硬质合金捣镐的钎焊技术的分析介绍

捣镐（又称捣固镐）是使用在铁路线路大型养护机械——捣固车上的一种易耗工具，其作用是捣实并紧固铁路线路道床中的石蹅，为铁枕提供稳定而坚实的支持。捣镐的主要工作部位是表面包覆的耐磨层，耐磨层的磨损和脱落是其主要失效形式，延长捣镐使用寿命的关键是提高表面的耐磨性。目前，捣镐的镐掌、镐背及镐尖均采用包覆硬质合金的结构形式来提高其耐磨性。因此，硬质合金与基体的钎焊质量是决定捣镐使用寿命的关键因素。图11-20所示为硬质合金捣镐工具。在捣镐的钢基体上焊接硬质合金比较困难，属于异种材料的焊接，而且两者之间的物理属性差异较大，大面积硬质合金与钢基体的整体焊接容易导致焊后硬质合金开裂。因此，捣镐的钎焊制造通常为6～10块甚至更多的硬质合金小块按顺序均匀排布钎焊在钢基体上，这对捣镐的钎焊工艺提出了更高的难度和技术要求。

图11-20 硬质合金捣镐工具 Fig.11-20 Brazed beater pick

采用真空钎焊、高频钎焊或者火焰钎焊，配合银焊片、铜焊片钎料均可以实现捣镐表面包覆的硬质合金与钢基体的焊接。捣镐的真空钎焊工艺通常选用经济型的纯铜或铜合金薄片钎料，往往要设计专用的工装卡具来保证硬质合金小块的钎焊定位和控制钎缝间隙。火焰钎焊或高频感应钎焊捣镐，通常选用硬质合金钎焊，常用银焊片、铜焊片作为钎料，并配之匹配的钎剂。捣镐的镐掌、镐背及镐尖均包覆硬质合金小块，在火焰钎焊或高频感应钎焊过程中，钎焊温度场比较难以控制，通常要选定适当的钎焊顺序，否则后面钎焊过程中加热时会对前面钎焊好的硬质合金产生较大影响，操作不当会导致前面焊缝重熔、脱落，二次加热也会降低焊缝强度。此外，捣镐的钎焊对焊缝焊合率要求较高，焊合率往往是保证焊接强度的重要因素，因此钎焊过程中要确保排气、排渣工艺，以免造成虚焊现象。(www.xing528.com)

文献[33]针对铁路养护用捣镐的钎焊制造，以YG15硬质合金与40Cr钢为研究对象，采用高频感应钎焊方法，探索捣镐的钎焊工艺与方法。研究结果表明，焊前预热和钎焊时间对YG15硬质合金和40Cr基体焊接接头质量影响较小；钎焊时，施加一定的压力可以明显提高焊接强度，施加压力为10～15kg/cm²比较合适；焊后400℃保温8小时进行焊后热处理，可以显著缓解焊缝残余应力，提高结合强度；采用三明治复合焊片钎焊，焊缝结合强度要明显高于单一的银焊片。

文献[34]以YG15硬质合金与40CrNiMo钢为研究对象，探讨优化捣镐高频感应钎焊工艺适宜的钎料与钎剂。研究结果表明，银铜锌钎料以及银铜锌镉钎料都比较适合硬质合金的钎焊，而银铜锌镉钎料熔点低更适合于钎焊，采用特定配比的“氟硼酸钾+硼砂+硼酸”钎剂与银铜锌镉钎料对YG15硬质合金与40CrNiMo施焊，可以增强钎料与YG15硬质合金的结合强度，并使焊缝中的钎料具有比较理想的强度与韧性。