模具烧焊与热处理技术-----常识普及

或许工作中难免会出差错.你的模具出了差错,需要烧焊.怎么办?

常用的模具修复方法有哪些 :

修复模具的方法很多，如电火花工艺、氩弧焊修复、激光堆焊技术、电刷镀方法。

氩弧焊修复
利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。目前氩弧焊是常用的方法，可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金，由于价格低，被广泛用于模具修复焊，但焊接热影响面积大、焊点大等缺点，目前在精密模具修补方面已逐步补激光焊所代替。


个人理解:适用于大平面非胶位的补焊.
加工与技术含量低

电刷镀修复
电刷镀技术是采用一种专用直流电源设备,电源的正极 接镀笔,作为刷镀时的阳极;电源的负极接工件,作为刷镀时 的阴极.镀笔通常采用高纯细石墨块作为阳极材料,石墨块 外面裹上棉花和耐磨的涤棉套.工作时,电源组件调整到合 适的电压,并使侵满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在被 修复工件表面上来回运动,并保持一定的压力,直到形成均 匀理想的金属沉积层为止. 由于镀笔与被修复工件表面接触的部位,镀液中的金属 离子在电场力的作用下扩散到工件表面上,在表面上获得电 子还原成金属原子,从而这些金属原子沉积结晶形成镀层, 也就是在被修复塑料模具型腔工作面上获得所需要的均匀沉积层.

激光堆焊修复
激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。这种焊接方法通常有连续功率激光焊 和脉冲功率激光焊。 激光焊优点是不需要在真空中进行，缺点则是穿透力不如电子束焊强。激光焊时能进行精确的能量控制，因而可以实现精密器件的焊接。它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。目前已广范用于模具的修复。

激光焊与握弧焊是常用的模具修复的两种方法。

氩弧焊
氩弧焊是电弧焊的一种，利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。目前氩弧焊是常用的方法，可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金，由于价格低，被广泛用于模具修复焊，但焊接热影响面积大、焊点大等缺点，目前在精密模具修补方面已逐步补激光焊所代替。

激光焊
激光焊是高能束焊的一种，激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。这种焊接方法通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。 激光焊优点是不需要在真空中进行，缺点则是穿透力不如电子束焊强。激光焊时能进行精确的能量控制，因而可以实现精密器件的焊接。它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。目前已广范用于模具的修复。

修复模具时的主要区别

使用非消耗电极与保护气体，常用来焊接薄工件，但焊接速度较慢，且热输入比激光焊大很多，易产生变形，激光焊焊缝的特点是热影响区范围小，焊缝较窄,焊缝冷却速快、，焊缝金属性能变化小，焊缝较硬。

精密模具的焊接不同于其他零件焊接，其对质量控制的要求非常严格，而且工件的修复周期必须越短越好。 传统的氩焊发热影响区大，对焊接周边造成下塌，变形等几率非常高，对于精度要求高，焊接面积大的模具，必须经过加温预热，在特定温度下进行焊接，还要自然降温进行退火处理，如此折腾下来费用和时间都不能为用户所接受；而冷焊又存在焊接不牢固和脱落等缺陷。而激光焊没有氩焊和冷焊这些不足，因此逐渐被广泛应用。

怎么选择激光焊丝
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激光焊接是将光能和热能高度集中在很小(0.2~2.0mm)的光斑内，在瞬间(0.5~20毫秒)内将焊丝及模具母材熔融。 熔融物冷却后，如果焊接部份的金相组织跟模具母材一致，则可保证焊接品质；如果不一致，则可能会出现沙眼 ，裂痕，或粘合不牢而脱落等情况。 焊材选择影响焊接品质：
1、如果选择跟模具母材一样的金属条当激光焊丝用，金属熔融后的金相组织就会跟模具母材不一致，从影响焊接品质。
2、如果选择不锈钢金属丝，或者接近不锈钢的材料当激光焊丝用，同样会出现以上的问题，并不能保证焊接后的硬度。因为不锈钢的含碳量少，硬度低 ，焊接后的焊接位容易磨损。
3、针对不同的模具材料，对于焊丝型号的选择不用十分的严格，只要保证焊接后跟母材的融接性好及硬度一致，就能达到很好的焊接品质。
4、目前主要采用优质国产焊丝和德国进口Moldt系列焊丝及台湾CmCtw焊丝，国焊丝价格较低，德国焊丝价格较高。

比较常用德国焊丝型号是MOLD 10，MOLD 50，MOLD 55 和 MOLD 90。

台湾CmCtw焊丝型号主要有CMC-SDK系列、CMC-8407、CMC-MS-3、CMC-PX5等，

其中直径为0.3mm，0.4mm和0.5mm的常用焊丝，焊丝型号的选择，主要是根据模具的用途及硬度而定。但每种激光焊机的使用参数不同，因此在选择焊丝型号时，要以焊丝使用说明为参考，根据激光焊机的参数及操作习惯而定。

1、高耐磨冷作工具钢（ JIS标准:SKD11、DC53、SLD、GS-2379、K110， AISI标准2
DIN标准:1.2379, ASSAB标准:XW-42）冷挤压成形、拉伸模、啤不锈钢片及高硬度材料的冲裁模、精密五金模具。
选用焊丝：Mold 15 ,Mold 50,CMC-SKD11,相应国产焊丝,CMC-SKD11-2等

2、热作压铸模具钢（ JIS标准:SKD61、DAC、FDAC 、GS-2344、W302， AISI标准:H13
DIN标准:1.2344, ASSAB标准:8407）热作、锌、铝、镁、铝合金压铸模及塑胶模
选用焊丝：Mold 55 ,Mold 50,CMC-SKD61,相应国产焊丝,CMC-8407等

3、高速工具钢 （ JIS标准:SKDH9， AISI标准:M2， DIN标准:1.3343， ASSAB标准:HSP41）
选用焊丝：Mold 10 ,CMC-M3-2等

4、预硬优质塑胶模具钢（ JIS标准:718S、718H、PX88、M238、M202， AISI标准20+Ni，P20）高抛光度及高要求的模件，适合PA,POM,PS,PE,PP,ABS塑料
选用焊丝：Mold 55 ,Mold 50,CMC-718,相应国产焊丝,CMC-P20等

5、耐蚀镜面模具钢（ JIS标准:M300、M310、S136、S136H、PAK90、HPM38， AISI标准:420）镜面模
选用焊丝：Mold 55 ,Mold 90,CMC-S136,相应国产焊丝,CMC-P20等

6、预硬高硬度镜面模具钢（ JIS标准:HPM50、NAK80， AISI标准21）镜面抛光模具及精密皱纹加工模具等。
选用焊丝：Mold 50 ,CMC-NAK80,相应国产焊丝等

7、不锈钢：
选用焊丝：不锈焊丝等

8、铜、铍铜等
焊接难度较大
选用焊丝：Mold 100，国产铜焊丝

9、铝及合金
焊接难度较大
选用焊丝：Mold CF，国产铝焊丝

激光的几种分类方法
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激光按波段分，可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐 ，目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面泵浦YAG激光器1.064um红外激光。

激光器的种类很多，可分为固体、气体、液体、半导体和染料等几种类型：

（ 1 ）固体激光器一般小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛。如：Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似。

（ 2 ）半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单，特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长，能将电能直接转换为激光能，所以发展迅速。

（ 3 ）气体激光器以气体为工作物质，单色性和相干性较好，激光波长可达数千种，应用广泛。气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。在工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用广泛。气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。

（ 4 ）以液体染料为工作物质的染料激光器于 1966 年问世，广泛应用于各种科学研究领域。现在已发现的能产生激光的染料，大约在 500 种左右。这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它们还可以包含在有机塑料中以固态出现，或升华为蒸汽，以气态形式出现。所以染料激光器也称为 “ 液体激光器 ” 。染料激光器的突出特点是波长连续可调。燃料激光器种类繁多，价格低廉，效率高，输出功率可与气体和固体激光器相媲美，应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。

（ 5 ）红外激光器已有多种类型，应用范围广泛，它是一种新型的红外辐射源，特点是辐射强度高、单色性好、相干性好、方向性强

（ 6 ） X 射线激光器在科研和军事上有重要价值，应用于激光反导弹武器中具有优势；生物学家用 X 射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能 ; 用 X 射线激光拍摄分子结构的照片 , 所得到的生物分子像的对比度很高。

（ 7 ）化学激光器 有些化学反应产生足够多的高能原子，就可以释放出大能量，可用来产生激光作用。

（ 8 ）自由电子激光器 这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同，它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束，经周期磁场，形成不同能态的能级，产生受激辐射。

（ 9 ）准分子激光器、光纤导波激光器等

了解激光工艺
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目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等激光工艺：

激光切割工艺：
应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的，比如用激光来切割食物和胶合板就不成功，食物被切开的同时也被灼烧了，而切割胶合板在经济上还远不合算。　　

激光焊接工艺：
具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。
　　
激光打孔工艺：
激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度最大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。 　　

激光打标工艺：
激光打标是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子工业和生物工程。 　　

激光去重平衡工艺：
用激光去掉高速旋转部件上不平衡的过重部分，使惯性轴与旋转轴重合，以达到动平衡的过程。激光去重平衡技术具有测量和去重两大功能，可同时进行不平衡的测量和校正，效率大大提高，在陀螺制造领域有广阔的应用前景。对于高精度转子，激光动平衡可成倍提高平衡精度，其质量偏心值的平衡精度可达1%或千分之几微米。 　　

激光蚀刻工艺：
比传统的化学蚀刻工艺简单、可大幅度降低生产成本，可加工0.125～1微米宽的线，非常适合于超大规模集成电路的制造。

激光调阻工艺：
激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调，精度可达0.01%～0.002%，比传统加工方法的精度和效率高、成本低。激光微调包括薄膜电阻(0.01～0.6微米厚)与厚膜电阻(20～50微米厚)的微调、电容的微调和混合集成电路的微调。 　　

激光存储工艺：
激光存储技术是利用激光来记录视频、音频、文字资料及计算机信息的一种技术，是信息化时代的支撑技术之一。 　　

激光划线工艺：
激光划线技术是生产集成电路的关键技术，其划线细、精度高(线宽为15～25微米，槽深为5～200微米)，加工速度快(可达200毫米/秒)，成品率可达99.5%以上。 　　

激光清洗工艺：
激光清洗工艺的采用可大大减少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。 　　

激光热、表处理工艺包括：激光相变硬化、激光包覆、激光表面合金化、激光退火、激光冲击硬化、激光强化电镀、激光上釉，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。

激光在电子工业中也得到广泛应用。可以用它来进行微型仪器的精密加工，可以对脆弱易碎的半导体材料进行精细的划片，也可以用来调整微型电阻的阻值。随着激光器性能的改善和新型激光器的出现，激光在超大规模集成电路方面的应用已经成为许多其他工艺所无法取代的关键性技艺，为超大规模集成电路的发展展现出令人鼓舞的前景。

激光技术是高科技的产物，其产生又推动了科学研究的深入发展，并开拓出许多新的学科领域，如非线性光学、激光光谱学、激光化学、激光生物学等。激光被用来研究与生命密切相关的光合作用、血红蛋白、DNA 等的机制。激光还将成为时间和长度的新标准，以后任何高精度的钟表和米尺都可以用某一特定波长的激光束来标定。

关于热处理与选材请参照WYL的贴子:

[ 本帖最后由 cc.小人物 于 2007-7-26 10:22 编辑 ]

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