，焊接应力也较小，刀具寿

8、命也比较高。（2）槽形设计 钢与硬质合金刀具焊接质量的好坏还决定于刀槽形状的设计是否合理。硬质合金槽形设计的原则如下。尽量减少焊接面，避免采用封闭和半封闭槽形结构，以减少焊接应力，防止产生裂纹，尽可能采用自由焊槽形，以使焊接应力降低到最低限度。焊接前装配硬质合金时应尽量靠硬质合金的自重或靠基体上的凸台、凹槽等部位定位，尽量避免使用夹具固定硬质合金。设计槽形时应考虑在焊接过程中便于排渣，避免因焊缝中夹渣而使焊缝强度降低或发生脱焊现象。焊接后刀头部分不应粘附过多的焊料，以免刃磨困难，尤其是在设计硬质合金多刃刀具时应特别加以注意。封闭和半封闭刀槽的设计如图 1 所示。这种刀槽形状增加了焊接面，使硬质

9、合金刀片的焊接应力大大增加，并使应力分布复杂化，容易使硬质合金刀片发生裂纹，降低刀具的使用寿命。较为合理的开口槽的槽形设计如图 2 所示。这种设计使硬质合金刀片在焊接时仅受到两个焊接面的应力，在焊接时发生裂纹的可能性比封闭或半封闭槽的刀具要小，刀具的使用寿命也较长。硬 质 合 金 自 由 焊 刀 具 的 槽 形 设 计 如 图 3 所 示。这 种 设 计可 以 减 少 焊 接 面 的 槽 形 设 计，既 能 减 小 应 力，避 免 裂 纹 产 生，又 不 增 加 刀 槽 的 加 工 工 序。这 种 设 计 使 硬 质 合 金 刀 片 与 钢 质刀 体 的 焊 接 面 减 少 至 一 个，而 在

10、 侧 面 焊 缝 处 仅 留 下 刀 片 厚 度的 3 0%4 0%，起 到 刀 片 的 定 位 作 用。自 由 焊 槽 形 的 设 计 能使 焊 接 应 力 降 低 到 最 低 限 度，可 大 大 减 少 和 防 止 焊 接 裂 纹 的产 生，提 高 刀 具 使 用 寿 命 1 0%3 0%。一些大焊接面的硬质合金刀具、量具或模具的槽形设计，可以采取开工艺沟的办法使一个大的焊接面分割或几个小块，以减少焊接应力和避免产生裂纹（见图 4）。同时工艺沟还能起到排渣的作用，保证焊缝有足够的强度。工艺沟的宽度和深度可在 1.52mm 左右，工艺沟的数量可以根据焊接面的大小确定。三、焊接硬质合金的焊料及

11、熔剂的选择三、焊接硬质合金的焊料及熔剂的选择（1）焊料的选择：对硬质合金焊料的主要要求如下。焊料应对被焊接硬质合金和钢基体有良好的润湿能力，保证焊料具有良好的流动性与渗透性。硬质合金的使用特点之一是有较高的红硬性，所以要保证焊接焊缝在常温和高温下有足够的强度。焊料的熔点要尽可能地低，以减小焊接应力，防止发生裂纹，但焊料的熔点要高于焊缝的工作温度300，以保证刀具在高速切削时能正常工作。焊料中不应含有低蒸发点的元素，以免在焊接加热时因焊料中的元素蒸发而影响接头质量或有害于人体健康。硬质合金与钢的焊接通常用铜基及银基焊料，常用焊料及相配用的熔剂见表 3。表 3 常用焊料及相配用的熔剂焊 料型 号熔

12、化温度/熔剂及其配方（质量分数）/%B-Cu62Zn B-Cu60ZnMn801B-Cu47ZnMnNiCo(84)900905890905890911855865 200(前苏联)：硼酐 66，硼砂 19，氟化钙 15 YJ-6：硼酸 80，硼砂 14.5，氟化钙 5.5 B-Ag45CuZn(HL303)B-Ag50ZnCuCdNi(HL315)660725632688 QJ102：脱水氟化钾 42，氟硼酸钾 23，硼酐 35硬质合金与钢焊接的焊料根据熔点和焊接温度分为高温焊料、常温焊料和低温焊料三大类。焊接温度在 1000以上的焊料称为高温焊料，如紫铜和 106 焊料等；中温焊料的焊接温

13、度在 8501000之间，如 H62、H68 黄铜焊料等；低温焊料是指焊接温度在 650850之间，如 B-Ag-1 和 L-Ag-49 等含银焊料。常见的硬质合金与钢焊接用焊料的成分、性能及使用范围见表 4。表 4 常见的硬质合金与钢焊接用焊料的成分、性能和使用范围化 学 成 分 /钎料名称CuFeNiMnSiAlZnSnAg熔点/使用范围铜铁镍合金铜镍合金铜锌镍合金（白铜）727068.712103027.54.21.80.33.0120012201170 适 于 大 负 荷 及 切 削刃 温 度 在900 以 下的切削加工电解铜含镍黄铜99.96852710831000适 于 大 负 荷

14、 及 切 削刃 温 度 在700 以 下的切削加工H68 黄铜锰黄铜105 焊料H62 黄铜686058621.21.243237.63838950920909900适 于 中 负 荷 切 削 加工，工 作 温 度 在600以下者银基焊料106 焊料107 焊料B-Ag-1L-Ag-49305818155204824.73820160.345804945820970909700615适 于 镶 焊 低 钴 和 高钛 合 金，如YG3，YG2，YG3X 及 YT30等注：L-Ag-49 焊料还含有 24%Cd。实际生产中常用的焊料种类：H62 黄铜 锰黄铜 紫铜 银焊料及 105#焊料等，一般推

15、荐采用 105#焊料及 H62 黄铜。（2）熔剂的选择熔 剂 的 作 用 是 使 刀 杆 和 焊 接 刀 片 表 面 的 氧 化 物 还 原，使 焊 料能 很 好 地 润 湿 被 焊 接 的 金 属 表 面。一 般 熔 剂 的 熔 点 低 于 焊 料 熔点 100 以 上，并 有 较 好 的 流 动 性 和 较 低 的 粘 度。焊 接 加 热 过程 中 熔 化 了 的 熔 剂 能 保 护 焊 料 和 焊 接 面，同 时 起 到 对 氧 化 物 的还 原 作 用。常 用 硬 质 合 金 与 钢 焊 接 用 熔 剂 的 化 学 成 分 和 适 用 范围 见 表 5。表表 5 常常 用用 硬硬 质质

16、 合合 金金 与与 钢钢 焊焊 接接 熔熔 剂剂 的的 化化 学学 成成 分分 和和 适适 用用 范范 围围N a2B4O7B2O3H2B4O7K FLiCl2N aF/CaF2适 用 范 围100 适 于 熔 点 在 850 以 上 的 焊 料 焊 接7030 适 于 熔 点 在 1000 以 下 的 焊 料 焊 接 用8515 适 用 于 高 碳 化 钛 类 硬 质 合 金 焊 接8020 适 于 熔 点 在 1000 以 下 的 焊 料 焊 接 用55152010 适 于 高 碳 化 钛 硬 质 合 金 焊 接 用603010 适 于 钨 钴 和 钨 钛 钴 类 硬 质 合 金 焊 接

17、用701020 适 于 钨 钛 钴 类 硬 质 合 金 焊 接 用503515适 用 于 低 温 银 焊 料7030 适 用 于 低 温 银 焊 料硼 砂 是 硬 质 合 金 与 钢 焊 接 时 最 常 用 的 熔 剂，一 般 推 荐 使 用脱 水 硼 砂（N a2B4O7），应 注 意 的 事 项 是：脱 水 硼 砂 易 吸 水，吸 水后 严 重 影 响 使 用 效 果，故 应 注 意 防 潮。如 发 现 吸 水，应 加 热 至3000C 左 右，保 温 23 小 时 即 可。四焊接硬质合金刀片的加热方法及其工艺过程四焊接硬质合金刀片的加热方法及其工艺过程1.焊接硬质合金的一般工艺过程（1）

18、焊接前的准备工作：a.焊前应先检查硬质合金是否有裂纹、弯曲或凸凹不平等缺陷。焊接面必须平整，如果是球形或矩形的硬质合金焊接面也应符合一定的几何形状，保证合金与基体之间有良好的接触，才能保证焊接质量。b.对硬质合金进行喷砂处理，没有喷砂设备的情况下，可用手拿住硬质合金，在旋转着的绿色碳化硅砂轮上磨去焊接面上的氧化层和黑色牌号字母。如不去除硬质合金焊接面上的氧化层，焊料不易润湿硬质合金。经验证明，焊接面上若有氧化层或黑色牌号字母，应进行喷砂处理，否则焊料不易润湿硬质合金，焊缝中仍会出现明显的黑色字母，使焊接面积减少，发生脱焊现象。c.在清理硬质合金焊接面时，最好不用化学机械研磨或电解磨削等方法处理

19、，因为它们都是靠腐蚀硬质合金表面层的粘结剂（钴）来加快研磨或提高磨削效率的，而硬质合金表面的钴被腐蚀掉后，焊料就很难再润湿硬质合金，容易造成脱焊现象。d.焊接前应仔细检查钢基体上的槽形是否合理，尤其是对易裂牌号的硬质合金和大焊接面的硬质合金工件，更应严格要求。刀槽也进行喷砂处理和清洗去除油污。e.焊料使用前用酒精或汽油擦净，并根据焊接面裁剪成形。焊接一般硬质合金刀具或模具时，焊料厚度0.40.5mm 左右比较合适，大小与焊接面相似即可。（2）焊接过程硬质合金工具的焊接工艺是否正确对焊接质量有至关重要的作用。加热速度对焊接质量有明显的影响。快速加热会使硬质合金片产生裂纹和温度不均；但加热过慢，又

20、会引起表面氧化，使接头强度降低。部分硬质合金焊接时允许的加热速度见表 6。表 6 部分硬质合金焊接时允许的加热速度ZK30YT5YT15YT30硬质合金片长度/mm焊接时允许的加热速度（度/每秒）20 mm以下2040 mm801002030608015205060121530401012 焊接硬质合金工具时，均匀加热刀杆和硬质合金刀片是保证焊接质量的基本条件之一。如果硬质合金刀片加热温度高于刀杆，熔化后的焊料润湿了硬质合金刀片而不能润湿刀杆，接头强度就会降低，在沿焊层剪切合金片时，焊料不破坏，而随合金片脱开。如加热速度过快，刀杆温度高于合金片时，会出现相反的现象。熔剂、焊料和硬质合金安放顺序

21、和相互位置对焊接质量有直接的影响。正确的安放方法是：将焊料放在刀槽上，撒上熔剂，再放硬质合金，在硬质合金顶面沿侧面焊缝处再撒上一层熔剂。这样在焊接时便于掌握焊接温度，减少焊缝外粘附的多余焊料。（3）焊接温度的控制正确地控制焊接温度是保证焊接质量的重要因素之一。焊接温度过高，会造成焊缝氧化和含锌焊料中锌元素的蒸发，冒出蓝火和棉絮状的白烟，而焊缝中就呈蓝黑色，造成脱焊；若焊接温度偏低，则焊缝层就因焊料的流动性不好而偏高，焊缝内就有大量气孔和夹渣，同样会造成脱焊。最好的焊接温度应是：高于焊料熔点的 30500C 左右，此时焊料的流动性、渗透性最佳。其判断方法是：当达到最佳焊接温度时，焊料会沿侧面焊缝

22、渗透至顶面，此时可从工件顶面看到侧面焊缝处出现一条亮晶晶的液态焊料。（4）焊接过程中的基本要求当加热到最佳焊接温度时，用紫铜加压棒将焊接刀片在刀槽内来回移动 23 次，排除焊缝中的熔渣，排渣后可用加压棒固定焊接刀片至理想位置，此时可停止加热，但加压棒需继续加压 5 秒钟左右，以保证焊缝紧密牢固。（5）焊接后的冷却和低温回火 焊接后的冷却速度是影响焊接裂纹的主要因素之一。冷却时硬质合金片表面产生瞬时拉应力，硬质合金的抗拉应力大大低于抗压应力。尤其是 YT30、YG3X 等细晶粒、高硬度的硬质合金牌号，以及焊接面积较大或者基体小而硬质合金较大的工件，更应注意焊接后的冷却速度。通常是将焊后工件立即插

23、入石灰槽或木炭粉槽中，使工件缓慢冷却。这种方法操作简单，但是无法控制回火温度。有条件的可在焊接后立即将工件放入220250的炉内回火 68 小时。采用低温回火处理能消除部分焊接应力，减少裂纹和延长硬质合金工具的使用寿命。通常使用的几种保温冷却和低温回火方法：a.用石灰槽或木炭粉槽保温缓冷；b.低温回火：焊后刀具即送入保温箱，在 2202500C 左右保温 68 小时随炉冷却；c.当大批生产时，工件可密集叠放在一起，减缓冷却速度。以上 3 种方法，第 2 种方法效果最好。在焊后冷却过程中，严禁刚焊好的刀具与水、潮冷地面接触，如条件不好，焊后的刀具应摆放在干燥的木板上自然冷却。在冬天因温度下降梯度

24、更大，如没有保温箱，也要将焊后刀具插入干石灰槽中缓冷，最好不要采用自然冷却法。(6)焊接后的清理 要对焊好的硬质合金工件进行焊后清理，以便将焊缝周围残余的熔剂清除干净，否则在刀具刃磨时多余的熔剂会将砂轮堵塞，使磨削困难。焊后残留的熔剂也会腐蚀焊缝和基体。常用的清除方法是将焊后已冷却的工件放入沸水中煮12h 左右，然后再进行喷砂处理，即可清除焊缝四周粘附的残余熔剂及氧化物等；或将工件放入酸洗槽中进行酸洗（盐酸浓度为1:1），酸洗时间大约14min，然后放入冷水槽和热水槽中反复清洗干净。（7）焊接质量检验 主要检查硬质合金与钢焊接接头质量以及硬质合金有无裂纹存在。正常的焊缝应均匀无黑斑，焊料未填满

25、的焊缝不大于焊缝总长的10%，焊缝宽度应小于0.15mm。刀片焊接歪斜，不符合图纸要求者应重焊。硬质合金刀片的裂纹倾向可用下列方法检查。a.刀具经喷砂清理后，先用煤油清洗，然后用肉眼或放大镜观察。当刀片上有裂纹时，表面上会出现明显的黑线。b.用65%的煤油、30%的变压器油及5%的松节油调成溶液，加入少量苏丹红，将欲检查的工具放入该溶液中浸泡约1015min，取出用清水洗净，涂上一层高岭土，烘干后检查表面，如工具上有裂纹，溶液的颜色便在白土上显示出来，用肉眼可明显地看到。2.常用焊接刀片的焊接方法焊接刀片的焊接方法有：氧-乙炔焰焊接、焦碳炉焊接、电阻加热焊接、浸铜焊接、高频感应焊接等。现在实际

26、中常用的是氧-乙炔焰焊接与高频感应焊接，下面分别简单介绍如下：（1）氧-乙炔焰焊接：氧-乙炔焰一般叫气焊或氧焊。氧炔焰的组成可分为三个部位：a.核心区 b.还原区 c.焰尾 在核心区和还原区交界处温度达 30000C 左右，因此在焊接过程中，不要用此区域直接喷射焊接刀片，以免产生裂纹。其焊接过程如下：焊接前先将熔剂、焊料和硬质合金依次放好，用还原火焰在靠近硬质合金的底部基体部分进行预热。当预热温度达到 700800熔剂开始熔化时，再从上面加热硬质合金片及周围的焊缝，直到焊料熔化呈晶亮的液态，并沿侧面焊缝渗至表面。此时应抬高火焰，使焰尾继续沿焊缝四周加热，以保持焊接温度。同时用金属棒拨动刀体沿刀

27、槽往复移动 23次，调整并压紧刀片，把多余的焊料及熔渣排出。排渣后，即停止加热并用加压棒在硬质合金顶面的中心部分加压，停留23 秒，待焊料凝固后，即可送入保温箱或保温介质中保温 23 小时，使之缓慢冷却。缓冷后的刀具，如再经过消除应力的回火处理，能收到更好的效果。回火温度约 300，保温 6 小时后随炉冷至室温。（2）高频焊接法：高 频 感 应 焊 接 是 利 用 频 率 为600kHz，功 率 在10 100kW 之 间 的 高 频 感 应 加 热 电 源，产 生 高 频 电 流。当 高 频电 流 穿 过 感 应 器 时 产 生 高 频 交 变 磁 场，在 感 应 器 中 的 被 焊金 属

28、中 产 生 感 应 电 流。高 频 加 热 速 度 很 快，可 以 在 很 短 时间 内 加 热 到 很 高 的 温 度，使 焊 料 熔 化。高 频 感 应 钎 焊 使 用 的 感 应 器 大 多 是 用 直 径 5 10mm 的紫 铜 管 绕 制 而 成。感 应 器 的 几 何 形 状 和 尺 寸 选 择 是 否 合 适，是 决 定 高 频 感 应 焊 接 的 加 热 速 度、温 度 均 匀 性、生 产 效 率 及焊 接 质 量 的 重 要 因 素 之 一。在 焊 接 前，应 根 据 焊 接 工 具 的 大 小 调 节 高 频 设 备 的 输 出功 率，使 工 件 加 热 速 度 适 中，温

29、 度 均 匀。功 率 过 大 易 使 工 件局 部 过 热 和 焊 料 熔 化 不 完 全，易 使 硬 质 合 金 产 生 裂 纹；功 率太 小，则 加 热 时 间 过 长，容 易 造 成 刀 体 氧 化，影 响 生 产 效 率。一 般 焊 接 加 热 速 度 为 30 60/s，钨 钛 钴 合 金 的 加 热 速 度 应为 10 40/s。高 频 感 应 焊 接 加 热 速 度 快，效 率 高，操 作 简 单，劳 动 条件 比 较 好。适 用 于 大 批 量 的 自 动 或 半 自 动 焊 接。但 是 设 备 投资 大，耗 电 量 多。高频焊接应注意的几个问题：a.高频加热设备必须加装一个脚

30、踩开关，使操作者易于控制焊接温度及加热速度，这是保证焊接质量的首要条件。b.感应圈与刀具之间的距离控制在 35 毫米范围内为佳，同时注意工件不能同时两点接触感应器，以免发生短路而烧毁工件和损坏感应器。在工件容易碰到感应器的情况下，可用石棉绳缚扎感应器，或用云母片隔拦于工件和感应器之间，以防短路。c.根据焊接工件大小，焊接方法和同时加热工件的数量等来调节电参数，使工件加热均匀，速度适中。d.在焊接场地周围应铺设橡皮板，以保证安全操作。五焊接裂纹和脱焊的原因及防止方法五焊接裂纹和脱焊的原因及防止方法1.焊接裂纹产生的原因（1）因不注意硬质合金牌号和几何形状而造成的焊接裂纹 对于 YT30、YG3X

31、 等细晶粒、高硬度的硬质合金，以及大焊接面的合金工件，在焊接时更容易发生裂纹，因此其对槽型的设计、焊接工艺及后续刃磨的要求更高。（2）因槽型设计不合理而造成的裂纹 封闭式或半封闭式的槽型，都是增加焊接应力促使形成裂纹的重要原因。槽型设计的原则：在满足使用所需要的焊缝强度的情况下，应尽可能减少焊接面和焊接面积。（4）焊接时加热速度太快或焊接后急剧冷却而造成的裂纹焊接加热过快，往往发生在氧-乙炔焰焊接、高频感应焊接等方法时，其主要原因是：氧-乙炔焰焊接时，如果用火焰的高温区（火焰的核心区和还原区交界处的温度为 3000）直接烧硬质合金，使合金表面局部升至高温，有时甚至将硬质合金的边角部分烧熔化，这

32、都会造成裂纹。高频感应焊接时，如感应器设计不合理或电参数调得不合适，也容易使硬质合金升温过急、过高而产生裂纹。（5）硬质合金本身有缺陷而导致发生裂纹 对于大面积或特殊形状的硬质合金，在焊接前必须逐块进行严格检查。由于硬质合金本身的缺陷，如小裂纹、崩角、内部孔隙等，在加热焊接时将会扩大而形成大裂纹。（6）由于刃磨不当而产生裂纹 a刃磨时，所使用的砂轮不合适（如砂轮材料、硬度和 粒度等）以及刃磨速度不合适均可产生裂纹。焊接刀片的刃磨通常采用 60-80 目的金刚石砂轮或绿色碳化硅砂轮。砂轮粒度对出现裂纹的影响是很大的。研究表明，裂纹在粒度为 60 目时比在 46 目与 80 目时出现的机会少。软砂

33、轮所产生的裂纹比硬砂轮产生的为少。研究表明，高速（20 米/秒以上）磨削 YT15 硬质合金时会发现密集的裂纹网和贯通的与深的裂纹，而与砂轮的粒度、硬度和进给量无关。大约 70%的刀片有深的和贯通的裂纹，100%的刀片有裂纹网。改用低速（13米/秒）磨削时，60%刀片上形成裂纹网，而贯通的与深的裂纹只有在 17%的刀片上发现。若以 10 米/秒的砂轮速度磨削，则没有发现裂纹网。对于 YG类合金来说，随着 Co 含量的增加，允许的磨削速度相应增加。对于 YT 类合金来说，允许的最大速度却要降低 1/3。其中脆性较大的 YT30 合金磨削速度还要低。b 刃磨过程中刀具浸水急冷，或者操作者戴着手套（

34、或用 棉纱包裹工件）进行磨刀也容易发生裂纹。正确的操作过程是：刃磨刀具时不戴手套（也不能用棉纱包裹工件），严禁浸水急冷，刀具磨后自然冷却。C磨削余量留的过大，则刃磨时也容易发生裂纹。若刃磨过程中摩擦力过大，可导致磨削温度急剧上升，刀片易发生爆裂，常用的合理磨削用量为：圆周速度 v=1015m/min，进给量 f 纵=0.51.0m/min，f 横=0.010.02mm/行程。手工刃磨时，纵向和横向进给量均不宜过大。d.其它工艺措施刀杆刚性不足、刀具夹持不稳、机床主轴跳动等均 可 能 引 起 刃 磨 裂 纹 的 产 生，因 此，由 机 床、砂 轮、夹 具 和 刀 具 组 成 的 加 工 系 统

35、应 具 有 足 够 刚性，且应控制砂轮的轴向和径向跳动。2.采用特殊的焊接工艺，减少焊接应力和防止焊接裂纹在焊缝中加补偿垫片：实际中推荐以下几种材料作补偿垫片：a 用 107#焊料：该焊料本身是由 105#焊料中夹有一层 0.4 毫米的低碳钢片所组成。焊接后，低碳 钢 夹 在 焊 缝 中 起 到 减 少 应 力 和 防 止 裂 纹 发 生的作用。b 用 低 碳 钢 片 作 补 偿 垫 片，厚 度 约 为 0.4 0.5毫米左右用厚度为 0.40.5 毫米的镀镍铁作补偿垫片，其效果较好。采用双层硬质合金片：是将高强度的 ZK30 刀片作垫片与基体焊在一起，而硬而脆的硬质合金再焊在它的上面。实践证

36、明，它能完全消除 YT30、YG3X等牌号刀片的焊接裂纹.采用高速钢做基体或用高速钢做垫片:高速钢与硬质合金的膨胀系数相差较小,从而可以达到减少焊接应力和防止焊接裂纹的目的.用低温焊料加紫铜垫片的方法:一般用银基低温焊料(如 L-Ag-49 银焊料)加厚度约为 0.40.5 毫米的紫铜片.3.硬质合金焊接发生脱焊的原因硬质合金的焊接面在焊前未经过喷砂或磨光处理，焊接面上的氧化层降低了焊料的润湿作用，削弱了焊缝的结合强度。熔剂选择和使用不当也会发生脱焊，例如采用硼砂作为熔剂时，因生硼砂含水分较多而不能有效地起到脱氧作用，结果焊料不能很好地润湿被焊接面，而发生脱焊现象。正确的焊接温度应在焊料熔点以

37、上 3050时最为合适，温度过高或过低都会发生脱焊。加温过高会使焊缝中产生氧化现象。用含锌的焊料会使焊缝呈蓝色或白色。当焊接温度过低时，会形成比较厚的焊缝，焊缝内部布满了气孔和夹渣。以上两种情况会使焊缝的强度下降，当刃磨或使用时容易发生脱焊。焊接过程中没有及时地排渣或排渣不充分，使大量的熔剂熔渣残留在焊缝中，降低了焊缝的强度，造成脱焊。六、硬质合金与钢的焊接实例六、硬质合金与钢的焊接实例-YT15合金与合金与45钢的钢的氧氧-乙炔焰乙炔焰焊接焊接（1）材料特点及焊接缺陷刀片材料为钛钨钴硬质合金YT15，成分为：WC7880，TiC15%16%，Co5%6%；刀体材料为45钢。这两种材料焊接时常

38、见的焊接缺陷有以下几种。出现淬硬组织 由于母材金属含碳、碳化物及合金元素较多，焊后在45钢母材一侧产生马氏体淬硬组织；产生热裂纹 这是因为母材金属含硫量较高，合金偏析等造成的；形成冷裂纹 由于两种母材金属的线膨胀系数不同，焊接时产生应力变形，在低温时冷裂纹倾向较大。（2）焊接前的准备及熔剂、焊料 采用机械方法加工刀槽 在刀体前部加工刀片的刀槽，槽的形状和角度与刀片一致，确保装配严密。对刀槽内部及周围进行清理，彻底清除油污及杂质，最后再放置YT15合金刀片。选用填充材料 选用熔剂为QJ301，主要成分：硼砂30%，硼酸70%；焊接温度8501150；选用焊料牌号为HL105（型号为BCu58Zn

39、Mn）。焊接设备与用具注意配套使用，选用H01-12型焊炬，配用5号焊嘴。氧气压力为0.7MPa，乙炔压力为0.0010.1MPa。（3）操作技术要点 为了防止 YT15硬质合金刀片脱碳或过烧，焊接时要选用还原火焰。焊接温度1000为宜，从实际生产经验看，刀片加热呈亮红色。如果刀片呈暗红色或白亮色时不能焊接，因为前者温度过低，后者温度过高，已出现过烧现象。焊接时焊炬由左向右、由右向左、由上向下反复对刀杆进行加热，使刀杆和刀片受热均匀一致。焊接时焊嘴与刀杆的间距为50mm，焊嘴与刀杆端倾斜角度为110o，这样可保证有效地利用火焰热量和加热平衡；焊接过程中，要使火焰始终覆盖在整个焊接部位，使之与空气隔离，以防止氧化或产生气孔。焊接速度按刀片大小来确定，一般应在1分钟之内焊完，这样能有效地防止YT15硬质合金刀片过烧或脱碳。焊接之后，要用火焰对刀片部位进行加热，然后慢慢地将焊嘴离开，使其缓慢冷却，防止裂纹。