钨钢(Tungsten Carbide,WC)因其极高的硬度和耐磨性,广泛应用于刀具、模具、矿山工具等领域,但由于其熔点高、热导率大、热膨胀系数与钢等基材存在显著差异,使得焊接工艺颇具挑战性。钨钢焊接的英文为 "Tungsten Carbide Welding" 或 "Hardmetal Welding"。在俄文中,钨钢焊接被称为 "Сварка карбида вольфрама" (Svarka karbida volframova)。无论采用何种焊接工艺,都需要针对钨钢的特性采取适当的预处理措施,如表面清洁、预热、焊后热处理等,以确保焊接质量,并尽可能减少焊接过程中产生的内应力和裂纹风险。同时,对于焊接参数的选择和控制极为关键,这包括焊接温度、时间、压力和冷却速度等。以下是一些钨钢焊接的主要工艺:真空扩散焊:在真空环境下,通过长时间加热和保温,让钨钢和钢之间的原子互相扩散,实现两者间的冶金结合。这种方法能够较好地解决焊接强度和热影响区的问题,但是工艺周期长,成本较高,且不适合批量生产。
氩弧焊:采用氩气保护的焊接方法,通过电弧产生的高温熔化焊丝来连接钨钢和基材,但须特别注意控制温度,防止钨钢过热而导致性能下降。
电子束焊:利用高能电子束穿透和熔化工件,实现极小热影响区的焊接。这种方法适用于高精度、高要求的钨钢焊接。 铜钎焊、银钎焊:使用铜基或银基的钎料在较低温度下焊接,避免直接熔化钨钢。这种方法降低了焊接温度,减少了热应力,但可能牺牲了一定的接头强度和焊接可靠性。WE600冷焊工艺:类似于冷焊技术,通过低温、高能输入的方式局部加热材料表面进行焊接,以减小对钨钢基材的热影响。原子焊:该工艺能够在相对较低的温度下进行,通过扩散结合实现焊接,减少对材料的热损伤,提高接头强度。