3.2 改善焊补条件
改善焊补条件, 即焊补前预热、 焊补后缓冷, 是业界对于消除焊接白口的普遍研究方向, 采用高频感应加热设备也可以实现被焊补件的局部加热, 实现局部的预热和缓冷, 焊补后730℃~780℃恒温1~2h, 使渗碳体有足够的时间分解成Fe和C, 消除焊补白口。该方案被普遍应用于高值铸铁或高碳钢机械零件的焊补修复, 但在模具型面修复领域一般不采用, 主要弊端在于高温对模具型面造成不可逆的损伤以及焊补修复的效率较低。
3.3 改善焊补材料
采用低碳或不含碳焊条进行型面焊补修复时, 理论上可以降低焊补接缝区域的总体的碳元素含量, 减少渗碳体的产生, 但是否可以消除焊接白口需要进行实验验证。
3.4 改进焊补方式
目前模具行业认可不产生焊疤印的焊补方式为冷焊贴片,其原理是利用瞬时放电 (以10 -3 ~10 -1 s为周期, 10 -6 ~10 -5 s 超短时间放电) , 实现焊补贴片 (0.05~0.2mm) 和模具接触部位的瞬间熔化和凝固, 将焊片粘贴至模具受损表面, 非常适合精密模具精细部件的修复。但面对汽车外覆盖件模具动辄1mm深的压伤时,修复效率较低, 且当焊片累计焊补层数达到3层时, 结合强度降低, 使用中易出现爆皮问题。
钎焊作为一种传统的焊接方式, 其焊接后的变形小、 美观、 结合强度高, 目前高端汽车的车顶与侧围的拼接方式普遍采用激光钎焊。同时钎焊与熔焊相比,钎焊不熔化母材, 那么选用不含碳钎料焊补时, 理论上可以防止焊疤印的产生。但在可查阅的文献中, 未见钎焊应用于模具型面的修复, 且钎焊焊材较软, 焊接后是否满足使用要求需要实验/实践验证, 如表1所示。
4 不同焊补方式及焊补材料的对比实验
(1) 实验目的。寻找一种不产生焊接白口的模具型面焊补修复技术。
(2) 实验对象。受损的GM338 (GM标准, 与国内QT700-2 接近)型面试块,数量:12 个, 尺寸:60×60mm。
(3) 实验方法。选用不同的焊条和焊补方法对受损型面焊补修复。焊补方式包括:钎焊、 氩弧焊、 电焊;焊材包括:J422、 S211、 TM2000、 11CR、 TM2000B、纯 镍 、RT38、GM241、R407、R312、G202、G302、ZMH41、 CHR517、 J506、 J507、 ENiCrFe-3、 Gold-330、SHD212、 PP-302。
(4) 验证方法。里氏硬度计测试焊补后的焊材、母材和熔合线的硬度, 拍摄熔合线显微组织金相图检查焊补白口是否存在。