沖壓模具刃口焊接修復(fù)工藝實(shí)踐

羅意+肖懷國

（1四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系 2中國航天七三零四廠 四川廣漢 618300）

摘要：在我國大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)蓬勃發(fā)展的背景下，各種沖壓模具的使用越來越普遍，模具刃口經(jīng)常損壞；采用焊接方法修復(fù)，工藝流程短，成本低，但工藝難度大；本文通過工藝實(shí)踐，合理的工藝路線設(shè)計(jì)和適宜的焊接參數(shù)選擇，在提高模具修復(fù)后使用壽命方面取得良好成效。

關(guān)鍵詞：模具刃口焊補(bǔ)、工藝實(shí)踐。

一、 應(yīng)用背景

沖壓作為大批量零件成形生產(chǎn)的實(shí)用工藝，模具在沖壓過程中模具易出現(xiàn)崩刃、局部開裂等問題；損傷的模具重新機(jī)械加工的周期約為15～20天時(shí)間，而采用焊接修復(fù)修配的時(shí)間僅12～15小時(shí)，且成本不到機(jī)械加工的1/20，故焊接修復(fù)是首選技術(shù)方案。

目前批生產(chǎn)模具普遍采用淬透性較好的Cr12MoV模具鋼，熱處理后具有高的硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度，常用來制造截面較大、形狀復(fù)雜、經(jīng)受較大沖擊的沖裁模；其碳當(dāng)量CE=3.8%～4.4%，是典型的難焊接材料，常出現(xiàn)焊接冷裂紋和再熱裂紋，它的補(bǔ)焊歷來是模具行業(yè)的一個(gè)難題。

二、 工藝實(shí)踐

1、工藝方案選擇

經(jīng)過多方的調(diào)研和評(píng)估，有以下三種焊接方案可選擇，具體的方案原理、缺點(diǎn)評(píng)價(jià)如下：

方案一：常溫下的精密補(bǔ)焊 原理：精密補(bǔ)焊主要是通過設(shè)備的充電電容，以短時(shí)間放電，等離子化狀態(tài)的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表層，并與母材之間產(chǎn)生了合金化作用，向工件內(nèi)部擴(kuò)散、熔透。

缺點(diǎn)：①后表層硬度達(dá)到要求，但整體的焊接強(qiáng)度不好；②容易造成焊接區(qū)域周邊應(yīng)力集中；

方案二：預(yù)熱的手工電弧焊 原理：以預(yù)熱不可以達(dá)到回火溫度的前提下，盡可能的減少焊接局部與周圍溫差，從而避免焊接裂紋與母材自身開裂的機(jī)會(huì)。

缺點(diǎn)：①加熱不均勻，焊接強(qiáng)度穩(wěn)定性不好；②容易造成加熱區(qū)域周邊應(yīng)力集中；

方案三：預(yù)熱的氬弧焊 原理：以預(yù)熱不可達(dá)到回火溫度的前提下，盡可能的減少焊接局部與周圍的溫差，從而避免焊接裂痕與母材自身開裂的機(jī)會(huì)。

缺點(diǎn)：①工藝復(fù)雜，參數(shù)不易掌握；②作業(yè)周期周期相對(duì)較長。

經(jīng)初步驗(yàn)證，方案一和方案二均屬于操作方便，設(shè)備較為簡單，焊接工藝和方法由設(shè)備調(diào)節(jié)控制，但焊接后無熱處理方式或控制不夠精細(xì)，導(dǎo)致焊接后雖表層硬度達(dá)到要求，堆焊區(qū)和母材區(qū)結(jié)合不好，熱影響區(qū)應(yīng)力集中，易出現(xiàn)焊接裂紋，焊后壽命較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，方案一焊后模具使用壽命5000～8000沖次，方案二焊后模具使用壽命可達(dá)到10000沖次；方案三對(duì)技術(shù)參數(shù)控制和工藝方法的要求較高，但其焊接過程和熱處理方法理論上具有可行性，焊后刃口硬度和使用壽命達(dá)最有可能達(dá)到預(yù)期效果，該方案的工藝過程、使用設(shè)備參數(shù)和焊接操作方法是該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)。故重點(diǎn)在方案三進(jìn)行工藝實(shí)踐。

2、工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐

2.1工藝路線設(shè)計(jì)

焊前準(zhǔn)備（零件準(zhǔn)備—開坡口—除油、除銹）—焊接（預(yù)熱—焊接—升溫、保溫—隨爐緩冷）—焊后裝配（修磨—配間隙—裝配—試制、檢測(cè)）；如圖一。

2.2工藝實(shí)踐驗(yàn)證

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，最終定型工藝如下：

三、 效果驗(yàn)證

通過采用手工鎢極氬弧焊對(duì)模具刃口修復(fù)工藝實(shí)踐，以及模具補(bǔ)焊修復(fù)后在生產(chǎn)實(shí)踐中的使用狀態(tài)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)焊區(qū)域強(qiáng)度超過預(yù)期30000沖次，硬度可達(dá)HRC58-62，與采用機(jī)械加工修復(fù)壽命相近，成本不到機(jī)械加工的1/20，縮短制作周期20天，大大降低了制造成本和維修費(fèi)用，說明采用手工鎢極氬弧焊對(duì)模具刃口進(jìn)行修復(fù)焊補(bǔ)工藝的可操作性強(qiáng)，措施有效。

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作者簡介：羅意（1976.7—），男，漢族，四川成都，講師，本科，主要從事焊接理論及實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作；