[發明專利]一種YG8硬質合金與40Cr結構鋼的焊接方法

有效

• 申請號: 201811454321.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109551102B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 周躍宏
• 申請（專利權）人: 重慶英杰貝爾機械制造有限公司
• 主分類號: B23K20/24
• 分類號: B23K20/24;B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 重慶智慧之源知識產權代理事務所(普通合伙) 50234
• 代理人: 孫方

針對YG8硬質合金與40Cr結構鋼這兩種材料物理、化學性能差異大，焊接性很差，極易產生淬硬組織和裂紋等問題，本發明提供一種YG8硬質合金與40Cr結構鋼的焊接方法，所述焊接方法運用了慣性摩擦焊技術，包括以下步驟：準備階段，將需要焊接的40Cr結構鋼、過渡層金屬進行預處理；焊接階段，將過渡層金屬材料放置于焊接面的所述臺階孔中，移動滑臺，使YG8硬質合金與40Cr結構鋼焊接面接觸，啟動焊接程序；除應力階段，將焊接好的產品放入所述加熱爐中，隨爐升溫至500℃并保溫3～6h，然后隨爐冷卻至≤150℃后出爐空冷。本發明運用了慣性摩擦焊技術，焊接瞬時溫升快、焊接時間短、熱影響區窄且組織無明顯粗化，很大程度地避免了接頭組織的惡化，以及脆性相的產生。

技術領域

本發明涉及慣性摩擦焊焊接技術領域，具體涉及一種YG8硬質合金與40Cr結構鋼的焊接方法。

背景技術

YG8硬質合金材料常常要焊接到40Cr結構鋼上使用，YG8硬質合金主要成分為碳化鎢顆粒，加入8％的鈷作為粘結劑，其密度為14.5g/cm³，硬度為HRC79，線膨脹系數是40Cr結構鋼的1/3。由于這兩種材料物理、化學性能差異大，所以焊接性很差，極易產生淬硬組織和裂紋。傳統的焊接方式一般采用釬焊，在釬焊后的冷卻過程中會產生很大應力，易使硬質合金產生裂紋，能耗高、污染大、效率低，質量穩定性不高。現在硬質合金應用于許多新興技術開發市場，工況嚴苛，焊接接頭要求較高的強度和其它物理性能，所以，為這兩種材料尋求一種更為合理的，質量更為可靠的連接方式，成為業界難題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點和不足，提供一種YG8硬質合金與40Cr結構鋼的焊接方法，本發明解決其技術問題是采用以下技術方案實現的：

一種YG8硬質合金與40Cr結構鋼的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括以下步驟：

準備階段：將需要焊接的40Cr結構鋼、中間過渡層金屬進行預處理，使所述40Cr結構鋼的焊接面形成臺階孔，待慣性摩擦焊設備的液壓系統油溫升至25～45℃；將40Cr結構鋼放置加熱爐中預熱至300℃，保溫30～50min；

焊接階段：將中間過渡層金屬材料放置于40Cr結構鋼焊接面的所述臺階孔中，將YG8硬質合金與40Cr結構鋼分別用所述旋轉夾具或移動夾具固定，移動滑臺，使YG8硬質合金與40Cr結構鋼焊接面自找正，確定位移浮動原點位置后，使YG8硬質合金與40Cr結構鋼焊接面接觸，啟動焊接程序；

除應力階段：將焊接好的產品放入所述加熱爐中，隨爐升溫至500℃并保溫3～6h，然后隨爐冷卻至≤150℃后出爐空冷。

進一步的，準備階段中對40Cr結構鋼、中間過渡層金屬進行所述預處理過程為：對40Cr結構鋼、中間過渡層金屬進行加工，所述中間過渡層金屬材料面積等于所述臺階孔的面積，對YG8硬質合金進行表面探傷。

進一步的，所述臺階孔的底部設置多個均勻分布的小孔。

進一步的，多個所述小孔在所述臺階孔底部呈環形均勻排列。

進一步的，YG8硬質合金的直徑為24mm時，所述焊接階段中焊接程序步驟：當所述旋轉夾具和飛輪轉速達到1600～2000r/min后，YG8硬質合金與40Cr結構鋼接觸，預摩擦開始；待轉速降至1000～1200r/min，開始摩擦；轉速降至600～1000r/min，頂鍛開始；頂鍛結束后，保壓20s。

進一步的，上述所述焊接程序中預摩擦階段壓力為55～70MPa，摩擦階段壓力為80～100MPa，頂鍛階段壓力為160～200MPa。

進一步的，上述焊接階段中焊接程序的主要參數為：

預摩擦轉速：1650～1900r/min，

預摩擦階段壓力為58～65MPa，