اخبار شرکت آیا کاربید تنگستن را می توان به فولاد جوش داد؟

در تولید صنعتی، اغلب نیاز به ترکیب قطعات کاربید تنگستن مقاوم در برابر سایش (مانند آسترهای مقاوم در برابر سایش، لبه های برش ابزار) با اجزای فولادی با استحکام بالا (مانند پایه های تجهیزات، براکت ها) وجود دارد. این ترکیب از مقاومت در برابر سایش کاربید تنگستن و چقرمگی فولاد استفاده می کند. در این مرحله، بسیاری از مردم تعجب می کنند: "آیا می توان کاربید تنگستن را مستقیماً به فولاد جوش داد؟" به عنوان یک متخصص صنعت با سالها تجربه در رسیدگی به این مسائل، پاسخ روشن این است:بله، می توان این کار را انجام داد، اما آسان نیست..

تفاوت های قابل توجه در خواص مواد بین کاربید تنگستن و فولاد (به عنوان مثال، نقطه ذوب، ویژگی های انبساط حرارتی) به این معنی است که روش های جوشکاری رایج اغلب منجر به ایجاد ترک می شوند. با این حال، اتصال قابل اعتماد را می توان با انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب و تسلط بر تکنیک های کلیدی به دست آورد. این مقاله دلایل اصلی دشواری جوشکاری، 3 روش صنعتی امکان پذیر، سناریوهای کاربردی عملی و اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از شکست را توضیح می دهد - همه بر اساس تجربه واقعی کارخانه، اطمینان از وضوح و ارتباط برای استفاده صنعتی.

چالش اساسی در جوشکاری کاربید تنگستن (WC) به فولاد (به عنوان مثال، فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ) ناشی از خواص متمایز مواد آنها است، که عمدتاً در سه جنبه است:

فولاد معمولاً نقطه ذوب 1450 تا 1550 درجه سانتیگراد دارد، در حالی که کاربید تنگستن پایداری ضعیفی در دماهای بالا نشان می دهد: بالای 1300 درجه سانتیگراد، تمایل به تجزیه (آزاد کردن کربن) و حتی شکننده شدن دارد. دمای بالای جوشکاری معمولی (به عنوان مثال، جوشکاری قوس الکتریکی، که اغلب از 1500 درجه سانتیگراد تجاوز می کند) مستقیماً به کاربید تنگستن آسیب می رساند و قبل از تشکیل یک پیوند قوی، آن را بی اثر می کند.

در حین جوشکاری، مواد هنگام گرم شدن منبسط می شوند و هنگام خنک شدن منقبض می شوند. فولاد ضریب انبساط حرارتی بسیار بالاتری نسبت به کاربید تنگستن دارد: به عنوان مثال، فولاد کربنی ضریبی تقریباً 12 × 10⁻⁶/درجه سانتیگراد دارد، در حالی که کاربید تنگستن فقط 5 × 10⁻⁶/درجه سانتیگراد است. در حین خنک شدن، فولاد بسیار بیشتر از کاربید تنگستن منقبض می شود و تنش حرارتی عظیمی ایجاد می کند که باعث ایجاد ترک در جوش یا شکستگی کاربید تنگستن می شود.

فولاد یک فلز انعطاف پذیر است که می تواند تحت تنش بدون شکستگی تغییر شکل دهد. در مقابل، کاربید تنگستن یک کامپوزیت سرامیکی مانند (متشکل از کریستال های تنگستن-کربن و چسبان های کبالت) است و ذاتاً شکننده است. این تفاوت به این معنی است که پس از جوشکاری، تغییر شکل فولاد تحت بار مستقیماً به کاربید تنگستن منتقل می شود و منجر به شکستگی شکننده می شود.

سناریوهای کاربردی: 2. 3 روش صنعتی امکان پذیر برای جوشکاری کاربید تنگستن به فولاد (با سناریوهای کاربردی)

2.1 لحیم کاری سخت (متداول ترین، کم هزینه)

• روغن، لایه های اکسید یا زنگ زدگی روی سطوح جوش، خیس شدن فلز پرکننده یا انتشار اتمی را مختل می کند و منجر به شکست پیوند می شود. مراحل خاص:معایب: استحکام پیوند کمتر از جوشکاری ذوبی، مقاومت کم در برابر ضربه و نامناسب برای کاربردهای ضربه ای با بار زیاد یا فرکانس بالا.
• سطح فولاد: زنگ زدگی را با برس سیمی یا ترشی اسید پاک کنید، سپس سنباده بزنید تا یک سطح زبر ایجاد شود (زبری Ra 1.6 تا 3.2 میکرومتر) برای بهبود چسبندگی با فلز پرکننده. در نهایت، با استون با استفاده از یک پارچه بدون پرز تمیز کنید.آسترهای مقاوم در برابر سایش برای تجهیزات معدن (به عنوان مثال، جوشکاری بلوک های کاربید تنگستن به پایه های خردکن فولادی)؛
• 3.2 کنترل دقیق دمای جوشکاری و زمانحلقه های سایش برای پمپ ها (به عنوان مثال، جوشکاری حلقه های کاربید تنگستن به دیواره های داخلی محفظه های پمپ فولادی برای افزایش مقاومت در برابر سایش).
• لحیم کاری سخت: دما را بین 800 تا 1100 درجه سانتیگراد نگه دارید (از تجاوز از 1100 درجه سانتیگراد برای جلوگیری از تجزیه کاربید تنگستن خودداری کنید). زمان گرمایش باید به اندازه کافی باشد تا پرکننده ذوب شود و شکاف ها پر شوند (معمولاً 10 تا 30 ثانیه در هر قسمت).پیوند انتشار: دما را در 600 تا 1000 درجه سانتیگراد و فشار یکنواخت حفظ کنید (برای جلوگیری از شکستگی کاربید تنگستن ناشی از تنش موضعی). زمان نگهداری به ضخامت قطعه بستگی دارد (معمولاً 1 تا 3 ساعت برای انتشار اتمی کامل).
  • اصل فرآیند: ترکیب دمای پایین و فشار بالا از تجزیه کاربید تنگستن جلوگیری می کند و در عین حال انتشار اتمی را تقویت می کند. هیچ فلز پرکننده ای مورد نیاز نیست - پیوند به حرکت اتمی در داخل خود مواد متکی است و در نتیجه استحکام جوش نزدیک به مواد پایه است.
  • مزایا: استحکام پیوند بسیار بالا، عدم وجود رابط جوش قابل مشاهده، آب بندی عالی، مناسب برای قطعات دقیق یا الزامات با استحکام بالا و حداقل تأثیر بر خواص مواد پس از جوشکاری.
  • معایب: سرمایه گذاری زیاد تجهیزات (کوره های انتشار تخصصی با دمای بالا و فشار بالا مورد نیاز است)، چرخه های تولید طولانی (هر جوش چندین ساعت طول می کشد)، هزینه بالا و نامناسب بودن برای قطعات بزرگ یا نامنظم.

سناریوهای کاربردی: قرقره برای شیرهای هیدرولیک (به عنوان مثال، جوشکاری سطوح آب بندی کاربید تنگستن به قرقره های فولادی برای عملکرد بدون نشتی)؛

• روغن، لایه های اکسید یا زنگ زدگی روی سطوح جوش، خیس شدن فلز پرکننده یا انتشار اتمی را مختل می کند و منجر به شکست پیوند می شود. مراحل خاص:2.3 جوشکاری لیزری (انعطاف پذیر، مناسب برای اشکال و تعمیرات پیچیده)
• سطح فولاد: زنگ زدگی را با برس سیمی یا ترشی اسید پاک کنید، سپس سنباده بزنید تا یک سطح زبر ایجاد شود (زبری Ra 1.6 تا 3.2 میکرومتر) برای بهبود چسبندگی با فلز پرکننده. در نهایت، با استون با استفاده از یک پارچه بدون پرز تمیز کنید.مزایا: سرعت جوشکاری سریع، ناحیه کم تحت تأثیر حرارت، توانایی جوشکاری اشکال پیچیده (به عنوان مثال، سطوح منحنی، لبه های سوراخ کوچک)، مناسب برای تولید دسته ای کوچک یا تعمیر قطعات و ظاهر جوش زیبا.
• 3.2 کنترل دقیق دمای جوشکاری و زمانسناریوهای کاربردی:
• لحیم کاری سخت: دما را بین 800 تا 1100 درجه سانتیگراد نگه دارید (از تجاوز از 1100 درجه سانتیگراد برای جلوگیری از تجزیه کاربید تنگستن خودداری کنید). زمان گرمایش باید به اندازه کافی باشد تا پرکننده ذوب شود و شکاف ها پر شوند (معمولاً 10 تا 30 ثانیه در هر قسمت).پیوند انتشار: دما را در 600 تا 1000 درجه سانتیگراد و فشار یکنواخت حفظ کنید (برای جلوگیری از شکستگی کاربید تنگستن ناشی از تنش موضعی). زمان نگهداری به ضخامت قطعه بستگی دارد (معمولاً 1 تا 3 ساعت برای انتشار اتمی کامل).
  • قطعات دقیق کوچک (به عنوان مثال، جوشکاری نقاط سایش کاربید تنگستن به هسته های شیر فولادی با قطر ≤10 میلی متر).
  • 3. 4 نکات عملیاتی کلیدی برای جلوگیری از شکست جوشکاری
  • حتی با روش جوشکاری مناسب، عملکرد نادرست می تواند منجر به ترک خوردن جوش، جدا شدن کاربید تنگستن یا سایر مسائل شود. بر اساس تجربه صنعتی، بر این چهار مرحله حیاتی تمرکز کنید:

• روغن، لایه های اکسید یا زنگ زدگی روی سطوح جوش، خیس شدن فلز پرکننده یا انتشار اتمی را مختل می کند و منجر به شکست پیوند می شود. مراحل خاص:سطح کاربید تنگستن: با کاغذ سنباده 800 تا 1000 دانه ای سنباده بزنید تا اکسیدها از بین بروند تا زمانی که درخشندگی فلزی یکنواختی قابل مشاهده باشد. با الکل یا استون پاک کنید تا گرد و غبار و روغن سنباده از بین برود.
• سطح فولاد: زنگ زدگی را با برس سیمی یا ترشی اسید پاک کنید، سپس سنباده بزنید تا یک سطح زبر ایجاد شود (زبری Ra 1.6 تا 3.2 میکرومتر) برای بهبود چسبندگی با فلز پرکننده. در نهایت، با استون با استفاده از یک پارچه بدون پرز تمیز کنید.مورد منفی: یک کارگاه قبل از لحیم کاری سخت، روغن را به طور کامل از یک پایه فولادی پاک نکرد. در حالی که بازرسی های اولیه یک پیوند خوب را نشان می داد، بلوک کاربید تنگستن پس از 1 هفته کار جدا شد - به دلیل چسبندگی ضعیف بین فلز پرکننده و فولاد آلوده به روغن.
• 3.2 کنترل دقیق دمای جوشکاری و زماندما و زمان برای کیفیت جوشکاری حیاتی هستند. آنها را بر اساس روش و نوع مواد تنظیم کنید:
• لحیم کاری سخت: دما را بین 800 تا 1100 درجه سانتیگراد نگه دارید (از تجاوز از 1100 درجه سانتیگراد برای جلوگیری از تجزیه کاربید تنگستن خودداری کنید). زمان گرمایش باید به اندازه کافی باشد تا پرکننده ذوب شود و شکاف ها پر شوند (معمولاً 10 تا 30 ثانیه در هر قسمت).پیوند انتشار: دما را در 600 تا 1000 درجه سانتیگراد و فشار یکنواخت حفظ کنید (برای جلوگیری از شکستگی کاربید تنگستن ناشی از تنش موضعی). زمان نگهداری به ضخامت قطعه بستگی دارد (معمولاً 1 تا 3 ساعت برای انتشار اتمی کامل).
  • جوشکاری لیزری: قدرت لیزر را بر اساس ضخامت قطعه تنظیم کنید (معمولاً 500 تا 1500 وات). از گرمایش پالس (چرخه های گرما-مکث-گرما) با 1 تا 2 ثانیه در هر پالس برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد استفاده کنید.
  • 3.3 استفاده از یک لایه انتقالی برای کاهش تنش حرارتی
  • برای رفع انبساط حرارتی نامناسب، یک لایه انتقالی (به عنوان مثال، ورق آلیاژ نیکل، ورق آلیاژ مس) بین کاربید تنگستن و فولاد قرار دهید. ضریب انبساط حرارتی آن بین دو ماده قرار دارد و به عنوان یک بافر برای کاهش تنش خنک کننده عمل می کند:

نتیجه: یک تولید کننده تجهیزات معدن با افزودن یک لایه انتقالی آلیاژ نیکل هنگام جوشکاری آسترهای سایش کاربید تنگستن، میزان ترک خوردگی جوش را از 40٪ به زیر 8٪ کاهش داد.

خنک شدن سریع پس از جوشکاری (به عنوان مثال، خاموش کردن در آب) تنش حرارتی را تشدید می کند و باعث ترک خوردن می شود. از خنک کننده آهسته برای آزاد کردن استرس استفاده کنید:

• خنک کننده آهسته طبیعی: قطعات جوش داده شده را در یک محیط خشک و بدون باد قرار دهید و اجازه دهید به طور طبیعی بیش از 24 ساعت خنک شوند. از قرار گرفتن در معرض دماهای پایین یا پیش نویس ها خودداری کنید.تمپرینگ با دمای پایین: در صورت امکان، قطعات را در یک کوره تمپر قرار دهید، به مدت 2 تا 4 ساعت در 200 تا 300 درجه سانتیگراد نگه دارید، سپس با کوره تا دمای اتاق خنک کنید. این امر باعث آزاد شدن بیشتر تنش داخلی و بهبود پایداری پیوند می شود.
• 4. سوء تفاهم های رایج روشن شد4.1 "هر چه استحکام جوش بیشتر باشد، بهتر است"

پیگیری استحکام جوش بیش از حد نتیجه معکوس دارد. شکنندگی ذاتی کاربید تنگستن به این معنی است که یک پیوند بیش از حد قوی، تغییر شکل فولاد را مستقیماً به کاربید تنگستن منتقل می کند و باعث شکستگی آن می شود. یک جوش خوب بین "قابلیت اطمینان" و "بافرینگ استرس" تعادل ایجاد می کند تا از شکست شکننده جلوگیری شود.4.2 "همه کاربید تنگستن را می توان جوش داد"

<5٪) چسبندگی ضعیفی به پرکننده ها یا فلزات پایه دارد که منجر به شکست جوشکاری می شود. برای سازگاری بهتر، درجه هایی با 8 تا 15٪ کبالت را انتخاب کنید.

• 4.3 "هیچ بازرسی پس از جوشکاری لازم نیست"بازرسی برای اطمینان از کیفیت بسیار مهم است. پس از جوشکاری، بررسی های بصری (برای ترک، تخلخل)، آزمایش های مکانیکی (کشش، آزمایش های ضربه) و آزمایش های آب بندی (برای قطعات مهر و موم شده) را انجام دهید تا از خرابی قطعات معیوب جلوگیری شود.
• نتیجهجوشکاری کاربید تنگستن به فولاد کاملاً امکان پذیر است، اما مستلزم انتخاب روش مناسب بر اساس هدف قطعه، اندازه و الزامات عملکرد است:
• انتخاب کنیدلحیم کاری سخت

انتخاب کنید

• پیوند انتشار برای قطعات دقیق و نیازهای با استحکام بالا؛
• انتخاب کنیدجوشکاری لیزری

با پیروی دقیق از آماده سازی سطح، کنترل دما، استفاده از لایه انتقالی و خنک کننده آهسته، می توانید از ترک خوردن و جدا شدن جلوگیری کنید و به یک پیوند قابل اعتماد دست یابید که مقاومت در برابر سایش کاربید تنگستن و چقرمگی فولاد را ترکیب می کند.

• اگر قطعات شما شامل شرایط کاری خاصی (به عنوان مثال، اندازه فوق العاده بزرگ، فشار فوق العاده بالا، خوردگی شدید) است و در مورد فرآیند جوشکاری مناسب مطمئن نیستید،با ما تماس بگیرید
• . ما می توانیم راه حل های سفارشی ارائه دهیم و حتی آزمایش های جوشکاری نمونه را انجام دهیم تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی الزامات صنعتی را برآورده می کند.