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256彩票焊接机应用于模具修复

2016-12-28 返回列表
选用激光熔焊对有裂纹和磨损的A-MAX钢压铸模具进行模具修正与维护,并对修正后的模具进行微观安排、拉伸功能和疲惫功能的剖析。成果表明,激光熔焊接头焊缝区存在细微的板条状马氏体以及一些沿晶界散布的白色铁素体安排,接头热影响区安排为铁素体和珠光体。通过激光熔焊的模具的抗拉强度和伸长率到达全新A-MAX模具的93.95%和88.92%,并且修正后模具的疲惫寿命也得到显着改进,与全新模具的疲惫循环次数在同一个数量级。

  模具制造跟着工业技能的飞速发展而不断拓展,已在现代制造加工业特别是精密制造领域中获得广泛的使用,能有用地进步资料的利用率和延伸商品的使用寿命。跟着压铸职业的飞速发展,对压铸模具的归纳力学功能及使用寿命等提出更高请求,一起因为压铸模具的本钱较高,模具在长期使用条件下因为高速、高压、冷热交替或交变载荷的工作环境致使模具外表或内部呈现腐蚀、磨损或裂纹致使模具功能下降,甚至会致使模具失效。模具的制造触及原料的挑选、杂乱的精密加工和有关的热处理准则,其制造本钱高且周期长。因而,为防止模具因为呈现裂纹或磨损等失效形式而影响出产,而选用模具修补焊接技能,该技能是一种解决模具外表失效的直接而有用的办法。激光熔焊技能作为一种高功率密度、能量会集、对焊材丢失小,且便于完成自动化的高效精密焊接,可完成大熔深、低剩余应力与变形的构件焊接,因而激光修补模具焊接技能因为其本钱低、周期短、修正作用好而成为一项常用的模具修补焊接技能,克服了冷焊和氩弧焊在修正模具精密外表上存在的缺乏。

  1实验条件与设备

  1.1实验条件

  研讨对象为有裂纹的发动机缸体压铸模具。模具原料为A-MAX钢,选用真空电渣重熔技术精炼,淬透性好,使用寿命为SKD61钢的3-5倍,裂纹深度比SKD61钢浅40%。该钢具有优良的抗龟裂功能、高温耐性、高温强度、耐火功能和耐高温强度的功能,用于各类大型、杂乱的压铸模具。模具几许尺度为200mm×120mm×10mm,化学成分见表1。

  实验进程中,选用丙酮或无水乙醇替代工业清洁剂用于焊前的外表清洁,要重复清洁,才干满足焊接请求,因为清洁不完全或二次污染带来的疑问最终会致使修正质量大大下降。

  1.2实验设备

  激光熔焊设备选用SLC数控激光多功能加工机,功率为5KW,波长为10.6μm,最小光斑直径为0.12mm,焊接速度为1m/min,维护气体为氩气。

  1.3测验办法

  选用HY-932型拉伸实验机进行拉伸功能测验,按GB/T228-2002规范,拉伸试样总长度为200mm、段长度为95mm、圆弧半径为20mm,测验温度为常温。

  用QBG-25型高频疲惫实验机测验接头的疲惫功能,疲惫试件依照国标GB/T2015111-1994制造,循环应力的应力比为0.1,频率为100Hz。为了削减实验误差,每种试样进行2个平行样的实验。

  2实验成果与剖析

  2.1微观安排剖析

图1激光焊接修正后A-MAX钢模具的显微安排

  从图1能够看出,焊缝基地方位在南北极间薄板相接处。母材为奥氏体与铁素体,焊缝中心为细晶安排,而熔合区的为柱状晶,因为激光熔焊具有很高的峰值温度,较快焊接速度和冷却速率等特色,使得A-MAX钢模具的激光焊热影响区很小,但仍能够看到在模具修正处接头的热影响区微观安排为白色的铁素体和黑色的珠光体安排。由图1b能够看出,A-MAX钢的焊缝区安排是较为细微淬火安排,一起还可观察到有细微的板条状马氏体以及一些沿晶界散布的白色铁素体安排。别的,A-MAX钢焊缝处存在少数的细微分出物,这有利于进步A-MAX钢模具修正处的强度。因为在激光焊接进程中,激光束的能量密度会集,并且激光的焊接速率相对较快,致使接头熔融区的液态金属将以较快的冷却速率凝结,这就相当于焊缝区安排阅历了一次迅速淬火进程,得到了强度、硬度和塑性功能较好的板条状马氏体安排。

  2.2拉伸功能剖析

图2拉伸实验后的修正模具与全新模具试样状态图

  图2为修正后模具与全新模具拉伸后试样状态图。由图2可看出,修正后模具的拉伸断口呈现在熔合区邻近,全新模具的拉伸断口呈现在母材别的方位。

图3常温下拉伸应力-应变曲线

  图3为常温下修正后模具与全新模具的拉伸应力-应变曲线。能够看出,拉伸试样的变形跟着拉伸应力的添加而添加,但并不成线性关系;当拉伸应力在690MPa以下时,A-MAX钢的应变较为显着,当拉伸应力在750MPa以上变化时拉伸应力与应变呈近似线性关系。

图4试样的拉伸实验成果比照

  图4为修正模具与全新模具的抗拉强度与伸长率的比照成果。其间,全新A-MAX模具的抗拉强度为843MPa,伸长率为9.419%;修正后A-MAX模具的抗拉强度为792MPa,伸长率为8.375%,修正后模具的抗拉强度到达全新A-MAX模具的93.95%,伸长率也到达了全新模具的88.92%。由此能够看出,通过激光熔焊修正后热作模具的焊接接头的抗拉强度和伸长率都非常挨近全新的A-MAX模具,具有较佳的力学功能。致使模具修正处的焊缝强度挨近A-MAX钢母材的原因在于,模具修正处是激光熔焊中能量与温度最高的区域,致使该焊缝区域在熔深方向上的焊接温度均大于钢的Ac3线温度,而且A-MAX钢调质态的成分呈较为均匀散布。这么在较高温度条件下碳和别的合金元素可充沛分散,简单取得安排成分均匀的奥氏体安排构造。加之激光熔焊速率较快,随后焊缝区熔融金属会以较快速率急速冷却下来,终究构成规矩摆放的贫碳细板条马氏体和少量剩余铁素体安排,且经激光熔焊后,焊接接头取得的板条状马氏体安排更为细密。

  2.3疲惫功能剖析

图5试样疲惫实验成果

  图5是在QBG-25型高频疲惫实验机测验的两种试样的疲惫实验成果。其间试样1与试样2为修正后模具的疲惫试样,试样3与试样4为全新模具的疲惫试样。能够看出,试样3的疲惫循环次数最大,取两次测验的均值为20619次;修正后A-MAX模具的试样1与试样2的疲惫循环次数均值为17322次,约为全新模具的83.69%。由此能够看出,对行将报废的模具采用激光修正焊接后其高频疲惫寿数得到提高,挨近全新A-MAX模具,并与全新模具的疲惫循环次数已经在同一个数量级。

  3定论

  (1)A-MAX钢模具修正处的接头焊缝区存在细微的板条状马氏体以及一些沿晶界散布的铁素体安排,接头热影响区微观安排特征为铁素体和珠光体安排。

  (2)通过激光熔焊修正的热作模具的抗拉强度和伸长率到达全新A-MAX模具的93.95%和89.92%,修正后模具的力学功能挨近全新的A-MAX模具的功能。

  (3)通过激光熔焊修正的热作模具的疲惫寿数约为全新模具的83.69%,与全新模具的疲惫循环次数已经在一个数量级。