激光焊接技术在模具修复与维护的应用

激光焊接技术在模具修复与维护的应用

模具制造随着工业技术的飞速发展而不断扩展，已在现代制造加工业特别是精密制造领域中获得广泛的应用，能有效地提高材料的利用率和延长产品的使用寿命。随着压铸行业的飞速发展，对压铸模具的综合力学性能及使用寿命等提出更高要求，同时由于压铸模具的成本较高，模具在长期使用条件下由于高速、高压、冷热交替或交变载荷的工作环境引起模具表面或内部出现腐蚀、磨损或裂纹导致模具性能下降，甚至会导致模具失效。模具的制造涉及材质的选择、复杂的精密加工和相关的热处理制度，其制造成本高且周期长。因此，为避免模具由于出现裂纹或磨损等失效形式而影响生产，而采用模具修补焊接技术，该技术是一种解决模具表面失效的直接而有效的方法。激光熔焊技术作为一种高功率密度、能量集中、对焊材损失小，且便于实现自动化的高效精密焊接，可实现大熔深、低残余应力与变形的构件焊接，因此激光修补模具焊接技术由于其成本低、周期短、修复效果好而成为一项常用的模具修补焊接技术，克服了冷焊和氩弧焊在修复模具精细表面上存在的不足。

1 试验条件与设备1.1 试验条件

研究对象为有裂纹的发动机缸体压铸模具。模具材质为A-MAX钢，采用真空电渣重熔工艺精炼，淬透性好，使用寿命为SKD61钢的3-5倍，裂纹深度比SKD61钢浅40%。该钢具有优异的抗龟裂性能、高温韧性、高温强度、耐火性能和耐高温强度的性能，用于各类大型、复杂的压铸模具。模具几何尺寸为200mm120mm10mm ，化学成分见表１。

试验过程中，采用丙酮或无水乙醇代替工业清洁剂用于焊前的表面清洁，要反复清洗，才能满足焊接要求，因为清洗不彻底或二次污染带来的问题最终会导致修复质量大大降低。

1.2 试验设备

激光熔焊设备采用SLC数控激光多功能加工机，功率为5KW，波长为10.6m，最小光斑直径为0.12mm，焊接速度为1m/min，保护气体为氩气。

1.3 测试方法