Soldadura de segment i substrat de diamant

El capçal de tallador de diamant i el substrat sovint es connecten mitjançant soldadura per fer eines de diamant. Tot tipus d'eines de serrar, tallar, rectificar i perforar que es veuen a la vida diària estan connectades principalment per soldadura. Hi ha diverses formes d'aquestes eines, però les juntes tenen el seu aspecte en comú, és a dir, la soldadura forta de compostos complexos porosos fabricats per metal·lúrgia en pols i acer aliat.

 

Les condicions de treball de les eines de diamant són relativament dures i, generalment, s'utilitzen en entorns d'alta velocitat, vibracions i altes temperatures, de manera que la soldadura dels capçals de tallador de diamants és difícil. Per tal de millorar l'eficiència de treball de les eines de diamant, els requisits per a la velocitat de tall i la velocitat d'avanç augmenten constantment, la qual cosa requereix que les eines de diamant tinguin una major força de soldadura. En la forma tècnica de millorar la resistència de la costura de soldadura, el material de soldadura i el procés de soldadura es basen i es promouen mútuament; de manera tècnica per millorar l'eficiència de la soldadura, el procés de soldadura i l'equip de soldadura es recolzen i es promouen mútuament.

 

La temperatura de fusió del metall de farciment de soldadura està estretament relacionada amb la sinterització del capçal de tall. La temperatura de fusió del metall de farciment de soldadura s'ha de seleccionar segons la temperatura de sinterització; La selecció de la força del metall d'aportació de soldadura ha de fer referència a les condicions d'ús de l'eina. El material de soldadura ha de complir les condicions següents quan el capçal de tallador de diamant es solda amb el substrat: la temperatura de fusió de la soldadura ha de ser inferior a 850 graus, i com més baixa millor; el metall de farciment de soldadura té una bona humectabilitat al material de la matriu del capçal de tall de diamant i al substrat de l'eina i una propagació moderada del flux; la soldadura també ha de tenir un bon rendiment i estabilitat a la fatiga, i pot suportar altes temperatures instantànies de 300-400 graus; el procés de soldadura és fàcil d'operar i es pot utilitzar la soldadura per inducció de propòsit general o la soldadura amb flama.

 

Els principals factors que influeixen en el procés de soldadura en les propietats mecàniques de les juntes de soldadura de l'eina de diamant són el gruix de la làmina de soldadura, el tractament previ a la soldadura, el temps d'escalfament, la velocitat d'escalfament, el temps de retenció, el tractament posterior a la soldadura, etc. Aquests factors determinen la condició de humectació, la porositat, la taxa d'inclusió, el gruix de la costura de soldadura forta i la tensió residual a la zona afectada per la calor de la soldadura, etc.

 

El gruix de la làmina de soldadura afecta el gruix de la costura de soldadura de la unió, afectant així la resistència a la cisalla i la resistència a la fatiga de la junta soldada. La investigació experimental mostra que quan s'utilitza la mateixa composició de soldadura i procés de soldadura per soldar eines de diamant, quan el gruix de la costura de soldadura està entre {{0}},20 i 0,28 mm, el rendiment complet de la costura de soldadura és millor (el gruix del metall d'aportació de soldadura es pot reduir a 0,15 mm en tornar a soldar). Quan el gruix de la costura de soldadura és petit, la humectació de la soldadura a la superfície d'unió del capçal de tall i el substrat de l'eina és insuficient, el que resulta en una baixa velocitat de soldadura i una baixa resistència de la costura de soldadura; al mateix temps, l'estany, el plom i l'alumini, el ferro, el tungstè, el titani i altres elements es difonen i es dissolen a la soldadura, la qual cosa afavoreix la fragilitat de la junta de soldadura i redueix la resistència de la junta. Quan el gruix de la costura de soldadura és massa gran, és fàcil generar porus a la costura de soldadura, la qual cosa redueix l'àrea de soldadura efectiva i redueix la resistència al tall.

 

La formació de la costura de soldadura està estretament relacionada amb tot el procés d'escalfament. Factors com la velocitat d'escalfament, la temperatura de soldadura, el temps de retenció i la velocitat de refredament afectaran la humectabilitat i la porositat de la junta soldada, canviant així les propietats mecàniques de la junta. En el procés de producció, sovint s'utilitza una velocitat de calefacció més alta per millorar l'eficiència del treball. Si la velocitat d'escalfament és massa alta, la junta tindrà una gran tensió residual i afectarà les propietats mecàniques de la soldadura. A causa de la gran diferència en el coeficient d'expansió lineal de cada component del segment de diamant, per exemple, el coeficient d'expansió lineal de carbur de tungstè, tungstè i crom és petit, mentre que el coeficient d'expansió lineal de zinc, plom, estany, manganès, el cobalt i altres elements és gran. La deformació de l'element després de l'escalfament és diferent per generar estrès intern. Però la taxa d'escalfament massa baixa no només condueix a una baixa eficiència de producció, sinó que també agreuja l'oxidació del metall de soldadura, que té efectes adversos a les juntes de les eines de diamant. Per resoldre el problema de la velocitat de calefacció, es pot utilitzar un procés de calefacció en dues etapes. Primer, la peça de treball s'escalfa a 400-500 graus i la temperatura es manté durant un període de temps determinat abans de continuar escalfant-se i soldant. La temperatura de soldadura té una certa influència en les propietats mecàniques de la unió. Quan la temperatura de soldadura és massa alta, l'element de zinc del material de soldadura s'evapora per provocar porus i, al mateix temps, el material de soldadura s'oxida fàcilment per produir inclusions d'escòria, donant lloc a una disminució de la força de la junta; quan la temperatura de soldadura és massa baixa, la fluïdesa del material de soldadura és baixa, és fàcil produir inclusions d'escòria, provocar soldadures falses i també reduir la resistència de la junta.

 

La vibració d'alta freqüència en el procés de soldadura pot millorar la velocitat de soldadura i reduir l'estrès tèrmic residual. La tecnologia d'accionament magnètic pot millorar l'eficiència energètica, reduir el consum d'energia i millorar l'eficiència del treball.

El pre i el postprocessament de la soldadura té una influència important en la qualitat de la soldadura. Abans de soldar, la superfície soldada s'ha de tallar per eliminar la capa d'òxid. Es requereix que l'espai entre el capçal de l'eina de mòlta i la part d'acoblament del substrat sigui uniforme. Els mètodes utilitzats habitualment per eliminar la capa d'òxid superficial inclouen la mòlta, llimació i sorra de la màquina de rectificat. Les eines de diamant després de la soldadura haurien de prendre mesures de refrigeració lenta o conservació de la calor per reduir la velocitat de refrigeració després de la soldadura tant com sigui possible, cosa que és beneficiosa per reduir l'estrès tèrmic després de la soldadura. La manera més econòmica en la producció és utilitzar l'amiant per a la conservació de la calor. Després de la soldadura, normalment hi ha una gran quantitat d'escòria d'òxid i flux restant a la superfície de la peça de treball, que s'ha de netejar amb sorra per evitar la corrosió de la peça pel flux. Després de netejar la peça de treball, cal comprovar la qualitat de la soldadura de la costura de soldadura. La superfície de la costura de soldadura amb bona qualitat de soldadura és llisa, llisa, en forma d'arc i no té porus ni esquerdes evidents.