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介紹激光焊接鋸片基體

發布時間:2012-08-14 | 來源:星鴻藝激光焊接運營部 | 分享:


激光焊接鋸片基體,基體是金剛石鋸片用來支撐切割元樹一鋸齒的主體,同時又是連接于設備上實現切割的剛性部件。它應該使鋸片切割盡可能垂直,以減少被切割材料的振動。因此,基體的作用十分重要。基體必須選擇高強度鋼材,并經過科學、嚴格的冷熱加工。
1.基體材質
    金剛石圓鋸片工作時會受到強烈沖擊和振動,所以基體材料必須強度高、不易變形、耐沖蝕。傳統高頻焊接主要是用碳含量高的65Mn, 6OSiMn6, 8CrV, T10,T12等合金鋼制作基體,但這類材料在激光焊條件下極易脆性斷裂,不適合激光深熔焊。因為激光深熔焊過程相當于快速加熱冷卻的過程,對于高碳鋼就會在焊接熱影響區產生大量的高脆性的高碳馬氏體,容易產生裂紋而斷裂。雖然采用預熱、焊后保溫可以保證一定的焊縫韌性,但是又會給生產過程帶來很大的不便,所以不宜采用。
    為完全適應激光焊的要求,基體多選用低碳鋼制作,通常C的最大質量分數不超過0.35%。用作激光焊的基體材料為高強度的特種低合金鋼,目前主要采用35CrMo, 30CrMo, 28CrMo, 20CrMo, SAE( AISI) 4135等種類的低碳合金鋼。30CrMo具有高的強度和韌性,滲透性較高,熱強性也較好,有良好的可加工性和焊接性,通常在調質狀態下使用,適合于用作金剛石鋸片的基體。針對小300mm以上鋸片進行了50Mn2V基體焊接性試驗。試驗表明,宜昌黑旋風鋸業有限責任公司開發的50Mn2V鋸片基體適于激光焊,其具有以下優點:
1)耐磨性提高。 含釩碳化物是硬度較高的耐磨質點,增加了鋼的熱穩定性及淬透性。
2)碳含量比65Mn降低,提高了焊接性能。
3)鋸片的整體剛性比30CrMo高,改善了鋸片的工作狀況。含釩碳化物的析出提高了整體強度,因而鋸片的剛度得以改善。
4)鋸片容易淬火且變形小,易校平。與65Mn相比,鋼中碳含量的降低減少了鋼的淬火變形;同時,由于淬火后的強度較65Mn也有所下降,因而校平工作容易進行。30CrM。與50Mn2V種激光焊基體的化學成分見表5-5.
表5-5  3OCrMo和5OMn2 V的化學成分(質量分數)  (%)
牌號  C  Si  Mn  Mo  Cr  P  S  V
30CrMo  0.26-0.34  0.17-0.37  0.40-0.70  0.15-0.25  0.80-1 .10  ≤0.030  ≤0.030   --
50MnZV  0.47-0.55  0.17-0.37  1 .40-1.80   ---  ---  --  -- 0.07-0.12
2.基體形狀
    鋸片基體的周邊有連續式(滿圓形)和間斷式(齒形)兩種。焊接圓鋸片都采用間斷式周邊基體。這種基體焊接方便,使用時容易排屑,金剛石節塊可獲得充分的冷卻。間斷式鋸片基體周邊的槽是用作流通冷卻水(或干切時風冷排屑)的,以便切割時將切削熱和切下的石粉及時排走。標準槽的形狀有三種:平行邊半圓基底窄水槽形、平行邊半圓基底寬水槽形和平行邊匙孔水槽,如圖5-17所示。不同用途的鋸片應選擇不同的槽形,見表5-60一般情況下,被切對象的研磨性越強,水槽應越寬,以利于大量冷卻水流人切口,起到良好的沖洗和降低切割區溫度的作用,延長鋸片的使用壽命。
 
圖5-17圓鋸片墓體示念圖
A-平行邊半圓基底窄水槽形
u-平行邊半圓基底寬水槽形
C-平行邊匙孔形水植
表5-6 水槽和切割對象的對應關系激光焊接機

圖5-17圓鋸片墓體示念圖
A-平行邊半圓基底窄水槽形
u-平行邊半圓基底寬水槽形
C-平行邊匙孔形水植
表5-6 水槽和切割對象的對應關系

切割對象

平行邊半圓基底窄水相

平行邊匙孔形水摺

平行邊半圓基底寬水植

非標準借

石灰石、大理石

X

X

X

 

花崗石、石英‘、陶瓷

X

X

X

 

耐火材料

 

X

X

X

砂巖(研肺性強)

 

X

X

X

硬骨料混凝土

 

 

X

X

混凝土板

 

 

X

X

鋼筋混凝土

 

X

X

X

 基體周邊上的水槽對于冷卻水流向切割部位是大有好處的,即使是干切鋸片,間斷切割照樣有利于鋸片切割部位的冷卻(風冷或自然冷卻)。但是,由于水槽的存在,間斷一切割同樣也會對基體的使用壽命產生極不利的影響,主要是由于高速切割所引起的徑向和切向的作用力都作用在基體上,使基體承受較大的應力,而水槽底部又是應力最集中的區域的緣故。根據切割過程的順序,槽底區域的應力由壓應力變為拉應力,在整個工作期間,槽底受到大量這樣的應力循環作用,引起槽底疲勞裂紋的萌生和蔓延。

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