notícias da empresa sobre Pode o carburo de tungstênio ser soldo para aço?

Na produção industrial, é frequentemente necessário combinar peças de carburo de tungstênio resistentes ao desgaste (como revestimentos de desgaste, bordas de corte de ferramentas) com componentes de aço de alta resistência (como bases de equipamento),Neste ponto, muitas pessoas se perguntam: "O carburo de tungstênio pode ser soldo diretamente ao aço?" Como profissional da indústria com anos de experiência em tratar de tais questões, a resposta clara é:Sim, pode ser feito, mas não é fácil.

As diferenças significativas nas propriedades dos materiais entre o carburo de tungstênio e o aço (por exemplo, ponto de fusão, características de expansão térmica) significam que os métodos de soldagem comuns levam frequentemente a rachaduras.No entantoEste artigo explica as principais razões pelas quais a soldagem é difícil, 3 métodos industriais viáveis,cenários de aplicação prática, e precauções para evitar falhas baseadas na experiência real da fábrica, garantindo a clareza e a relevância para a utilização industrial.

O desafio fundamental na solda do carburo de tungstênio (WC) ao aço (por exemplo, aço carbono, aço inoxidável) decorre das suas propriedades materiais distintas, principalmente em três aspectos:

O aço tem tipicamente um ponto de fusão de 1.450°C a 1.550°C, enquanto o carburo de tungstênio apresenta uma baixa estabilidade a altas temperaturas: acima de 1.300°C,tende a decompor-se (libertar carbono) e até a tornar-se frágilAs altas temperaturas da soldadura convencional (por exemplo, a soldadura por arco, que muitas vezes excede 1.500°C) danificam directamente o carburo de tungsténio, tornando-o ineficaz antes da formação de uma ligação forte.

O aço tem um coeficiente de expansão térmica muito maior do que o carburo de tungstênio: por exemplo,O aço carbono tem um coeficiente de aproximadamente 12×10−6/°C, enquanto o carburo de tungstênio é de apenas 5×10−6/°C. Durante o resfriamento, o aço se contrai muito mais do que o carburo de tungstênio, criando um estresse térmico maciço que causa rachaduras de solda ou fratura do carburo de tungstênio.

O aço é um metal dúctil que pode deformar-se sob tensão sem quebrar.O carburo de tungsténio é um composto semelhante à cerâmica (composto por cristais de tungsténio-carbono e ligantes de cobalto) e é inerentemente frágilEsta diferença significa que, após a soldagem, a deformação do aço sob carga é directamente transferida para o carburo de tungsténio, levando a uma fratura frágil.

Caso industrialUma vez, uma oficina tentou soldar lâminas de carburo de tungstênio a suportes de ferramentas de aço usando a soldadura por arco convencional.A tensão térmica da contração do suporte de aço causou que as lâminas de carburo de tungstênio se rachassem completamente ao longo da solda, tornando inútil todo o lote de peças..

Apesar dos desafios, existem soluções industriais maduras para esta tarefa de soldagem.As principais estratégias são "controlar a temperatura para proteger o carburo de tungstênio" e "aliviar o estresse para evitar rachaduras"." Abaixo estão os três métodos mais utilizados:

• Princípio do processoA temperatura de aquecimento é controlada entre 800°C e 1100°C, suficientemente elevada para derreter o enchimento, mas suficientemente baixa para evitar a decomposição ou a quebra do carburo de tungsténio.O enchimento solidificado cria uma ligação mecânica e parcial metalúrgica.
• Vantagens: Equipamento reduzido (trabalhos de aquecimento de fornos de chama ou de resistência), baixo custo, adequado para produção em massa, danos térmicos mínimos ao carburo de tungsténio e elevada eficiência de soldagem.
• Desvantagens: Força de ligação inferior à soldadura por fusão, baixa resistência ao impacto e inadequada para aplicações de impacto de alta carga ou alta frequência.
• Cenários de aplicação:
  • "Técnicas" para a obtenção de dados sobre o desempenho de uma unidade de produção de energia.
  • Ferramentas de corte gerais (por exemplo, juntar bordas de carburo de tungstênio a corpos de planilha de aço para trabalhos de madeira);
  • Anéis de desgaste para bombas (por exemplo, soldagem de anéis de carburo de tungstênio nas paredes internas de revestimentos de bombas de aço para aumentar a resistência ao desgaste).

Caso industrial: Um fabricante de misturadores de betão utilizou brasagem à base de cobre para ligar pequenos blocos de carburo de tungstênio às lâminas de misturadores de aço.com uma redução global dos custos de cerca de 30%.

• Princípio do processoA combinação de baixa temperatura e alta pressão impede a decomposição do carburo de tungstênio, promovendo a difusão atómica.Nenhum metal de preenchimento é necessário. A ligação depende do movimento atómico dentro dos próprios materiais., o que resulta numa resistência de solda próxima à dos materiais de base.
• Vantagens: Extremamente elevada resistência à ligação, sem interface de soldagem visível, excelente vedação, adequada para peças de precisão ou requisitos de alta resistência e impacto mínimo nas propriedades do material após a soldagem.
• Desvantagens: elevado investimento de equipamento (requerem-se fornos de difusão especializados de alta temperatura e alta pressão), longos ciclos de produção (cada solda leva várias horas), elevado custo,e inadequação para peças grandes ou irregulares.
• Cenários de aplicação:
  • "Fusão" de energia de potência igual ou superior a 100 W;
  • Instalações de molde de precisão (por exemplo, juntando perfuradores de carburo de tungstênio a moldes de estampagem a frio de aço para precisão dimensional);
  • Componentes aeroespaciais de alta resistência (que exigem tanto a dureza do aço como a resistência ao desgaste do carburo de tungstênio, com exigências de fiabilidade rigorosas).

• Princípio do processoO laser limita o aquecimento a uma pequena área (diâmetro de piscina fundida tipicamente 0,5 mm), permitindo um controle preciso da temperatura e do calor.O metal de enchimento compensa as diferenças de material entre o carburo de tungstênio e o aço, melhorando a compatibilidade da solda.
• Vantagens: Velocidade de soldagem rápida, pequena zona afectada pelo calor, capacidade de soldagem de formas complexas (por exemplo, superfícies curvas, bordas de buracos pequenos), adequadas para produção em pequenos lotes ou reparações de peças,e aparência estética da solda.
• Desvantagens: Alto custo do equipamento (as soldadoras a laser de fibra são caras), exigências de habilidade elevadas para os operadores (necessário controle preciso do foco do laser) e inadequação para peças extra grandes.
• Cenários de aplicação:
  • Reparo de peças desgastadas (por exemplo, solda de camadas de carburo de tungstênio para restaurar as dimensões dos eixos de aço desgastados);
  • Fabricação de ferramentas irregulares (por exemplo, junção de cabeças de corte de carburo de tungstênio a um punhal de aço para cortadores de fresagem personalizados);
  • Pequenas peças de precisão (por exemplo, soldagem de pontos de desgaste de carburo de tungstênio a núcleos de válvulas de aço com diâmetros ≤ 10 mm).

Mesmo com o método de soldagem correto, uma operação inadequada pode levar a rachaduras de soldagem, descolamento de carburo de tungstênio ou outros problemas.

O óleo, as camadas de óxido ou a ferrugem nas superfícies da solda prejudicam a umedecimento do metal de preenchimento ou a difusão atômica, levando à falha da ligação.

• Superfície de carburo de tungstênio: Saborear com papel de areia de 800 ‰ 1.000 para remover os óxidos até que um brilho metálico uniforme seja visível.
• Superfície de aço: Remover a ferrugem com uma escova de arame ou decapagem ácida, em seguida, arejar para criar uma superfície áspera (grossura Ra 1,6 ∼ 3,2 μm) para melhorar a adesão com o metal de preenchimento.limpar com acetona usando um pano sem pêlos.

Caso negativoUma oficina não conseguiu remover completamente o óleo de uma base de aço antes da solda.o bloco de carburo de tungsténio desprendido após uma semana de funcionamento devido à má adesão entre o metal de enchimento e o aço contaminado por óleo.

A temperatura e o tempo são fundamentais para a qualidade da soldagem; ajustá-los com base no método e no tipo de material:

• Fabricação a partir de metais comuns: Mantenha as temperaturas entre 800°C e 1100°C (evitar um nível superior a 1100°C para evitar a decomposição do carburo de tungsténio).O tempo de aquecimento deve ser apenas suficiente para derreter o preenchimento e preencher as lacunas (normalmente 10-30 segundos por parte).
• Ligação por difusão: Mantenha-se a temperatura a 600 ‰ 1.000 °C e a pressão uniforme (para evitar a fracturação do carburo de tungsténio por tensão localizada).O tempo de retenção depende da espessura da peça (geralmente 1 ̊3 horas para difusão atômica completa).
• Soldadura a laser: Ajustar a potência do laser com base na espessura da peça (normalmente 500 ≈ 1500 W).

Para corrigir a expansão térmica inadequada, inserir uma camada de transição (por exemplo, chapa de liga de níquel, chapa de liga de cobre) entre o carburo de tungstênio e o aço.O seu coeficiente de expansão térmica está entre os dois materiais, actuando como amortecedor para reduzir a tensão de arrefecimento:

• Implementação: Corte a camada de transição para corresponder ao tamanho da área de solda, coloque-a entre o carburo de tungstênio e o aço e solde o conjunto juntos.5 mm (a espessura excessiva reduz a resistência total da ligação).
• Resultado: Um fabricante de equipamentos de mineração reduziu as taxas de rachaduras da solda de 40% para menos de 8% adicionando uma camada de transição de liga de níquel ao soldar revestimentos de desgaste de carburo de tungstênio.

O resfriamento rápido após a soldagem (por exemplo, resfriamento em água) agrava o estresse térmico e causa rachaduras.

• Resfriamento natural lento: Colocar as peças soldadas num ambiente seco e sem vento e deixar arrefecer naturalmente durante mais de 24 horas.
• Temperamento a baixa temperatura: Quando possível, colocar as peças num forno de temperação, manter a 200°C durante 2°C, depois arrefecer com o forno até à temperatura ambiente..

A fragilidade inerente do carburo de tungstênio significa que uma ligação demasiado forte irá transferir a deformação do aço diretamente para o carburo de tungstênio.causando uma fratura.Uma boa solda equilibra a "confiança" e a "reserva de tensão" para evitar falhas frágeis.

O carburo de tungstênio com baixo teor de cobalto (< 5%) tem uma baixa adesão a enchimentos ou metais comuns, levando a falhas de soldagem.Escolha graus com 815% de cobalto para melhor compatibilidade.

A inspecção é fundamental para garantir a qualidade. Após a solda, realizar verificações visuais (para as rachaduras, porosidade), testes mecânicos (testes de tração, de impacto),e ensaios de vedação (para peças seladas) para evitar que peças defeituosas causem avarias no equipamento.

A soldagem de carburo de tungstênio em aço é inteiramente viável, mas requer a escolha do método certo com base no propósito, tamanho e requisitos de desempenho da peça:

• Escolhasolda de ferro duropara produção em massa e necessidades de resistência moderada;
• Escolhaligação por difusãopara peças de precisão e exigências de alta resistência;
• EscolhaSoldadura a laserpara formas ou reparações complexas.

Seguindo estritamente a preparação da superfície, o controlo da temperatura, o uso da camada de transição e o arrefecimento lento, pode evitar rachaduras e descolamento,alcançar uma ligação fiável que combine a resistência ao desgaste do carburo de tungstênio e a dureza do aço.

Se as suas peças tiverem condições de trabalho especiais (por exemplo, tamanho extra-grande, pressão ultra-alta, corrosão forte) e tiver dúvidas sobre o processo de solda adequado,Sinta-se à vontade para chegarPodemos fornecer soluções personalizadas e até realizar testes de soldagem de amostras para garantir que o produto final atenda aos requisitos industriais.