Hàn thép công cụ và cacbua xi măng

1. Vật liệu hàn

(1) Thép công cụ hàn và cacbua xi măng thường sử dụng đồng nguyên chất, đồng kẽm và kim loại phụ hàn đồng bạc.Đồng nguyên chất có khả năng thấm ướt tốt đối với tất cả các loại cacbua xi măng, nhưng hiệu quả tốt nhất có thể đạt được bằng cách hàn trong môi trường khử hydro.Đồng thời do nhiệt độ hàn cao, ứng suất trong mối nối lớn dẫn đến xu hướng nứt gia tăng.Độ bền cắt của mối nối được hàn bằng đồng nguyên chất là khoảng 150MPa, và độ dẻo của mối nối cũng cao, nhưng nó không thích hợp cho công việc ở nhiệt độ cao.

Kim loại phụ kẽm đồng là kim loại phụ được sử dụng phổ biến nhất để hàn thép công cụ và cacbua xi măng.Để cải thiện tính thấm ướt của vật hàn và độ bền của mối nối, Mn, Ni, Fe và các nguyên tố hợp kim khác thường được thêm vào vật hàn.Ví dụ, w (MN) 4% được thêm vào b-cu58znmn để làm cho độ bền cắt của các mối nối hàn bằng cacbua xi măng đạt 300 ~ 320MPa ở nhiệt độ phòng;Nó vẫn có thể duy trì 220 ~ 240mpa ở 320 ℃.Thêm một lượng nhỏ CO trên cơ sở b-cu58znmn có thể làm cho độ bền cắt của mối nối hàn đạt 350Mpa, đồng thời có độ bền va đập và độ bền mỏi cao, cải thiện đáng kể tuổi thọ của dụng cụ cắt và dụng cụ khoan đá.

Điểm nóng chảy thấp hơn của kim loại hàn đồng bạc và ứng suất nhiệt nhỏ hơn của mối nối hàn có lợi để giảm xu hướng nứt của cacbua xi măng trong quá trình hàn.Để cải thiện tính thấm ướt của vật hàn và cải thiện độ bền và nhiệt độ làm việc của mối nối, Mn, Ni và các nguyên tố hợp kim khác thường được thêm vào vật hàn.Ví dụ, chất hàn b-ag50cuzncdni có khả năng thấm ướt tuyệt vời đối với cacbua liên kết và mối nối hàn có đặc tính toàn diện tốt.

Ngoài ba loại kim loại độn hàn trên, kim loại độn hàn dựa trên Mn và Ni, chẳng hạn như b-mn50nicucrco và b-ni75crsib, có thể được lựa chọn cho cacbua xi măng làm việc trên 500 ℃ và yêu cầu độ bền mối nối cao.Để hàn thép tốc độ cao, nên chọn kim loại độn hàn đặc biệt có nhiệt độ hàn phù hợp với nhiệt độ dập tắt.Kim loại độn này được chia thành hai loại: một là kim loại độn loại ferromangan, có thành phần chủ yếu là ferromangan và hàn the.Độ bền cắt của khớp hàn thường khoảng 100MPa, nhưng khớp dễ bị nứt;Một loại hợp kim đồng đặc biệt khác có chứa Ni, Fe, Mn và Si không dễ tạo ra các vết nứt trong các khớp hàn, và độ bền cắt của nó có thể tăng lên đến 300mpa.

(2) Việc lựa chọn thông lượng hàn và thông lượng hàn khí che chắn phải phù hợp với kim loại cơ bản và kim loại phụ được hàn.Khi hàn thép công cụ và cacbua xi măng, chất hàn được sử dụng chủ yếu là borax và axit boric, và một số florua (KF, NaF, CaF2, v.v.) được thêm vào.Các chất trợ dung Fb301, fb302 và fb105 được sử dụng cho thuốc hàn đồng kẽm, và chất trợ lượng fb101 ~ fb104 được sử dụng cho thuốc hàn đồng bạc.Borax thông lượng chủ yếu được sử dụng khi kim loại độn hàn đặc biệt được sử dụng để hàn thép tốc độ cao.

Để ngăn chặn quá trình oxy hóa thép dụng cụ trong quá trình gia nhiệt hàn và tránh làm sạch sau khi hàn, có thể sử dụng phương pháp hàn có che chắn khí.Khí bảo vệ có thể là khí trơ hoặc khí khử, và điểm sương của khí phải thấp hơn -40 ℃ Cacbua xi măng có thể được hàn dưới sự bảo vệ của hydro và điểm sương của hydro cần thiết phải thấp hơn -59 ℃.

2. Công nghệ hàn

Thép dụng cụ phải được làm sạch trước khi hàn, và bề mặt gia công không được quá nhẵn để tạo điều kiện thuận lợi cho việc làm ướt và lan rộng vật liệu và chất hàn.Bề mặt của cacbua xi măng phải được thổi cát trước khi hàn, hoặc đánh bóng bằng cacbua silic hoặc đá mài kim cương để loại bỏ cacbon quá mức trên bề mặt, để làm ướt bằng cách hàn kim loại phụ trong quá trình hàn.Xi măng cacbua có chứa titan cacbua khó bị ướt.Đồng oxit hoặc niken oxit được dán lên bề mặt của nó theo cách mới và được nung trong môi trường khử để làm cho đồng hoặc niken chuyển tiếp lên bề mặt, để tăng tính thấm ướt của chất hàn mạnh.

Tốt nhất nên hàn thép công cụ cacbon trước hoặc cùng lúc với quá trình tôi.Nếu hàn được thực hiện trước quá trình dập tắt, nhiệt độ rắn chắc của kim loại độn được sử dụng phải cao hơn phạm vi nhiệt độ dập tắt, để mối hàn vẫn có độ bền đủ cao khi gia nhiệt đến nhiệt độ dập tắt mà không bị hỏng.Khi kết hợp hàn và dập tắt, kim loại độn có nhiệt độ rắn gần với nhiệt độ dập tắt phải được chọn.

Thép công cụ hợp kim có nhiều loại thành phần.Kim loại hàn phù hợp, quá trình xử lý nhiệt và công nghệ kết hợp quá trình hàn và xử lý nhiệt phải được xác định theo loại thép cụ thể, để có được hiệu suất mối nối tốt.

Nhiệt độ dập tắt của thép tốc độ cao nói chung cao hơn nhiệt độ nóng chảy của bạc đồng và đồng kẽm hàn, vì vậy cần phải làm nguội trước khi hàn và hàn trong hoặc sau khi tôi luyện thứ cấp.Nếu yêu cầu dập tắt sau khi hàn, chỉ có thể sử dụng kim loại độn hàn đặc biệt nêu trên để hàn.Khi hàn các dụng cụ cắt thép tốc độ cao, thích hợp sử dụng lò luyện cốc.Khi kim loại hàn hàn nóng chảy, lấy dụng cụ cắt ra và tạo áp suất ngay lập tức, đùn kim loại hàn hàn dư thừa, sau đó thực hiện dập tắt dầu, sau đó ủ ở 550 ~ 570 ℃.

Khi hàn lưỡi cacbua xi măng với thanh công cụ thép, nên áp dụng phương pháp tăng khe hở hàn và áp dụng miếng đệm bù nhựa trong khe hàn và nên thực hiện làm nguội chậm sau khi hàn để giảm ứng suất hàn, ngăn ngừa vết nứt và kéo dài tuổi thọ của cụm công cụ cacbua xi măng.

Sau khi hàn sợi, cặn còn lại trên vật hàn phải được rửa sạch bằng nước nóng hoặc hỗn hợp loại bỏ xỉ thông thường, và sau đó ngâm bằng dung dịch tẩy rửa thích hợp để loại bỏ màng oxit trên thanh công cụ cơ bản.Tuy nhiên, hãy cẩn thận không sử dụng dung dịch axit nitric để ngăn chặn sự ăn mòn kim loại hàn.