YG18硬質合金激光焊接性能研究

　　討論高含鉆量的YG18硬質合金的激光焊接性能。以Cu作為填充材料，通過激光熱導焊可以獲得良好的釬焊接頭。在激光深熔焊模式下，焊縫上部兩側WC的部分熔化不會導致明顯的缺陷，焊縫下部則形成與熱導焊模式下相似的釬焊縫。
　　
　　硬質合金根據Co含量的不同，劃分為不同的牌號，YG18是一種含鉆量較高的燒結硬質合金。鉆含量的提高使其相對于低含鉆量的硬質合金而言，一方面在治金性能上表現出更多的金屬性，另一方面，其焊接性能也獲得了一定程度的改善.
　　
　　在工業中常常要求將不同牌號的硬質合金結合在一起，如在石油勘探中，鉆頭就是由YG18硬質合金為基體，釬焊多個YG8硬質合金刀頭而成。由于新型鉆頭的硬質合金刀頭切削端表層含有一層聚晶金剛石材料，焊接過程不允許刀頭過熱造成聚晶金剛石材料的破壞。而目前釬焊采用的加熱方式功率密度較低，難以保證在滿足上述條件的同時獲得具有足夠結合強度的焊縫。高功率工業激光器的聚焦激光束提供了*的功率密度及局部快速加熱、冷卻的條件，有利于實現特殊材料之間的焊接。因此采用激光對不同牌號、不同成分的硬質合金進行焊接實驗，并了解它們的焊接性能就具有重要的意義。
　　
　　以前對含鉆較低的YG8硬質合金的激光焊接，以銅為填充材料，采用激光熱導焊模式，獲得了很好的激光釬焊接頭。在此基礎上，本文采用激光作為焊接熱源，以銅為填充材料，對YG18硬質合金進行激光焊接實驗。
　　
　　實驗條件實驗采用3kW快速軸流CO2激光器(光束模式為TEM00+TEM01)和CNC數控機床。選用厚度為17mm的YG18硬質合金為母材，紫銅為填充材料，焊接過程中使用夾具將焊接試樣固定在保護腔內，采用Ar氣作為保護氣體。
　　
　　在焊接實驗之后，使用CSM-950掃描電鏡(配TN5402能譜儀)，進行硬質合金的釬焊接頭形貌的分析。
　　
　　實驗結果討論硬質合金與填充材料Cu之間的熔點相差很大，在實驗中可以控制工藝參數，一方面使得銅在瞬時內充分熔化，以浸潤硬質合金，另一方面，將硬質合金基體加熱到較高的溫度區間，使其能夠更好地被填充材料所潤濕，形成理想的釬焊接頭。
　　
　　在激光熱導焊過程中，在整個釬焊區域中形成了良好、均一的釬焊縫。在釬料Cu熔化的同時，焊縫兩側硬質合金也發生了粘結劑Co的局部熔化，但硬質合金中的WC并沒有分解為W及C單質，僅發生WC顆粒邊界和尖角的局部溶解和向釬料Cu中的短距離位移，并嵌鑲在Cu層之中;同時Co,Cu也發生一定程度的擴散，但擴散距離很短。這是由于釬焊縫的形成時間很短，釬料與母材沒有來得及進行充分的擴散，釬焊過程就終止了。
　　
　　在激光深熔焊過程中，激光功率密度很高，在激光直接作用的區域，硬質合金迅速熔化，并與Cu發生劇烈的熔合作用。由于YG18硬質合金本身的C。含量很高，因而在熔化后，甚至在WC顆粒聚集長大之后，在Cu和Co的粘結作用下，仍可以形成牢固的結合，并沒有產生YG8硬質合金熔化后所出現的貫穿裂紋、氣孔等嚴重缺陷。在小孔焊區域的下部，硬質合金沒有達到熔化的溫度，而形成了與熱導焊相似的釬焊縫，在釬焊縫兩側也有與熱導焊相似的擴散現象發生。
　　
　　結論

       1.利用激光進行YG18硬質合金的銅釬焊，能夠形成很好的釬接接頭，在釬焊縫兩側有擴散現象發生。
　　
　　2.在熱導焊模式下，可以獲得較為均一的釬焊接頭。
　　
　　3.在深熔焊模式下，硬質合金的局部熔化不會產生嚴重的缺陷，硬質合金可以與Cu很好地熔合在一起，在焊縫下部，形成與熱導焊模式下相似的釬焊縫。