高溫下焊接工模具鋼主要原因是工模具鋼高的淬透性容易引起焊接區和熱影響區的開裂敏感性。冷作模具鋼的焊接會引起在焊縫間焊接區和熱影響區的迅速冷卻，隨之產生較脆的馬氏體組織而帶來開裂的危險。如在常溫下焊接，在焊接區產生的裂紋會穿過整個模具導致完全開裂。因此模具在焊接時應保持在Ms溫度以上50~100℃，嚴格地來說就是焊接區金屬的Ms溫度以上，它可能和鋼基體不相等。

在某些情況下，鋼基體完全淬透并在低于Ms溫度回火。因此，焊接時預熱工具會引起硬度下降。例如大多數低溫回火冷作鋼不得不被預熱到超過回火的溫度，回火溫度通常在200℃左右。為了進行適當的預熱，減輕焊接時開裂的危險，鋼材的硬度一定會下降。

一個預熱恰當的工具在多層焊接時，焊接區的大部分在焊接過程中保持在奧氏體態并隨工具的冷卻而慢慢轉變，與單層焊時每焊一次馬氏體轉變一次相比，多層焊確保了整個焊接區均勻的硬度和顯微組織，但重焊有開裂的危險。

圖1 在絕緣盒中預熱

根據以上所述，很明顯，整個焊接過程應在工模熱的時候完成。不推薦先焊一部分讓工具冷卻下來然后繼續預熱來完成整個焊接，因為這有相當大開裂的危險。

雖然在爐內預熱模具時可行的，但溫度有可能不均勻（產生應力）并會在完成焊接前造成過度冷卻（特別是小型工具）。
焊接時，在所需溫度下預熱和保持工具溫度的最好方法是使用一個在箱壁內有電熱元件的絕緣盒（見圖1）。

圖2顯示了在爐內預熱和在絕緣盒內預熱的工模在焊接區截面上硬度分部的差異。很清楚，爐內預熱工模其硬度波動壁絕緣盒內預熱工具大得多。

——— 爐內預熱溫度
－－－ 絕緣盒內預熱溫度

圖2 用QRO 90焊條在爐內和絕緣盒內預熱后焊接的焊接區截面硬度分布。

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資料來源：瑞典一勝百工模具鋼
編輯整理：東莞市弘超模具科技有限公司
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