[发明专利]硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金连接技术领域，更具体地说，是涉及一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法。 

背景技术

硬质合金的碳化物含量通常在70-97wt%之间，平均晶粒尺寸在0.2μm-20μm（市场产品）之间，其中WC-Co系硬质合金较为常见，常用于工具刃具、油气运输工装设备的制备等。通常以整体硬质合金、碳化钨涂层、厚板连接件、薄板连接件的形式应用；综合利用了硬质合金的强韧性、碳化物涂层的硬度、不锈钢/碳钢/因瓦合金等钢结构，可满足结构中某些部位耐高温、耐热、耐腐蚀等实际需求。为了满足实际工业需求，在连接硬质合金与钢的各种方法中，采用烧结方法是常见的解决方案，如Prakash K Mirchandani,Morris E Chandler,Eric W Olsen等发明的Cemented Carbide–Metallic Alloy(US20090293672A1,2009.12.3)。 

然而，烧结工艺对产品尺寸有一定的限制；对设备有严格的要求；而且在烧结件与基体之间的二次焊接过程中结合界面会出现裂纹。也就是说，虽然烧结方法可以较容易地解决硬质合金和钢的结合问题，但自动化程度低，限制了工业化生产，而且在烧结件与其他钢结构连接过程中也存在很大的裂纹倾向。 

为了解决这些问题，提出了很多实用技术，如A Costa,R M Miranda,L.Quintino提出了一种激光焊的自动化焊接技术：Materials Behavior in Laser Welding of Hardmetals to Steel,Materials and Manufacturing Processes,2006,21(5),459-465.利用激光焊方法用于硬质合金与钢的连接解决了硬质合金与钢的连接依赖炉中加热和尺寸的限制问题，使硬质合金和钢的连接生产进入到工业化自动化阶段 提供了可能，提出了从控制热输入和激光作用位置来控制焊缝质量的方法，有效地抑制界面反应、提高焊缝强度，但是，由于硬质合金与钢较大的热胀系数差异以及焊接过程没有一定的缓冲材料中间层，接头硬质合金一侧热影响区的碳化钨常发生大面积溶解，降低了硬质合金原有的性能。 

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法。 

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案： 

一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，该焊接方法的具体步骤为： 

A.表面处理步骤，即分别去除被焊材料的焊接面的表面油污和氧化膜层； 

其中，被焊材料为硬质合金以及钢，被焊材料的厚度相同； 

B.将硬质合金以及钢分别固定在机器人变位机的工作台上，硬质合金的焊接面与钢的焊接面之间的间隙在1mm以内； 

C.打开保护气体，调节保护气流量，气体流量为15-25L/每分钟，保护气体为氩气或氦气； 

D.将焊枪移动至被焊材料的焊接面上方开始自动焊接，焊接材料采用直径为1.2mm的纯镍焊丝； 

当所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且2mm≤x＜3mm时,硬质合金的焊接面以及钢的焊接面均不开坡口；或者硬质合金的焊接面开20°至40°坡口，钢的焊接面不开坡口；所述焊接电流为90-120A，焊接电压为18-20V，焊接速度为40-45cm/每分钟，焊丝的送丝速度为2-2.5m/每分钟； 

或者，所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且3mm≤x＜5mm时,所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40°；所述焊接电流为120-160A，焊接电压为20-24V，焊接速度为35-40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0-3.7m/ 每分钟。 

又或者，所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且5mm≤x≤6mm时,所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40°；所述焊接电流为120-180A，焊接电压为22-24V，焊接速度为35-40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0-3.7m/每分钟。 

E.焊接结束后，进行焊后检验。 

所述步骤A进一步包括以下步骤；在被焊材料的焊接面的表面去除油污和氧化膜层后，将预制纳米镍粉中间层涂在焊接面上。 

所述硬质合金为WC-Co系硬质合金，粘结相为钴，硬质相为微米级碳化钨，碳化钨的成分范围为70-97wt%。 

所述硬质合金其成分为碳化钨92wt%、钴8wt%。