钎焊硬质合金类刀具必备知识

1、焊接刀具基础知识 焊接车刀的焊接方法焊接车刀的焊接方法 影响因素影响因素 保温措施保温措施 使用时应注意的事项使用时应注意的事项 以及保养方法以及保养方法 影响焊接质量因素影响焊接质量因素 一）钎料的润湿与铺展 钎焊时，只有熔化的液体钎料很好地润湿母材表面才能 填满钎缝。衡量钎料对母材润湿能力的大小，可用钎料（液 相）与母材（固相）相接触时的接触夹角大小来表示。影响 钎料润湿母材的主要因素有： 1.钎料和母材的成份 若钎料与母材在固态和液态下均不发生物理化学作用， 则他们之间的润湿作用就很差，如铅与铁。若钎料与母材能 相互溶解或形成化合物，则认为钎料能较好地润湿母材，例 如银对铜。 2.钎焊温

2、度 钎焊加热温度的升高，由于钎料表面张力下降等原因会 改善钎料对母材的润湿性，但钎焊温度不能过高，否则会造 成钎料流失，晶粒长大等缺陷。 影响焊接质量因素影响焊接质量因素 3.母材表面氧化物 如果母材金属表面存在氧化物，液态钎料往往会凝聚成 球状，不与母材发生润湿，所以，钎焊前必须充分清除氧化物， 才能保证良好的润湿作用。 4.母材表面粗糙度 当钎料与母材之间作用较弱时，母材表面粗糙的沟槽起到 了特殊的毛细作用，可以改善钎料在母材上的润湿与铺展。 5.钎剂 钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化物，改善 润湿作用。硬质合金的钎焊性是较差的。这是因为硬质合金的 含碳量较高，未经清理的表面往往

3、含有较多的游离碳，从而妨 碍钎料的润湿。此外，硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成 氧化膜，也会影响钎料的润湿。因此，钎焊前的表面清理对改 善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的 影响焊接质量因素影响焊接质量因素 （二）钎料的毛细流动 钎焊时，液体钎料要沿着间隙去填满钎缝，由于间隙很小， 如同毛细管，所以称之为毛细流动。毛细流动能力的大小，能 决定钎料能否填满钎缝间隙。 影响液体钎料毛细流动的因素很多，主要有钎料的润湿能 力和接头间隙大小等，如钎料对母材润湿性好，接头有较小的 间隙，都可以得到良好的钎料流动与填充性能。 （三）钎料与母材的相互作用 液态钎料在毛细填隙过程中与母材发生相互物理化学作用

4、， 这些相互作用对钎焊接头的性能影响很大，它们可以分为两种： 1.母材向钎料的溶解 影响焊接质量因素影响焊接质量因素 钎焊时一般都发生母材向液体钎料的溶解过程，可使钎料 成份合金化，有利于提高接头强度。但母材的过度溶解会使液 体钎料的熔点和粘度升高，流动性变差，往往导致不能填满钎 缝间隙，同时可能使母材表面因过分溶解而出现凹陷等缺陷。 2.钎料组份向母材扩散 钎焊时，也出现钎料组份向母材的扩散，扩散以两种方式 进行：一种是钎料组元向整个母材晶粒内部扩散，在母材毗邻 钎缝处的一边形成固溶体层，对接头不会产生不良影响。另一 种是钎料组元扩散到母材的晶粒边界，常常使晶界发脆，尤其 是在薄件钎焊时比较

5、明显。 为了使钎接部分连接牢固，增强钎料的附着作用，钎焊时 要用钎剂。它的作用是清除钎料和母材表面的氧化物，保护焊 件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化，改善液态钎料对焊件的 润湿性。 影响焊接质量因素影响焊接质量因素 （四）钎焊常用的工艺方法 钎焊过程的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间。钎焊温度通 常选为高于钎料液相线温度25 - 60 C，以保证钎料能填满间隙。 钎焊保温时间视工件大小及钎料与母材相互作用的剧烈程度而 定。大件的保温时间应长些，以保证加热均匀。钎料与母材作用强 烈的，保温时间要短。一般说来，一定的保温时间是促使钎料与母 材相互扩散，形成牢固结合所必需的。但过长的保温时间将导致熔

6、 蚀等缺陷的发生。钎焊前的表面清理改善钎料在硬质合金上的润湿 性是很重要的，必要时还可采取表面镀铜或镀镍等措施。 硬质合金钎焊中的接头易产生裂纹。这是因为它的线膨胀系数 仅为低碳钢的一半，当硬质合金与这类钢的基体钎焊时，会在接头 中产生很大的热应力，从而导致接头的开裂。因此，硬质合金与不 同材料钎焊时，应设法采取防裂措施硬质合金刀片与钢制刀杆钎焊 时，宜采取加大钎缝间隙和在钎缝中施加塑性补偿垫片的方法，并 在焊后进行缓冷，以减小钎焊应力，防止裂纹产生，延长硬质合金 刀具组件的使用寿命。 钎焊常见的缺陷及其成因如下 1.填隙不良，部分间隙未被填满产生原因： （l）接头设计不合理，装配间隙过大或过

7、小，装配时零 件歪季斜。 (2)钎剂不合适，如活性差，钎剂与钎料熔化温度相差过 大，绮剂填隙能力差等；或者是气体保护钎焊时气体纯度低， 真空钎焊时真空度低。 （3)钎料选用不当，如钎料的润湿作用差，钎料量不足。 (4)钎料安置不当。 （5）钎焊前准备工作不佳，如清洗不净等。 (6)钎焊温度过低或分布不均匀。 2钎缝气孔产生原因： (1)接头间隙选择不当。 （2)钎焊前零件清理不净。 钎焊常见的缺陷及其成因如下 (3)钎剂去膜作用或保护气体去氧化物作用弱。 (4)钎料在钎焊时析出气体或钎料过热。 3.钎缝夹渣产生原因： (1)钎剂使用量过多或过少。 (2)接头间隙选择不当。 （3)钎料从接头两面

8、填缝。 (4)钎料与钎剂的熔化温度不匹配。 (5)钎剂比重过大。 (6）加热不均匀。 4.钎缝开裂产生原因： （1）由于异种母材的热膨胀系数不同，冷却过程中形成的 内应力过大。 (2)同种材料钎焊加热不均匀，造成冷却过程中收缩不一 致。 钎焊常见的缺陷及其成因如下 (3)钎料凝固时，零件相互错动。 (4)钎料结晶温度间隔过大。 (5)钎料结晶温度间隔过大。 (6)钎缝脆性过大。 5.钎料流失产生原因： (1)钎焊温度过高或保温时间过长。 (2)钎料安置不当以致未起毛细作用。 (3)局部间隙过大。 6.母材被溶蚀产生原因： (1)钎焊温度过高，保温时间过长。 (2)母材与钎料之间的作用太剧烈。

9、（3)钎料量过大。 （1）焊前准备 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。钎焊面必须平整，如果是球形或矩形的硬质合金钎焊面也 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， 才能保证钎焊质量。 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钎焊面上 的氧化层和黑色牌号字母。如不去除硬质合金钎焊面上的氧化 层，钎料不易润湿硬质合金。经验证明，钎焊面上若有氧化层 或黑色牌号字母，应进行喷砂处理，否则钎料不易润湿硬质合 金，钎缝中仍会出现明显的黑色字母，使钎焊面积减少，发生 脱焊现象。 在清理硬质合金钎焊面时，最好不用化学

10、机械研磨或 电解磨削等方法处理，因为它们都是靠腐蚀硬质合金表面层的 黏结剂（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，钎料就很难再润湿硬质合金，容易造成脱焊 现象。特殊情况下，硬质合金钎焊面必须用上述方法或电火花 线切割处理时，可将处理后的硬质合金再进行喷砂处理或用碳 化硅砂轮磨去表面层。喷砂后的硬质合金可用汽油、酒精清洗， 以去除油污。 钎焊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钎焊面的硬质合金工件，更应严格 要求。刀槽也进行喷砂处理和清洗去除油污。清洗量大时，可 采用碱性溶液煮沸1015min。高频或浸铜钎焊的多刃刀具及 复杂量具，最好用

11、饱和硼砂水溶液煮沸2030min，取出烘干 后再进行焊接。 钎料使用前用酒精或汽油擦净，并根据钎焊面裁剪成形。钎焊 一般硬质合金刀具或模具时，钎料厚度0.40.5mm左右比较合适， 大小与钎焊面相似即可。当用焦炭炉加热时，钎料可适当增加。在 钎焊硬质合金多刃刀具、量具等工件时，应尽量缩小钎焊片的面积， 一般可将钎料片剪成钎焊面的1/2左右，当钎焊技术熟练时，可将钎 料片减少至钎焊面的1/3或更小。减少钎料可使焊后工件外形美观、 刃磨更方便。 硬质合金工具的钎焊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，又会引

12、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 部分硬质合金焊接时允许的加热速度部分硬质合金焊接时允许的加热速度 硬质合金片长度/ mm YG8 YT5 YT15 YT30焊接 时允许的加热速度/s-1 20以下 80100 2030 6080 1520 2040 5060 1215 3040 1012 焊接要求 焊接硬质合金工具时，均匀加热刀杆和硬质合金片是保证 焊接质量的基本条件之一。如果硬质合金片加热温度高于刀杆， 熔化后的钎料润湿了硬质合金片而不能润湿刀杆，接头强度就 会降低，在沿焊层剪切合金片时，钎料不破坏，而随合金片脱 开。在焊层上还可看到刀杆支撑面铣刀痕迹。如加热

13、速度过快， 刀杆温度高于合金片时，会出现相反的现象。 钎剂、钎料和硬质合金安放顺序和相互位置对钎焊质量有 直接的影响。正确的安放方法是：将钎料放在刀槽上，撒上钎 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 钎剂。这样在钎焊时便于掌握钎焊温度，减少焊缝外黏附的多 余钎料。钎焊过程中要正确地控制工件的钎焊温度。钎焊温度 过高，会造成焊缝氧化和含锌钎料中锌元素的蒸发； 钎焊温度过低，焊缝会因钎料的流动性不好而偏厚，焊缝 内有大量的气孔和夹渣，这是造成脱焊的主要原因。钎焊温度 应比钎料熔点高3050，这时钎料的流动性、渗透性好， 易于渗透布满整个焊缝。钎料熔化后用紫铜加压棒将硬质合金 沿槽

14、窝往复移动23次，以排除焊缝中的熔渣。移动距离约 为硬质合金长度的1/3左右。 钎焊后的冷却速度是影响钎焊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YT60、YT30、YG3X等硬质合金钎焊 面积较大以及基体小而硬质合金较大的工件，更应注意钎焊后 的冷却速度。通常是将焊后工件立即插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。 有条件的可在钎焊后立即将工件放入220250的炉内回火 68h。采用低温回火处理能消除部分钎焊应力，减少裂纹和 延长硬质合金工具的使用寿命。 l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，即可清除焊缝四周黏附 的残余钎剂及氧化物等；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。 主要检查硬质合金与钢钎焊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，钎料未填满的焊缝不大于焊缝总长