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激光焊接過(guò)渡層材料對(duì)焊縫影響

發(fā)布時(shí)間：2016-04-25 | 來(lái)源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營(yíng)部 | 分享：

激光焊接金剛石鋸片刀頭過(guò)渡層材料對(duì)焊縫強(qiáng)度、外觀、性能均有很大影響，過(guò)渡層中不能含有低熔點(diǎn)金屬，如錫等元素，因?yàn)樵擃愒匾子谡舭l(fā)與汽化而產(chǎn)生氣孔。過(guò)渡層配方可選用單元素Co、Ni，雙元素FeCo、FeNi、CoNi、FeCu等，也可選用FeCoNi三種組分構(gòu)成。Co的性能好，燒結(jié)溫度寬（750～980℃），密度可達(dá)8. 6～8. 69 g／cm3，硬度為HRB104～108，平均抗彎強(qiáng)度可達(dá)40N.m。Ni的韌性好，燒結(jié)溫度在860～1020℃時(shí)，密度可達(dá)8.55—8.65 g／cm3，硬度為HRB97～102。FeCo組分的燒結(jié)溫度寬達(dá)760～960℃，密度為7.84～7.9 g／cm3，硬度為HRB94～97，平均抗彎強(qiáng)度為39N．m。而CoNi的燒結(jié)溫度高達(dá)l 040～1 200℃，密度高達(dá)9. 32～9.44 g／cm3，硬度為HRB107～108，平均抗彎強(qiáng)度為43N．m3。
實(shí)踐證明：鈷粉有很好的焊接性，但由于價(jià)格昂貴，所以，一般選用特殊的鈷混合物。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，WC雖能增加焊縫和過(guò)渡層的耐磨性，但含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致空洞及夾渲等焊接缺陷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起脆斷。為解決過(guò)渡層較金剛石層易磨損、在切削過(guò)程中常先斷裂的矛盾，在過(guò)渡層材料中加入少量的Mn和Cr，不僅能產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，增加耐磨性，而且能減少氣孔。此外，切削層和過(guò)渡層的成分如果差別太大，則在兩層交接處由于受熱受力的不均勻而易于斷裂。因此，JJ頭成分不僅要顧及焊接性能，而且還要照顧金剛石層的切削性能以及與金剛石能良好結(jié)合。

材料	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均
Co基	1078	1303	830	1009	993	852	955	1030	1020	980	1005
Fe基	839	803	617	779	856	689	953	827	902	745	801
Ni基	666	599	756	668	566	716	784	813	656	696	693

    文獻(xiàn)以Φ230 mm金剛石圓鋸片為例，研究了Fe、Co、Ni基合金三種過(guò)渡層材料與焊縫強(qiáng)度之間的關(guān)系。基體厚度為1.8 mm，刀頭厚度為2.5 mm，高度為8mm，長(zhǎng)度39 mm，表為Fe基、Co基、Ni基過(guò)渡層焊后的焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。激光焊接機(jī)焊接條件如下：激光功率880 W，焊接速度25 mm/s，離焦量-0.2mm，雙面焊接。共檢測(cè)了10個(gè)試樣，斷裂幾乎都發(fā)生在刀頭，極少數(shù)發(fā)生在焊縫處。
表幾種過(guò)渡層材料焊縫強(qiáng)度的比較    單位；N／mm2
   由表可見(jiàn)，Co基合金材料有最好的焊縫強(qiáng)度，平均達(dá)1 000 N／mm2以上，最高可達(dá)1 300 N／mm2以上。Fe基、Ni基合金材料雖不及Co基合金材料，只要合理選擇合金元素，亦能有較高的焊接強(qiáng)度，這為降低成本和解決結(jié)合強(qiáng)度低兩者之間的矛盾提供了很好的解決途徑。表中所示強(qiáng)度分布的不均勻性，估計(jì)與焊縫中氣孔的分布形態(tài)和數(shù)量有關(guān)。

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