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冷压冲模的堆焊工艺
0 X6 O" W% X+ n7 M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。
/ }& ~: t' i: [/ s8 ^. _1 焊条及冲模基材的选择- `( r H4 _9 n1 ]
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。
@; B( w& `0 m+ T V/ s9 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。
$ }1 V/ j$ M. ?! {! |6 S s6 g2坡口形式及尺寸5 B% ^. c9 j5 R! ], g5 w
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。! a; H. H6 P9 g$ d% E
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。
6 l4 F' [* _) I6 o7 \3 Qhttp://www.molds.cn/tp/news/200707/20070717064520177.gif; Y) Q2 M. N( @# Y
表1 被冲件板厚与H、R值的关系 D7 w% ^( s& ]6 Q2 v
http://www.molds.cn/tp/news/200707/20070717064520760.gif/ R R: k! w' E" i) \: R) [
3焊前准备
+ ]8 I% {( B3 T4 v' U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。: K9 M2 s4 v& Q+ C- R' e
4堆焊+ @, P% t2 v! M% ^
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）。7 v9 V3 w+ t8 H% Z
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。+ c. i# w$ z2 [1 e0 p( d. {
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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。
4 z n. t" C! K) R! d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。- @$ w& Y3 t1 J, z, r0 H: X6 M
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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。/ H' f3 Z6 h A' s* y- n" Q
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3 y5 p% P8 _: @5 V0 E$ C2 M+ U# G5焊后处理及加工: {! T' Z7 [; W D0 y
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。9 X, k% b+ [' b1 Y( b
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。
1 b o L) h+ A5 }" q对焊后出现的裂纹、气孔可用风动砂轮磨去重新堆焊。
, n t3 l# l% p8 C. _7 Q6 G6堆焊缺陷的预防
' ?& |, `* H+ [4 {9 v6.1裂纹1 I: ^2 W8 F4 Z4 F8 p
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。; A) R& g. u2 d% s% y# V" ]
6.2剥离5 X }3 K3 o) Z1 u" ~
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。
9 c4 \$ @% X! G& w/ j' l" U- x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。: t0 N# g \" k9 [( ]
6.3气孔、夹渣
- K' l8 `8 f/ ]7 `5 N& m' X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。
H* @* \2 q/ ]5 P, o6 ~, R; l7结束语& C7 d' U4 v- t( v# z3 Q( D
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