Hàn phân đoạn kim cương và chất nền

Đầu cắt kim cương và đế thường được kết nối bằng cách hàn để tạo ra các công cụ kim cương. Tất cả các loại dụng cụ cưa, cắt, mài và khoan thấy trong cuộc sống hàng ngày chủ yếu được kết nối bằng cách hàn. Có nhiều dạng khác nhau của các công cụ như vậy, nhưng các mối nối có điểm chung là hàn các vật liệu tổng hợp phức tạp xốp được sản xuất bằng luyện kim bột và thép hợp kim.

 

Điều kiện làm việc của các công cụ kim cương tương đối khắc nghiệt và chúng thường được sử dụng trong môi trường tốc độ cao, độ rung và nhiệt độ cao, do đó việc hàn đầu máy cắt kim cương rất khó khăn. Để cải thiện hiệu quả làm việc của các công cụ kim cương, các yêu cầu về tốc độ cắt và tốc độ nạp không ngừng tăng lên, điều này đòi hỏi các công cụ kim cương phải có độ bền đường hàn cao hơn. Theo cách kỹ thuật để cải thiện độ bền của đường hàn, vật liệu hàn và quy trình hàn dựa vào và thúc đẩy lẫn nhau; theo cách kỹ thuật để nâng cao hiệu quả hàn, quy trình hàn và thiết bị hàn hỗ trợ và thúc đẩy lẫn nhau.

 

Nhiệt độ nóng chảy của kim loại phụ hàn có liên quan mật thiết đến quá trình thiêu kết của đầu cắt. Nhiệt độ nóng chảy của kim loại phụ hàn nên được chọn theo nhiệt độ thiêu kết; việc lựa chọn cường độ của kim loại phụ hàn nên tham khảo các điều kiện sử dụng của dụng cụ. Vật liệu hàn phải đáp ứng các điều kiện sau khi đầu máy cắt kim cương được hàn với chất nền: nhiệt độ nóng chảy của chất hàn phải dưới 850 độ và càng thấp càng tốt; kim loại phụ hàn có khả năng thấm ướt tốt đối với vật liệu ma trận đầu máy cắt kim cương và đế dụng cụ và độ lan truyền dòng chảy vừa phải; vật hàn cũng phải có hiệu suất mỏi và độ ổn định tốt, đồng thời có thể chịu được nhiệt độ cao tức thời 300-400 độ; quá trình hàn rất dễ vận hành và có thể sử dụng phương pháp hàn cảm ứng hoặc hàn ngọn lửa cho mục đích chung.

 

Các yếu tố ảnh hưởng chính của quá trình hàn đến các tính chất cơ học của các mối nối hàn dụng cụ kim cương là độ dày của tấm hàn, xử lý trước khi hàn, thời gian gia nhiệt, tốc độ gia nhiệt, thời gian giữ, xử lý sau hàn, v.v. Những yếu tố này quyết định điều kiện thấm ướt, độ xốp, tỷ lệ bao gồm, độ dày đường hàn và ứng suất dư trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của hàn, v.v.

 

Độ dày của tấm hàn ảnh hưởng đến độ dày của đường hàn của mối hàn, do đó ảnh hưởng đến độ bền cắt và độ bền mỏi của mối hàn. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng khi sử dụng cùng thành phần chất hàn và quy trình hàn để hàn các dụng cụ kim cương, khi độ dày của đường hàn nằm trong khoảng {{0}}.20 và 0,28 mm, hiệu suất toàn diện của đường hàn tốt hơn (độ dày của kim loại phụ hàn có thể giảm xuống 0,15 mm khi hàn lại). Khi độ dày của đường hàn nhỏ, độ ẩm của chất hàn trên bề mặt khớp của đầu cắt và đế dụng cụ là không đủ, dẫn đến tốc độ hàn thấp và độ bền của đường hàn thấp; đồng thời, thiếc, chì và nhôm, sắt, vonfram, titan và các nguyên tố khác khuếch tán và hòa tan vào mối hàn, điều này thúc đẩy tính giòn của mối hàn và làm giảm độ bền của mối hàn. Khi độ dày của đường hàn quá lớn, rất dễ tạo ra các lỗ rỗng trong đường hàn, làm giảm diện tích hàn hiệu quả và giảm độ bền cắt.

 

Sự hình thành của đường hàn có liên quan chặt chẽ đến toàn bộ quá trình gia nhiệt. Các yếu tố như tốc độ gia nhiệt, nhiệt độ hàn, thời gian giữ và tốc độ làm nguội sẽ ảnh hưởng đến độ ẩm và độ xốp của mối hàn, do đó làm thay đổi tính chất cơ học của mối nối. Trong quá trình sản xuất, tốc độ gia nhiệt cao hơn thường được sử dụng để nâng cao hiệu quả công việc. Nếu tốc độ gia nhiệt quá cao, mối nối sẽ có ứng suất dư lớn và ảnh hưởng đến cơ tính của mối hàn. Do sự khác biệt lớn về hệ số giãn nở tuyến tính của từng thành phần trong phân khúc kim cương, ví dụ, hệ số giãn nở tuyến tính của cacbua vonfram, vonfram và crom nhỏ, trong khi hệ số giãn nở tuyến tính của kẽm, chì, thiếc, mangan, coban và các yếu tố khác là lớn. Biến dạng của phần tử sau khi nung nóng là khác nhau để sinh ra ứng suất bên trong. Nhưng tốc độ gia nhiệt quá thấp không chỉ dẫn đến hiệu quả sản xuất thấp mà còn làm trầm trọng thêm quá trình oxy hóa kim loại đường hàn, ảnh hưởng xấu đến các mối nối dụng cụ kim cương. Để giải quyết vấn đề về tốc độ gia nhiệt, có thể sử dụng quy trình gia nhiệt hai giai đoạn. Đầu tiên, phôi được nung nóng đến 400-500 độ, và nhiệt độ được giữ trong một khoảng thời gian nhất định trước khi tiếp tục nung nóng và hàn. Nhiệt độ hàn có ảnh hưởng nhất định đến tính chất cơ học của khớp. Khi nhiệt độ hàn quá cao, nguyên tố kẽm trong vật liệu hàn bay hơi tạo ra các lỗ rỗng, đồng thời vật liệu hàn dễ bị oxy hóa tạo ra xỉ, dẫn đến giảm độ bền của mối nối; khi nhiệt độ hàn quá thấp, tính lưu động của vật liệu hàn kém, dễ sinh ra xỉ, gây hàn giả, đồng thời làm giảm độ bền của mối nối.

 

Rung động tần số cao trong quá trình hàn có thể cải thiện tốc độ hàn và giảm ứng suất nhiệt dư. Công nghệ truyền động nam châm có thể cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả công việc.

Việc xử lý trước và sau quá trình hàn có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng của quá trình hàn. Trước khi hàn, bề mặt hàn cần được mài để loại bỏ lớp oxit. Khoảng cách giữa đầu dụng cụ mài và phần tiếp xúc của đế phải đồng đều. Các phương pháp thường được sử dụng để loại bỏ lớp oxit bề mặt bao gồm mài máy mài, giũa và phun cát. Các công cụ kim cương sau khi hàn nên thực hiện các biện pháp làm mát chậm hoặc bảo quản nhiệt để giảm tốc độ làm mát sau khi hàn càng nhiều càng tốt, điều này có lợi cho việc giảm ứng suất nhiệt sau khi hàn. Cách kinh tế hơn trong sản xuất là sử dụng amiang để giữ nhiệt. Sau khi hàn, thường có một lượng lớn xỉ oxit và chất trợ dung còn lại trên bề mặt phôi, cần được làm sạch bằng cách phun cát để tránh sự ăn mòn của phôi bởi chất trợ dung. Sau khi phôi được làm sạch, cần kiểm tra chất lượng hàn của đường hàn. Bề mặt của đường hàn có chất lượng hàn tốt nhẵn, mịn, hình vòng cung và không có lỗ chân lông và vết nứt rõ ràng.