[发明专利]使用激光加热连接超长硬质合金的焊接方法

摘要

本发明涉及的是使用激光加热连接超长硬质合金的焊接方法，这种使用激光加热连接超长硬质合金的焊接方法如下一、选取200目合金粉末和20~30目化合物粉末作为填充金属，合金粉末包括Cu粉末、Zn粉末、Ni粉末、Co粉末、Cr粉末、B粉末、Fe粉末、W粉末，化合物粉末为WC颗粒，WC颗粒的质量分数为0.1％~10％；二、将球磨球、WC颗粒和合金粉末一起放入球磨机中，混合均匀；三、将硬质合金焊接面切出约1~5°倾角的坡口；四、将硬质合金焊接面经打磨清洗干燥后，进行喷砂、喷涂；五、对0.1~0.2mm厚的Ni片和Co片打磨清洗，按照Ni/Co/Ni的顺序叠合组装，形成中间层；六、将喷涂完的硬质合金进行装夹，并将中间层固定在两个硬质合金中间，随后进行激光加热。本发明可以显著降低硬质合金与硬质合金焊接接头的残余应力，焊缝强度高。

主权项

一种使用激光加热连接超长硬质合金的焊接方法，其特征在于：这种使用激光加热连接超长硬质合金的焊接方法如下：一、填充材料配制：按质量分数选取200目合金粉末和20~30目化合物粉末作为填充金属，合金粉末包括Cu粉末、Zn粉末、Ni粉末、Co粉末、Cr粉末、B粉末、Fe粉末、W粉末，化合物粉末为WC颗粒，以合金粉末和WC颗粒的总质量计，WC颗粒的质量分数为0.1％~10％；所述的合金粉末的组成为：以合金粉末和WC颗粒的总质量计，合金粉末由按质量分数为10％~60％Cu粉末、10％~40％Zn粉末、1％~70％Ni粉末、1％~10％Co粉末、1％~10％Cr粉末、0.1％~10％B粉末、0.1％~10％Fe粉末、1％~20％W粉末组成；二、填充材料合金化：将球磨球、步骤一中称取的WC颗粒和步骤一中称取的合金粉末一起放入行星球磨机中，把填充材料粉与WC颗粒混合均匀，球磨球直径为2~10mm，球料质量比为9:1~14:1，行星球磨机抽真空后充入氩气，然后以转速为50~400r/min间歇式球磨4~22h，球磨机每6~11min转换一次转动方向，每球磨2~5h停歇0.6~1.1h；三、硬质合金加工：硬质合金准备时，用线切割先将硬质合金焊接面切出1~5°倾角的坡口，并打磨去除加工痕迹；四、表面复合化：将步骤三处理后的硬质合金焊接面经用砂纸打磨、用丙酮清洗、干燥后，使用24目棕刚玉砂进行喷砂处理；接着进行喷涂，喷涂材料粉末形貌呈球形或近球形，粒径范围为44~105μm，喷涂工艺参数为：电压30~60V，电流200~500A，氩气流量30~45L/min，送粉量1~2.5kg/h，喷涂距离80~120mm，喷涂层厚度200~900μm；喷涂后在保温炉中进行热处理，其中热处理参数为：200~700℃保温0.6~1h，空冷；所述的喷涂材料由按质量分数为：15％~20％Cr、3.0％~4.5％B、3.5％~5.5％Si、0.5％~1.1％C、0.5％~5.0％Fe、余量的Ni组成；五、中间层制备：采用砂纸对0.1~0.2mm厚的Ni片和Co片进行打磨，并清洗干燥后，按照Ni/Co/Ni的顺序进行叠合组装，形成三明治形式的中间层；六、焊接过程：将步骤四喷涂完的硬质合金进行装夹，并将步骤五制备的中间层固定在两个硬质合金中间，随后进行激光加热，其中填充材料要进行干燥，然后通过摆针刮吸式送粉器和四孔式同轴送粉喷嘴实现同轴送填充材料，激光焊接工艺为：激光功率为3~6kW，光斑直径1~1.5mm，离焦量为1~8mm，焊接速率为10~25mm/s，保护气体为氦气，气体流量为32L/min。