硬质合金钢制件与４５钢制件的焊接方法技术

本发明专利技术所公开的是一种硬质合金钢制件与４５钢制件的焊接方法，以其焊前预处理是在碱洗除油、脱脂和酸洗活化处理后，在硬质合金钢制件焊接面镀上一层Ａｇ－Ｃｕ－Ｚｎ－Ｓｎ钎料；而两者的焊接，是在氩气保护条件下，经电感应加热至６００～９００°，保温０～２０ｓ实施焊接的，且焊后实现缓慢冷却为主要特征。具有工艺性能良好，表面不会产生氧化，焊接质量可靠等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于金属焊接技术。
技术介绍
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好以及耐热、耐腐蚀等优良性能，特别 是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的温度条件下也基本保持不变，在1000°C时仍有很 高的硬度，而被广泛用于刀具、量具、模具和采掘工具等领域。但硬质合金是以高硬度难熔 金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴(Co)、镍(Ni)等为粘结剂，它与45钢 虽然可以焊接，但焊接时容易出现裂纹或虚焊等现象。目前，硬质合金与45钢常用的焊接 方法有氧_乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、等离子弧焊和电子束焊等。 然而硬质合金与45钢焊接时，由于硬质合金的线膨胀系数(4. 1 7. OX 10_6/°C )与45钢 的线膨胀系数(14. 67 11. 59 X 10_6/°C )相比差别很大，硬质合金的线膨胀系数只有45钢 的线膨胀系数的1/3 1/2左右。加热时硬质合金和45钢都自由膨胀，但冷却时45钢的收 缩量比硬质合金大得多，此时焊缝45钢处于受压状态，而硬质合金表面处于受拉状态，这 使得硬质合金的表面及焊缝处可能产生微裂纹。此外，硬质合金在空气中加热至800°C时， 硬质合金表面易氧化，生成疏松的氧化物层，同时伴随有脱碳现象。当加热至950 1100°C 时，硬质合金表面层会发生急剧的氧化，而氧化层的存在，易产生虚焊等问题。因而提供一 种能够避免上述问题产生的硬质合金钢与45钢的焊接方法，便成为业内人士的期待。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种工艺性能良好，在焊接过程中焊接件不会产生表面氧化，焊 接质量可靠的硬质合金钢制件与45钢制件的焊接法，以满足硬质合金钢制件与45钢制件 结构连接的需要。本专利技术实现其目的的技术方案是一种，分别对焊接工件硬质合金钢制件 和45钢制件表面的焊前预处理，硬质合金钢制件与45钢制件焊接，和焊接工件冷却处理， 其创新点在于，a、所述焊前预处理是，先采用碱洗液除油脱脂，酸洗液表面活化，然后在活化后的 硬质合金钢制件的焊接部位表面电沉积一层银_铜-锌_锡合金钎料；再用纯净水洗净、吹 风吹干后，用金属箔纸包裹备用；b、所述硬质合金钢制件与45钢制件的焊接，是将焊接工件45钢制件与经a步 骤表面镀有所述合金钎料的硬质合金钢制件加上钎剂，按对接要求定位后，放置在密封焊 接装置内，在惰性气体保护条件下，用固态感应加热装置，将所述焊接工件加热至600 9000C，保温0 20s，实施焊接工件的焊接；C、所述焊接工件冷却处理是缓慢冷却处理，先将焊后工件空冷10 IOOs后，再放 进水中冷却3 30s。由以上所提供的技术方案可以明了，本专利技术由于首先在硬质合金钢制件的焊接部 位表面镀上一层银_铜-锌_锡合金钎料，然后在与45钢的焊接部位对接定位后，在密封 的焊接装置中，在氩气保护条件下，经电感应加热，令所述钎料熔融而实现两者的焊接，且 其焊后的冷却采取两种介质的缓慢冷却，从而避免了工件表面的氧化和焊缝产生微裂纹等 问题，从而保证了焊接质量，实现了本专利技术的目的。 在上述技术方案中，本专利技术主张，所述除油脱脂碱洗液的组分及各组分的单位体 积的重量含量是，氢氧化钠15 40g/L，碳酸钠5 30g/L，OP乳化剂1 5滴(合0. 05 0. 2mL)；除油脱脂时间为5 15min。但不局限于此。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述表面酸洗活化液的组分及各组分的重量百 分含量是，硫酸3 15%，盐酸1 20% ；酸洗活化时间为3 15min。但不局限于此。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述硬质合金钢制件表面电沉积的 银-铜-锌-锡合金钎料各组分的重量百分含量是，银45 55 %，铜25 35 %，锌10 20%，锡0 10%。其中银的含量，在所承受的载荷，传递的力矩等较小工况下的焊接件，可 以通过试验，而适当减量，以降低其制备成本。上述技术方案得以实施后，本专利技术所具有的工艺性能良好，焊接过程工件不会产 生表面氧化，焊接质量可靠等特点，是显而易见的。附图说明图1是本专利技术一种具体实施方式的工艺流程图。 具体实施例方式参读附图1。一种，其具体实施方式依次 按以下步骤进行步骤一对硬质合金钢制件和45钢制件表面采用15 40g/L NaOH，5 30g/L Na2CO3,1 5滴0P-10乳化剂碱洗液除油、脱脂5 15min，再采用3% 15% H2SO4, 20% HCL酸洗活化液活化3 13min。步骤二 对活化后的硬质合金钢表面采用电沉积法沉积一层银_铜-锌-锡合 金纤料，钎料的成分重量百分含量为银45% 55%，铜25% 35%，锌10% 20%，锡 0% 10% ；步骤三表面处理后的硬质合金钢用蒸馏水洗净，吹风机吹干，用锡纸包好以防灰 尘等杂物的附着。步骤四加常用钎剂于硬质合金钢和45钢需焊合处，将工件放入密封的焊接装 置内，对焊接装置通99. 99 %氩气保护0 20s，再采用固态感应加热设备加热至600 900°C，保温 0 20s。步骤五焊接后的工件采用先空冷10 100s，再放入城市公共自来水中水冷3 30s的缓冷方式，避免裂纹和残余应力的产生。实施例1、对硬质合金钢制件和45钢制件采用30g/L NaOH, 20g/L Na2CO3,1 2滴0P-10乳 化剂碱洗液除油、脱脂5 15min，再采用6. 5% H2SO4,8% HCL配制成的酸洗活化液对硬质合金钢制件表面进行活化处理lOmin，用蒸馏水清洗晾干备用。再对活化后的硬质合金钢 制件焊接部位表面，采用电沉积法沉积一层银_铜-锌_锡合金钎料，其组分重量百分含量 为银50%，铜30%，锌15%，锡5%。表面处理后的硬质合金钢制件用蒸馏水洗净，吹风机 吹干，用锡纸包好以防灰尘等杂物的附着。再加钎剂于硬质合金钢制件和45钢制件的焊合 处，将工件放入密封焊接装置内，对焊接装置通99. 99 %氩气保护3s，采用固态感应加热设 备(高频电感应加热器)加热至800°C，保温8s，焊接后的工件空冷30s，再放入城市公共自 来水中水冷3s。焊接后的工件焊缝熔合良好，无裂纹和残余应力等缺陷，满足了某些领域特定的 使用要求。本专利技术小试效果是十分令人满意的。权利要求一种，分别对焊接工件硬质合金钢制件和45钢制件表面的焊前预处理，硬质合金钢制件与45钢制件焊接，和焊接工件冷却处理，其特征在于，a、所述焊前预处理是，先采用碱洗液除油脱脂，酸洗液表面活化，然后在活化后的硬质合金钢制件的焊接部位表面电沉积一层银-铜-锌-锡合金钎料；再用纯净水洗净、吹风吹干后，用金属箔纸包裹备用；b、所述硬质合金钢制件与45钢制件的焊接，是将焊接工件45钢制件与经a步骤表面镀有所述合金钎料的硬质合金钢制件加上钎剂，按对接要求定位后，放置在密封焊接装置内，在惰性气体保护条件下，用固态感应加热装置，将所述焊接工件加热至600～900℃，保温0～20s，实施焊接工件的焊接；c、所述焊接工件冷却处理是缓慢冷却处理，先将焊后工件空冷10～100s后，再放进水中冷却3～30s。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述 除油脱脂碱洗液的组分及各组分的单位体积的重量含量是，氢氧化钠15 40g/L，碳酸钠 5 30g/L, OP乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质合金钢制件与４５钢制件的焊接方法，分别对焊接工件硬质合金钢制件和４５钢制件表面的焊前预处理，硬质合金钢制件与４５钢制件焊接，和焊接工件冷却处理，其特征在于，ａ、所述焊前预处理是，先采用碱洗液除油脱脂，酸洗液表面活化，然后在活化后的硬质合金钢制件的焊接部位表面电沉积一层银－铜－锌－锡合金钎料；再用纯净水洗净、吹风吹干后，用金属箔纸包裹备用；ｂ、所述硬质合金钢制件与４５钢制件的焊接，是将焊接工件４５钢制件与经ａ步骤表面镀有所述合金钎料的硬质合金钢制件加上钎剂，按对接要求定位后，放置在密封焊接装置内，在惰性气体保护条件下，用固态感应加热装置，将所述焊接工件加热至６００～９００℃，保温０～２０ｓ，实施焊接工件的焊接；ｃ、所述焊接工件冷却处理是缓慢冷却处理，先将焊后工件空冷１０～１００ｓ后，再放进水中冷却３～３０ｓ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包晔峰，杨华山，蒋永锋，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]