激光焊接过渡层材料对焊缝影响-星鸿艺激光焊接机

激光焊接过渡层材料对焊缝影响

发布时间：2016-04-25

激光焊接金刚石锯片刀头过渡层材料对焊缝强度、外观、性能均有很大影响，过渡层中不能含有低熔点金属，如锡等元素，因为该类元素易于蒸发与汽化而产生气孔。过渡层配方可选用单元素Co、Ni，双元素FeCo、FeNi、CoNi、FeCu等，也可选用FeCoNi三种组分构成。Co的性能好，烧结温度宽（750～980℃），密度可达8. 6～8. 69 g／cm3，硬度为HRB104～108，平均抗弯强度可达40N.m。Ni的韧性好，烧结温度在860～1020℃时，密度可达8.55—8.65 g／cm3，硬度为HRB97～102。FeCo组分的烧结温度宽达760～960℃，密度为7.84～7.9 g／cm3，硬度为HRB94～97，平均抗弯强度为39N．m。而CoNi的烧结温度高达l 040～1 200℃，密度高达9. 32～9.44 g／cm3，硬度为HRB107～108，平均抗弯强度为43N．m3。
实践证明：钴粉有很好的焊接性，但由于价格昂贵，所以，一般选用特殊的钴混合物。在试验中还发现，WC虽能增加焊缝和过渡层的耐磨性，但含量过高会导致空洞及夹渲等焊接缺陷，严重时还会引起脆断。为解决过渡层较金刚石层易磨损、在切削过程中常先断裂的矛盾，在过渡层材料中加入少量的Mn和Cr，不仅能产生固溶强化，增加耐磨性，而且能减少气孔。此外，切削层和过渡层的成分如果差别太大，则在两层交接处由于受热受力的不均匀而易于断裂。因此，JJ头成分不仅要顾及焊接性能，而且还要照顾金刚石层的切削性能以及与金刚石能良好结合。

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

    文献以Φ230 mm金刚石圆锯片为例，研究了Fe、Co、Ni基合金三种过渡层材料与焊缝强度之间的关系。基体厚度为1.8 mm，刀头厚度为2.5 mm，高度为8mm，长度39 mm，表为Fe基、Co基、Ni基过渡层焊后的焊缝强度试验结果。激光焊接机焊接条件如下：激光功率880 W，焊接速度25 mm/s，离焦量-0.2mm，双面焊接。共检测了10个试样，断裂几乎都发生在刀头，极少数发生在焊缝处。
表几种过渡层材料焊缝强度的比较    单位；N／mm2
   由表可见，Co基合金材料有最好的焊缝强度，平均达1 000 N／mm2以上，最高可达1 300 N／mm2以上。Fe基、Ni基合金材料虽不及Co基合金材料，只要合理选择合金元素，亦能有较高的焊接强度，这为降低成本和解决结合强度低两者之间的矛盾提供了很好的解决途径。表中所示强度分布的不均匀性，估计与焊缝中气孔的分布形态和数量有关。

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