Com soldar el carbur de tungstè?

    Els productes de carbur de tungstè s'utilitzen en moltes aplicacions, com ara eines de tall, perforació, perforació i moltes altres aplicacions. El carbur cimentat proporciona una resistència al desgast superior i allarga la vida útil d'aquestes diferents eines de tall i desgast. Com que el seu component principal és el tungstè, que és un recurs rar i no renovable, el preu del carbur cimentat és relativament alt. A més, el carbur cimentat té una duresa relativament alta i la seva resistència a la flexió és molt inferior a la d'altres metalls, com l'acer. Per aquestes dues raons, el carbur cimentat s'ha de connectar a altres metalls de diferents maneres, com ara mitjançant connexions roscades, subjecció i soldadura. Aquest article parla de com soldar el carbur de tungstè en altres metalls.

1. Què és el carbur de tungstè?

    El carbur de tungstè (WC), també conegut com a carbur cimentat, és un material compost fabricat mitjançant un procés anomenat metal·lúrgia de pols. La pols de WC es barreja amb un metall aglutinant, generalment cobalt o níquel, es compacta en una eina de preforma i després es sinteritza en un forn. El terme "cimentat" es refereix a les partícules de carbur de tungstè capturades al material aglutinant metàl·lic i "cimentades" juntes, formant un enllaç metal·lúrgic entre les partícules de carbur de tungstè i l'aglutinant (WC-Co), en el procés de sinterització. La indústria del carbur cimentat es refereix habitualment a aquest material com simplement "carbur", encara que els termes carbur de tungstè i carbur cimentat s'utilitzen indistintament.  El carbur presenta una alta resistència a la compressió, resisteix la deflexió i conserva els seus valors de duresa a altes temperatures, una propietat física especialment útil en aplicacions de tall de metalls. 

2 . Dos punts per garantir l'èxit en la soldadura del carbur de tungstè

A.Gestionar les tensions provocades per la dilatació diferencial

B.Taxes de contracció dels materials matrius i humectació del carbur per l'aliatge de soldadura

    Durant l'escalfament i el refredament, el metall base normalment s'expandeix i es contrau a una velocitat més alta que el carbur.  El carbur de tungstè té una taxa d'expansió tèrmica d'aproximadament 1/3 a 1/2 de la de l'acer.  Quan el conjunt soldat es refreda, es pot acumular una tensió residual dins del carbur.  Sempre es recomana un refredament lent i uniforme del carbur per evitar tensions i possibles esquerdes. No es recomana l'extinció, ja que pot causar esquerdes en els carburs a causa de la ràpida contracció del metall base original.

3. Com triar l'aliatge de soldadura

    El carbur de tungstè és difícil de mullar. Els aliatges de soldadura de plata amb petites addicions de níquel (Ni) s'utilitzen normalment per soldar carburs a acer. Per descomptat, tant el carbur com l'acer han d'estar nets perquè l'aliatge de soldadura fosa pugui mullar completament les superfícies d'acoblament. És necessari rectificar la superfície de carbur per crear una superfície neta per a la soldadura. La mòlta també té l'avantatge d'aplanar la topografia superficial del carbur, que pot ajudar a la humectació i l'adhesió de l'aliatge de soldadura. Els components d'acer, de la mateixa manera, haurien de netejar-se per eliminar qualsevol residu de greix, oli, brutícia o altres contaminants superficials.  

    ·Els aliatges de soldadura de plata disponibles comercialment amb petites addicions de níquel (Ni) i manganès (Mn) mullaran fàcilment les superfícies de carbur cimentat. Aquests aliatges de soldadura solen mostrar una bona humectació dels carburs de tungstè.  Es recomana seleccionar un metall d'aportació de soldadura amb la temperatura de soldadura més baixa possible per disminuir les tensions residuals dins de la unió.  

Per aplicarcations que impliquen la soldadura de carburs grans, s'utilitza sovint un aliatge de soldadura sandvitx.  Si no es poden utilitzar carburs petits (1/2 polzada2), un aliatge sandvitx és beneficiós per prevenir l'esquerdament i la deformació del carbur. Aquests trimetalls estan revestits amb un farcit de soldadura unida a ambdós costats d'un nucli de coure.  

    ·Tot i que gran part de la discussió ha estat al voltant de la soldadura forta de carbur de tungstè (WC), estaríem malament si no esmentéssim el diamant policristalí o el PCD. La temperatura de soldadura per a PCD es manté generalment per sota dels 1382 °F (750 °C) per evitar la degradació del diamant.  Sovint, els fabricants de puntes de PCD per a cossos d'acer utilitzaran un metall de farciment de soldadura de plata alta i a baixa temperatura, com ara un aliatge de soldadura BAg-24.  Alguns fabricants utilitzen un aliatge de soldadura sense níquel ni manganès, com l'aliatge de soldadura BAg-5 o BAg-7, amb temperatures de fusió més baixes i menys propietats d'humectació del carbur i l'acer.

    S'utilitza un flux de soldadura per evitar l'oxidació de les superfícies a unir durant l'escalfament del conjunt.  La pols de flux s'utilitza amb els aliatges comuns de soldadura de plata.  La pols de flux negre és normalment recomanada pels fabricants de soldadura i flux, ja que té l'addició de bor i és més eficaç a temperatures més altes.

    Hi ha diversos aliatges de soldadura que s'utilitzen per al carbur. El clàssic és BAG-3, 50% plata amb cadmi.  Aquest és un producte excel·lent, però té cadmi. S'utilitza habitualment BAG-7, 56% de plata amb estany, perquè es mulla fàcilment; tanmateix, és un aliatge de soldadura molt feble, i la fallada de la junta és habitual amb aquest aliatge. L'aliatge sense cadmi més fort és BAG-22, un 49% de plata amb manganès, però és una mica gomoso en el flux. BAG-24, 50% plata, és lliure de cadmi i és un compromís.  Flueix bé, però és aproximadament un 40% més feble que el BAG-3 i el BAG-22.

    Preferim amb força el Black Flux, encara que molts solden amb èxit amb White Flux. En ambdós casos, són clarament fluxos d'alta temperatura. A més, trobem que el Black Flux purificat ofereix un millor flux i articulacions més fortes que el Black Flux normal.  

    L'últim àmbit on els errors són habituals és el disseny conjunt. Els soldadors entrenats solen muntar les peces i després executar un cordó. Quan es solden, volen muntar les peces i després introduir l'aliatge de soldadura a la junta.   

    Quan es solda el carbur, sovint és molt més eficaç fluir els costats i la part inferior de l'osca, i després posar peces de filferro d'aliatge fluxat sota el carbur.  Aleshores, tot el que feu és escalfar fins que el carbur s'instal·li al seu lloc.   

    L'estàndard hauria de ser que el carbur es trenqui o l'acer es trenqui abans que la junta falli.