YG18硬质合金激光焊接性能研究

　　讨论高含钻量的YG18硬质合金的激光焊接性能。以Cu作为填充材料，通过激光热导焊可以获得良好的钎焊接头。在激光深熔焊模式下，焊缝上部两侧WC的部分熔化不会导致明显的缺陷，焊缝下部则形成与热导焊模式下相似的钎焊缝。
　　
　　硬质合金根据Co含量的不同，划分为不同的牌号，YG18是一种含钻量较高的烧结硬质合金。钻含量的提高使其相对于低含钻量的硬质合金而言，一方面在治金性能上表现出更多的金属性，另一方面，其焊接性能也获得了一定程度的改善.
　　
　　在工业中常常要求将不同牌号的硬质合金结合在一起，如在石油勘探中，钻头就是由YG18硬质合金为基体，钎焊多个YG8硬质合金刀头而成。由于新型钻头的硬质合金刀头切削端表层含有一层聚晶金刚石材料，焊接过程不允许刀头过热造成聚晶金刚石材料的破坏。而目前钎焊采用的加热方式功率密度较低，难以保证在满足上述条件的同时获得具有足够结合强度的焊缝。高功率工业激光器的聚焦激光束提供了*的功率密度及局部快速加热、冷却的条件，有利于实现特殊材料之间的焊接。因此采用激光对不同牌号、不同成分的硬质合金进行焊接实验，并了解它们的焊接性能就具有重要的意义。
　　
　　以前对含钻较低的YG8硬质合金的激光焊接，以铜为填充材料，采用激光热导焊模式，获得了很好的激光钎焊接头。在此基础上，本文采用激光作为焊接热源，以铜为填充材料，对YG18硬质合金进行激光焊接实验。
　　
　　实验条件实验采用3kW快速轴流CO2激光器(光束模式为TEM00+TEM01)和CNC数控机床。选用厚度为17mm的YG18硬质合金为母材，紫铜为填充材料，焊接过程中使用夹具将焊接试样固定在保护腔内，采用Ar气作为保护气体。
　　
　　在焊接实验之后，使用CSM-950扫描电镜(配TN5402能谱仪)，进行硬质合金的钎焊接头形貌的分析。
　　
　　实验结果讨论硬质合金与填充材料Cu之间的熔点相差很大，在实验中可以控制工艺参数，一方面使得铜在瞬时内充分熔化，以浸润硬质合金，另一方面，将硬质合金基体加热到较高的温度区间，使其能够更好地被填充材料所润湿，形成理想的钎焊接头。
　　
　　在激光热导焊过程中，在整个钎焊区域中形成了良好、均一的钎焊缝。在钎料Cu熔化的同时，焊缝两侧硬质合金也发生了粘结剂Co的局部熔化，但硬质合金中的WC并没有分解为W及C单质，仅发生WC颗粒边界和尖角的局部溶解和向钎料Cu中的短距离位移，并嵌镶在Cu层之中;同时Co,Cu也发生一定程度的扩散，但扩散距离很短。这是由于钎焊缝的形成时间很短，钎料与母材没有来得及进行充分的扩散，钎焊过程就终止了。
　　
　　在激光深熔焊过程中，激光功率密度很高，在激光直接作用的区域，硬质合金迅速熔化，并与Cu发生剧烈的熔合作用。由于YG18硬质合金本身的C。含量很高，因而在熔化后，甚至在WC颗粒聚集长大之后，在Cu和Co的粘结作用下，仍可以形成牢固的结合，并没有产生YG8硬质合金熔化后所出现的贯穿裂纹、气孔等严重缺陷。在小孔焊区域的下部，硬质合金没有达到熔化的温度，而形成了与热导焊相似的钎焊缝，在钎焊缝两侧也有与热导焊相似的扩散现象发生。
　　
　　结论

       1.利用激光进行YG18硬质合金的铜钎焊，能够形成很好的钎接接头，在钎焊缝两侧有扩散现象发生。
　　
　　2.在热导焊模式下，可以获得较为均一的钎焊接头。
　　
　　3.在深熔焊模式下，硬质合金的局部熔化不会产生严重的缺陷，硬质合金可以与Cu很好地熔合在一起，在焊缝下部，形成与热导焊模式下相似的钎焊缝。