CN101462203A - 铍铜合金模具激光焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铍铜合金模具激光焊接工艺,其操作步骤包括用四氯化碳清洗模具及Φ0.30~0.50mm铍铜焊丝表面;采用75~300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接至所需尺寸;然后再用该焊机对模具焊接部位进行局部热处理;最后对模具表面进行精整至要求精度。激光光斑很小,可焊接的模具局部直径可达约1mm,模具变形小,采用一台焊机同时进行填丝焊接及热处理,工艺简单,节省投资,且模具焊道无裂缝、无气孔等缺陷,模具非焊接处不受影响,硬度高,从而保证了模具的使用寿命。主要用于铍铜合金模具的磨损及局部破损后修复。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺,特别是涉及一种铍铜合金模具激光焊接工艺。
背景技术
由于铍铜合金具有高导热率及高硬度,广泛用于制造高精度热塑模具。该种模具在制造、使用中往往会发生局部磨损及局部损坏。现有技术中的氩弧焊或等离子束焊一方面输入热量大,会造成模具严重变形,另方面铍铜合金必须经热处理后才能达到高硬度,而氩弧焊或等离子束焊后的模具均无法进行局部热处理,从而无法获得其高硬度,因此,前两种焊接方式均不能对模具磨损及损坏处进行局部修复,故模具只能报废,从而大大缩短了模具的使用寿命,增加了模具的使用成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点,提供一种可保证铍铜合金模具焊接后焊道无裂纹、无气孔、硬度高,且工艺简单的铍铜合金模具激光焊接工艺。
本发明铍铜合金模具激光焊接工艺操作步骤如下:
1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.30~0.50mm铍铜焊丝表面,除去油污及杂质,必要时模具清洗后可采用烘干干燥。清洗时一般采用含有四氯化碳的棉花擦试其表面。
2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上,采用75~300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接至所需尺寸。其中,焊接工艺参数是,脉冲能量E=15.0~17.0J,脉冲宽度tp=3.0~5.0ms,光班直径d=0.40~0.80mm,脉冲频率F=5.0~10.0Hz;焊接时氩气流量为15.0~20.0L/min。
3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中,热处理工艺参数是,脉冲能量E=10.0~20.0J,脉冲宽度tp=3.0~5.0ms,光班直径d=1.20~2.00mm,脉冲频率F=1.0~5.0Hz。局部热处理时间为5~10分钟,使其焊接处温度达310~320℃。
4)对步骤3)处理后的模具表面进行精整,精整采用常规方法,如铣削、镗削、车光、电火花加工等使其达到要求精度。
本发明铍铜合金模具激光焊接工艺的优点在于其一、激光光班小,可焊接很小的模具局部(直径约1.0mm),不影响模具整体状态。其二、激光输入热量少,热影响区域小,模具变形小,不影响模具整体精度。其三、采用一台激光焊机进行填丝焊及热处理,工艺简单,节省投资。其四、选用填丝焊工艺,焊料能以很好的铺展状态熔入熔池,以保证模具焊道无裂缝、无气孔。其五、激光局部热处理不仅使模具焊接处能获得高硬度,而且使模具非焊接处状态不受影响。主要用于铍铜合金模具,特别是铍铜合金注塑模具磨损及局部破损后的修复。
具体实施方式
实施例1:铍铜合金注塑模具磨损修复,采用填丝焊接工艺如下:
1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.30mm铍铜焊丝表面,除去油污及杂质,自然干燥。
2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上,采用75W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接,其中,焊接工艺参数是,脉冲能量E=15.0J,脉冲宽度tp=3.0ms,光班直径d=0.40mm,脉冲频率F=5.0Hz;焊接时氩气流量为15.0L/min。
3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中,热处理工艺参数是,脉冲能量E=10.0J,脉冲宽度tp=3.0ms,光班直径d=1.20mm,脉冲频率F=2.0Hz。局部热处理时间为10分钟,使其焊接处温度达320℃,自然冷却。
4)采用铣削工艺对步骤3)处理后的模具表面进行精整使其达到要求精度。
实施例2:铍铜合金注塑模具缺损修复,采用填丝焊接工艺如下:
1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.50mm铍铜焊丝表面,除去油污及杂质,自然干燥。
2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上,采用300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接,其中,焊接工艺参数是,脉冲能量E=17.0J,脉冲宽度tp=5.0ms,光班直径d=0.80mm,脉冲频率F=10.0Hz;焊接时氩气流量为20.0L/min。
3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中,热处理工艺参数是,脉冲能量E=20.0J,脉冲宽度tp=5.0ms,光班直径d=2.00mm,脉冲频率F=1.0Hz。局部热处理时间为10.0分钟,使其焊接处温度达320℃,自然冷却。
4)采用磨光工艺对步骤3)处理后的模具表面进行精整使其达到要求精度。
实施例3:铍铜合金注塑模具缺损修复,采用填丝焊接工艺如下:
1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.40mm铍铜焊丝表面,除去油污及杂质,烘干干燥。
2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上,采用200W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接,其中,焊接工艺参数是,脉冲能量E=16.0J,脉冲宽度tp=4.0ms,光班直径d=0.60mm,脉冲频率F=8.0Hz;焊接时氩气流量为15.0L/min。
3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中热处理工艺参数是,脉冲能量E=15.0J,脉冲宽度tp=5.0ms,光班直径d=1.20mm,脉冲频率F=5.0Hz。局部热处理时间为5分钟,使其焊接处温度达310℃,自然冷却。
4)采用电火花加工对步骤3)处理后的模具表面进行精整使其达到要求精度。
Claims (3)
1、一种铍铜合金模具激光焊接工艺,其特征在于操作步骤如下:
1)用四氯化碳清洗模具表面及Φ0.30~0.50mm铍铜焊丝表面;
2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上,采用75~300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接至所需尺寸,其中,焊接工艺参数是,脉冲能量E=15.0~17.0J,脉冲宽度tp=3.0~5.0ms,光班直径d=0.40~0.80mm,脉冲频率F=5.0~10.0Hz;
3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理,热处理工艺参数是,脉冲能量E=10.0~20.0J,脉冲宽度tp=3.0~5.0ms,光班直径d=1.20~2.00mm,脉冲频率F=1.0~5.0Hz;
4)对步骤3)处理后的模具表面进行精整至要求精度。
2、如权利要求1所述铍铜合金模具激光焊接工艺,其特征在于焊接时氩气流量为15.0~20.0L/min。
3、如权利要求1所述铍铜合金模具激光焊接工艺,其特征在于局部热处理的时间为5~10分钟,使焊接处温度达310~320℃。
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