[发明专利]一种YG8硬质合金与40Cr结构钢的焊接方法

说明书

针对YG8硬质合金与40Cr结构钢这两种材料物理、化学性能差异大，焊接性很差，极易产生淬硬组织和裂纹等问题，本发明提供一种YG8硬质合金与40Cr结构钢的焊接方法，所述焊接方法运用了惯性摩擦焊技术，包括以下步骤：准备阶段，将需要焊接的40Cr结构钢、过渡层金属进行预处理；焊接阶段，将过渡层金属材料放置于焊接面的所述台阶孔中，移动滑台，使YG8硬质合金与40Cr结构钢焊接面接触，启动焊接程序；除应力阶段，将焊接好的产品放入所述加热炉中，随炉升温至500℃并保温3～6h，然后随炉冷却至≤150℃后出炉空冷。本发明运用了惯性摩擦焊技术，焊接瞬时温升快、焊接时间短、热影响区窄且组织无明显粗化，很大程度地避免了接头组织的恶化，以及脆性相的产生。

技术领域

本发明涉及惯性摩擦焊焊接技术领域，具体涉及一种YG8硬质合金与40Cr结构钢的焊接方法。

背景技术

YG8硬质合金材料常常要焊接到40Cr结构钢上使用，YG8硬质合金主要成分为碳化钨颗粒，加入8％的钴作为粘结剂，其密度为14.5g/cm³，硬度为HRC79，线膨胀系数是40Cr结构钢的1/3。由于这两种材料物理、化学性能差异大，所以焊接性很差，极易产生淬硬组织和裂纹。传统的焊接方式一般采用钎焊，在钎焊后的冷却过程中会产生很大应力，易使硬质合金产生裂纹，能耗高、污染大、效率低，质量稳定性不高。现在硬质合金应用于许多新兴技术开发市场，工况严苛，焊接接头要求较高的强度和其它物理性能，所以，为这两种材料寻求一种更为合理的，质量更为可靠的连接方式，成为业界难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点和不足，提供一种YG8硬质合金与40Cr结构钢的焊接方法，本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：

一种YG8硬质合金与40Cr结构钢的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括以下步骤：

准备阶段：将需要焊接的40Cr结构钢、中间过渡层金属进行预处理，使所述40Cr结构钢的焊接面形成台阶孔，待惯性摩擦焊设备的液压系统油温升至25～45℃；将40Cr结构钢放置加热炉中预热至300℃，保温30～50min；

焊接阶段：将中间过渡层金属材料放置于40Cr结构钢焊接面的所述台阶孔中，将YG8硬质合金与40Cr结构钢分别用所述旋转夹具或移动夹具固定，移动滑台，使YG8硬质合金与40Cr结构钢焊接面自找正，确定位移浮动原点位置后，使YG8硬质合金与40Cr结构钢焊接面接触，启动焊接程序；

除应力阶段：将焊接好的产品放入所述加热炉中，随炉升温至500℃并保温3～6h，然后随炉冷却至≤150℃后出炉空冷。

进一步的，准备阶段中对40Cr结构钢、中间过渡层金属进行所述预处理过程为：对40Cr结构钢、中间过渡层金属进行加工，所述中间过渡层金属材料面积等于所述台阶孔的面积，对YG8硬质合金进行表面探伤。

进一步的，所述台阶孔的底部设置多个均匀分布的小孔。

进一步的，多个所述小孔在所述台阶孔底部呈环形均匀排列。

进一步的，YG8硬质合金的直径为24mm时，所述焊接阶段中焊接程序步骤：当所述旋转夹具和飞轮转速达到1600～2000r/min后，YG8硬质合金与40Cr结构钢接触，预摩擦开始；待转速降至1000～1200r/min，开始摩擦；转速降至600～1000r/min，顶锻开始；顶锻结束后，保压20s。

进一步的，上述所述焊接程序中预摩擦阶段压力为55～70MPa，摩擦阶段压力为80～100MPa，顶锻阶段压力为160～200MPa。

进一步的，上述焊接阶段中焊接程序的主要参数为：

预摩擦转速：1650～1900r/min，

预摩擦阶段压力为58～65MPa，