Матеріал перехідного шару полотна для лазерного зварювання алмазної циркулярної пилки та вимоги до нього

Виходячи з теоретичного аналізу, лазерне зварювання легко забезпечує високу міцність зварювання. Однак у виробництві алмазних пильних полотен через велику різницю між матеріалом перехідного шару (зварювального шару) алмазного полотна та основним матеріалом полотна пили, а також різниця в продуктивності між ними також велика, зварювання між ними належить до зварювання різнорідних матеріалів і має бути розумним. Тільки шляхом вибору параметрів процесу зварювання та суворого контролю над процесом можна отримати високу міцність зварювання. Основний матеріал пилкового полотна, як правило, визначається. Зазвичай 30CrMo/28CrMo, 50Mn2V, 65Mn та інші сталеві матеріали. Конструкція перехідного шару пилкового полотна є ключем до забезпечення міцності лазерного зварювання пилкового полотна.

 

Матеріал перехідного шару повинен не тільки мати зварювальні характеристики, максимально наближені до основного матеріалу, але й відповідати матриці робочого шару лопаті. Зазвичай матеріал основного матеріалу та матеріал робочого шару ріжучої головки досить різні, тому дуже важко спроектувати перехідний шар пилкового полотна.

Характеристики лазерного зварювання такі: щільність енергії сфокусованого лазерного променя висока (105~107 Вт/см2), швидкість нагріву висока, швидкість зварювання висока, а зона термічного впливу невелика, але температура лазерного зварювального шва висока, а градієнт температури великий.

Таким чином, основні вимоги до перехідного шару лазерного зварювання такі:

(1) Точка кипіння кожного елемента в перехідному шарі повинна бути подібною, щоб запобігти утворенню бульбашок зварного шва;

(2) Перехідний шар повинен мати високу міцність (σmin більше або дорівнює 6 × 108 Па) і хорошу в'язкість, щоб запобігти втраті зубців пилкового полотна під час роботи;

(3) Ефективність спікання перехідного шару та матриці робочого шару має бути подібною, і за однакових умов спікання він має хорошу міцність міжфазного зв’язку після спікання (σmin більше або дорівнює 6 × 108 Па);

(4) Коефіцієнт теплового розширення перехідного шару та робочого шару має бути подібним, а коефіцієнт теплового розширення перехідного шару має бути трохи меншим, щоб запобігти тріщинам між перехідним шаром та робочим шаром під час лазерного зварювання;

(5) Ефективність зварювання перехідного шару та підкладки пилкового полотна має бути якомога подібнішою;

(6) Діапазон процесу спікання широкий, що зручно для промислового виробництва.

Більшість формул перехідного шару складається з одного елемента Co, Ni, двох елементів FeCo, FeNi, CoNi, FeCu або FeCoNi трьох компонентів, і перехідний шар не може містити метали з низькою температурою плавлення, такі як олово та інші елементи, оскільки такі елементи Легко випаровувати та газифікувати та утворювати пори; додавання невеликої кількості Mn і Cr до матеріалу перехідного шару може не тільки забезпечити зміцнення твердого розчину, збільшити зносостійкість, але й ефективно зменшити зварювальні пори. В даний час деякі іноземні компанії, такі як Dr. Fritsch в Німеччині та Eurotungstone у Франції, виконали серію робіт з розробки формули перехідного шару та підготовки порошку. Враховуючи формулу перехідного шару від матриці, ріжучої головки, міцності зварювання, якості поверхні тощо, серії V 27-589, V6-790, NEXT та інші попередньо леговані порошки.