模具在使用或者装备过程中，有时不可避免会发生表面磨损或者开裂。这就需要配套的焊接材料和工艺对模具实施焊补。用户对模具钢焊补性能最关心的是焊补后不要出现裂纹，焊补后焊缝硬度升高不要太大。不然的话，焊补后对焊缝的后续机、电加工将变得困难。模具钢的焊补性能除了同焊接材料和焊接工艺有关外，更重要的是同它本身的碳当15及其奥氏体连续冷却转变特点有关。
用于型腔的塑料模具钢市场目前使用的材料有两类，一类是调质预硬钢P20（德国标准2311）和+Ni（德国标准2738），主要从瑞典、德国和日本进口，其碳当量分别为1.05和1.1左右，另一类是非调质预硬钢（B30），只有宝钢一家生产，属于宝钢的专有技术，其碳当量为0.75左右。调质钢2311和2738的特点是在淬火过程中依靠篼碳当量保证大截面模具的淬透性，获得马氏体组织，然后再经过回火获得回火索氏体组织，并获得硬度VHN285~330.非调质钢B30的特点是在热加工后自然冷却过程中获得贝氏体组织和硬度VHN285330.有关B30和2738钢的比较性试验结果表明，前者在硬度分布的均匀性和切削加工性方面具有较为明显的优势，同时它的奥氏体连续冷却转变曲线在很宽的冷速范围内（0.02~lt：/s）是扁平的，而且都是贝氏体组织。从碳当量和奥氏体连续冷却转变特点初步判断，B30应该具有更好的焊补性能。
本文对宝钢产B30和德国进口2738进行了焊补性能对比试验。在此基础上，通过选择3种不同焊材，在5种不同焊接工艺情况下进行焊补试验，测定了焊缝显微硬度的变化，为用户正确焊接宝钢产塑料模具钢B30提供了。
2试验材料和方法2.1模具材料试验材料为宝钢B30和德国进口2738钢，其碳当量分别为0.75和1.08，硬度分别为VHN300和VHN285.由于模具钢需要焊补时，通常都是在出现表面裂纹或者磨损时需要焊补，此时往往是采用表面堆焊的形式。故在本次试验中，对这两种材料进行表面堆焊，观察其可焊性的差别。试验用试样的尺寸及结构形式如所示。
2.2焊接材料焊接材料选用结构钢焊条J107、不镑钢焊条A302、铜合金焊条Cu237.这3种焊材的化学成分见表1.结构钢Jl7Cr是低氢钠型药皮的低合金高强度钢焊条，采用直流反接，可进行全位置焊接。
不锈钢A302是钛钙型药皮的Cr23Nil3型焊条，其熔敷金属具有良好的抗裂性及抗氧化性能。Cu237焊条是以铝锰青铜为焊芯、药皮为低氢型的铜合金焊条，具有优良的耐磨性及耐蚀性。在本次试验中，采用直流。在使用前，结构钢Jl7Cr焊条进行3501C烘烤，不锈钢A302焊条进行150X：烘烤，Cu237焊条进行2001C烘烤。为了避免裂纹，应采用小线能量原则。结构钢焊条il7Q和Cu237焊条采用直径3.2mm，不锈钢A302焊条采用直径为2.5mm 2.3焊接工艺选用如下5种焊接工艺，进行焊补试验：（1）室温焊接；（2）室温焊接，焊后立即进行350X：2h回火；（3）预热350t2h，试件温度为室温，在室温下进行焊接；（4）预热350t：2h，在室温下进行焊接，焊后立即进行350t2h回火；（5）预热350t：2h，试件在预热状态下进行焊接，焊后立即进行350t 2h回火。
2.4试验内容B30和2738钢的焊补性能对比试验仅采用结构钢焊条Jl7Cr，焊接工艺为室温焊接，然后在3501C回火2h，测定母材到焊缝的硬度变化。有关B30钢的焊接材料和工艺选择性试验则采用上述全部3种材料和5种工艺。对经过焊接试验的试样，进行磨削加工，观察焊缝和母材颜色的变化。使用微氏硬度计测定母材到焊缝的硬度变化。
表1焊接材料的化学成分（％材料余量3试验结果及讨论3.1B30和2738钢的焊接后硬度变化为利用结构钢焊条I107Cr在室温下焊接B30和2738钢，并在350X：回火时母材到焊缝的硬度变化。两者母材硬度相当，但B30钢焊缝的硬度变化明显比2738钢小。如前者焊缝硬度为VHN40Q，而后者为VHN600，相当于淬火马氏体硬度。从硬度的变化可以得出结论，B30钢的焊补性能优于2738钢。其原因同两者碳当量及奥氏体连续冷却转变特点有关。前者碳当量低，在很宽冷速范围内均为贝氏体组织，因此硬度虽然提篼，但变化不大；而后者碳当量高，焊接冷却后得到了马氏体组织，因此硬度提高明显。
利用结构钢焊条J107Cr在室温下焊接B30和2738钢，并于350X：回火后母材到焊缝的硬度变化Fig.2Changeofhardnessacorssthe 3.2不同焊接材料和工艺条件下B30钢的焊补性能3.2.1焊缝和母材颜色差别由于塑料模具钢都需要抛光及化学化纹蚀，焊缝区和母材颜色差别对塑料模具钢而言是一个值得重视的技术问题。如两者颜色差太大，将影响抛光和化学化纹蚀的均性，从而影响最终塑料制品的表面质量。
试验结果发现，使用结构钢焊条I107Cr、不诱钢焊条A302和铜合金焊条Cu237焊接B30钢后，焊缝和母材颜色的差别程度不同。使用同种焊接材料时，不同焊接工艺对颜色的差别影响较小。在室温下焊接，焊后立即进行回火（35lC2h）时发现，如使用结构钢焊条，焊缝与母材颜色基本一致；使用铜合金焊条时，焊缝区为黄色，与母材颜色相差较大；使用不镑钢焊条时，焊缝区与母材颜色有差别，但不大。
3.2.2蜉缝和母材硬度差别为3种焊接材料在5种不同焊接工艺条件下焊缝区和母材硬度的变化情况。
上述硬度分布可以分为3个区：母材、热影响区和焊缝。无论使用哪种焊条，都存在热影响硬化区，其硬度在VHN400500之间。焊条的选择对焊缝的硬度有明显影响。使用结构钢焊条时，焊缝硬度为VHN330360，同母材接近，但略高于母材。使用铜合金焊条时，焊缝硬度显著低于母材，只有VHN200~220.使用不锈钢焊条时，焊缝硬度为VHN240~270，低于母材，但比使用铜合金焊条时高。
由于焊补后模具往往再经过抛光使用，而硬度及其分布的均匀性是影响抛光性能非常重要的因素之一。硬度高及分布均匀，有利于获得良好抛光性能。从不同焊条对焊缝硬度影响的结果来看，选用结构钢焊条比较合理，可以使焊缝获得较高硬度，且同母材硬度最接近水平。
即使选用同一种焊材，不同焊接工艺对焊后硬度分布也有明显影响3总体来看，焊后回火比不回火时硬度变化平缓，而预热焊接及焊后回火同时应用可以获得最理想的硬度分布。以结构钢焊条J107为例，室温焊接时热影响区最高硬度为VHN500，室温焊接及焊后回火使最篼硬度降低到VHN460，而3501：预热，室温焊接再回火使其进一步降低到VHN400，同母材和焊缝硬度最为接近。
根据焊接工艺对硬度分布均性的影响规律，对于模具钢的焊补，为了保证焊后机加工的顺利进行及抛光的均匀性，拟选用350C预热、3501C焊接及焊后3501：回火。这种预热及回火在实际操作中可以选择火焰局部加热方式来实施。
4结论利用结构钢焊条对宝钢产非调质预硬态贝氏体钢B30和进口调质预硬态2738塑料模具钢进行了室温焊补性能对比试验。结果表明，B30钢母材到焊缝的硬度变化远比2738钢平缓得多，其焊补性能优于2738钢。利用结构钢jl07Cr、不锈钢A302 NHA蹈跫焊缝/mm 3种焊接材料和5种不同焊接工艺对焊缝和母材硬度的影响a―室温焊接；室温焊接，焊后立即进行300t：2h回火；r―预热350T2h，室温焊接W―预热350t：2h，室温焊接，焊后立即进行350f2h回火；e―预热350t：2h，并在预热状态下焊接，焊后立即进行300t：2h回火及铜合金Cu237等3种焊接材料及5种焊接工艺对B30钢进行了焊补试验。结果表明，获得较均匀硬度分布的焊接材料是结构钢焊条J107，相应的焊接工艺是350t预热、350C焊接及焊后350t回火。
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