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冷压冲模的堆焊工艺 6 d; Q1 m8 d- S8 R+ T% _0 U& ^
采用堆焊工艺制作、修复冷压冲模，不仅可以节省大量的优质合金工具钢，而且工艺简单、成本低、制造周期短，尤其用于修复因磨损、崩刃造成报废的冲模时，经济效果更为显著，实际生产应用证明，用堆焊工艺制作、修复模具与用整体合金工具钢制作的模具具有同样的使用效果。
6 E) q1 u7 j9 r# Y1 焊条及冲模基材的选择
) g! L ^9 F, P6 a V% k冷冲模工作时，刃口要承受较大的剪切力、冲击力和压应力，因此要求刃口具有高的硬度、强度、抗冲击力，其它部分应具有较高的塑性。为此选择了D322焊条，焊芯成分为5Cr5W9No2V。
3 S# J( j' _8 R1 b& p基材的选择应考虑模具的工作形式。弯曲模具多用A3或20钢；冲载3㎜以下板用20钢，冲裁3㎜以上板用45钢，冲裁厚板用45调质钢。+ j' r ~# x) O' l! _; B0 ^
2坡口形式及尺寸) }- g- H# Q- N9 s# A4 s
刃口件堆焊坡口形式关系到堆焊层的结合强度和使用寿命。试验了45°坡口和R形坡口，认为R形坡口（图1a）承受的冲裁力约为45°坡口（图1b）1.3-1.5倍，由表1可知，H与R的选择一般与被冲件板厚有关。
- n& S w8 F# ]' A a3 y弯曲模的坡口形式也可参考此表进行加工。废旧模具按此表数值的0.7-0.8选择，并磨去1㎜左右的疲劳层。
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7 O% [7 B9 g' n1 q; s% V3 E% P表1 被冲件板厚与H、R值的关系6 i2 ~; @, C0 O6 r* R
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- B* S" Y+ l# k8 y3 I, M; O8 ~! c3焊前准备! h) E% Y6 r7 o8 B, k! z+ i
焊条在100-500℃下烘焙1h左右，亦可放入保温筒内存贮。基材上的坡口开好后，去除表面锈蚀、油等。用气焊火焰烘烤坡口处，并来回摆动以扩大受热面积，烘烤温度控制在300℃左右，A3、20钢为250℃左右，合金工具钢模具为350-400℃，大型模具按上述温度在退火炉中预热保温。) W0 T3 y$ e; Q
4堆焊
0 j+ u9 _0 p' [% z堆焊是由坡口中心开始向两外侧分别熔敷焊道。为了提高焊质量，减少加工余量，可以采用紫铜板强迫成型（如图2所示）。
" ]$ a ^$ f/ o0 d* c8 B) d堆焊45钢、20钢及A3钢，可焊完一层后打渣，堆焊第二层时要错开焊缝。6 f5 X' a2 L/ o- O P0 L4 k4 c
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修复旧模具，必须焊完一道后进行清渣，并用手锤轻轻敲周，以消除内应力。; H1 p4 h% k! f5 a, j7 D+ j1 a: G
选择D322焊条，直径为2.5-4㎜，焊接电流为80-100A，焊接速度要慢，以保证层间温度尽量低。层间温度超过550℃时，硬度值就会不同程度下降，如图3所示。; T4 }; e0 i# A6 t9 v' d3 x
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" B* d' F+ t. W% D, s8 K" v+ F4 z堆焊层厚与硬度成比例变化，但超过一定厚度（10㎜左右）时，硬度不再随堆焊层厚度的变化而变化，如图4所示。
- Z) [) {4 P8 G) K; S( Q6 c; l6 U. @http://www.molds.cn/tp/news/200707/20070717064520678.gif
) A+ V7 q" V2 a6 `7 {$ q* B' v, b5焊后处理及加工1 l* _* U' ^2 _6 n3 k
工件堆焊后，在空气中冷却。修复大型表面可用厂棉灰覆盖保温。
# e4 [( Y6 M3 J/ \+ u( n9 S% L待工件充分冷却后进行表面加工。一般可用风动砂轮加工毛坯面，刃口用磨床开出，特殊部位可用电火花加工。由于堆焊后刃口硬度达HRC60以上，机械加工困难，可以对形状复杂的模具考虑退火处理，加工后淬火，但这样处理可能会引起裂纹、氧化脱碳等缺陷。. g( s0 X4 b3 { L0 e2 A0 o7 m( I/ W
对焊后出现的裂纹、气孔可用风动砂轮磨去重新堆焊。4 P6 c: D# X5 R0 z% w, ~
6堆焊缺陷的预防8 w I ~! ?+ b7 w
6.1裂纹
* |' h1 L+ f- T) Y9 _7 @裂纹是堆焊中最常见的缺陷。包括纵向裂纹、横向裂纹和弧坑裂纹。纵向裂纹沿焊道纵向形成，对模具危害最大，必须磨去重新补焊。重新加热，温度可适当提高，焊接时降低焊速，减小电流。横向裂纺垂直于焊道可以允许少量存在，即每100㎜长焊道上有3-4条，但每条裂纹长度不超过3-5㎜，弧坑裂纹是由于突然收弧造成的，应缓慢收弧，填平弧坑。
/ |5 ]* n7 j+ l: X8 b" ^6.2剥离- Y7 a d1 H/ v% w% ]
堆焊层与母材产生的剥离，导致模具无法使用。解决办法是磨去剥离层，重新堆焊。适当提高烘烤温度，增加过渡层。# p* r- L# m0 d+ G3 l# c
根据我厂设备情况，过渡层采用CO2焊接，焊丝为H08Min2Si,堆焊层厚3㎜左右。过渡层起到了缓解剥离的作用。
\. _# H% `% F r' | \6 e6.3气孔、夹渣& Q. q' Y/ ^7 P; S: V/ \
刃口处的气孔、夹渣能引起模具塌边、崩刃。气孔产生的主要原因是焊条未烘焙好、母材有油污、锈蚀等。夹渣是由于电流过小和操作不熟练造成的，应适当增大电流，提高操作技术。" h6 ~: h. G- I
7结束语+ _3 F( ^0 V( O% K0 f( G
近几年来，采用冷压冲模堆焊工艺，制作和修复10多套模具及附件，节约钢材费用50%以上，工序周期缩短小2/3以上。特别是废旧模的修复，经济效益尤为显着。
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发表于 2007-7-17 08:57:58