Quali sono i requisiti per il materiale della base bit per trapano acqua mediante saldatura laser?

Quali sono i requisiti per il materiale per la base del trapano diamantato (corpo in acciaio) nella saldatura laser?

 

 

 

Introduzione:

Come una densità di energia - -, metodo di saldatura di precisione, la saldatura laser impone requisiti molto severi e specifici sul materiale di base del trapano diamante. Non tutti i metalli sono adatti per la saldatura laser nella produzione di bit per trapano a diamante.

 

 

Ⅰ: Cosa c'è di speciale in Laser - Bit per trapano diamantato saldato?

Le caratteristiche uniche del laser - Bit di perforazione a diamante saldati si trovano nella loro elevata resistenza alla saldatura e al calore minimo - Zona interessata, che massimizza la conservazione delle proprietà meccaniche originali del substrato mentre si abilitano mentre si abilitavano i materiali precisi ed efficienti di materiali dissimilanti (come il segmento diamante/TIPS in metallo).

 

Questi vantaggi possono essere riassunti in tre aree chiave:

 

1 Affidabilità della connessione migliorata:

• L'energia laser è concentrata, creando un tallone di saldatura di penetrazione - profondi. Questo metallo di saldatura ha un'alta densità ed è molto più resistente ai crack e alla peeling rispetto al brasatura tradizionale, accomodando efficacemente l'elevato impatto di frequenza - e l'erosione dell'acqua associata a un taglio di velocità - elevato con bit di perforazione.

 

2 substrato minimizzato (Base BITS BITS/PROPRIO ACCIAIO) Danno:

• La saldatura laser si traduce in una piccola zona interessata - (in genere solo 0,1 mm-1 mm), impedendo deformazioni significative, ammorbidimento o grossolana di metallo del substrato a causa delle alte temperature, garantendo così la durata della rigidità e la durata del substrato di perforazione (base per le fasce di perforazione del corpo).

 

3 Efficienza di produzione più elevata:

• La saldatura laser consente una saldatura automatica e continua con velocità di saldatura elevate (3-5 volte quella del brasatura tradizionale) ed elimina la necessità di una vasta macinatura successiva, riducendo significativamente il ciclo di produzione e il costo dei bit di perforazione.

 

Ⅱ: Requisiti fondamentali per la saldatura laser di substrati bit di perforazione dell'acqua

I requisiti fondamentali per la saldatura laser dei substrati BIT di perforazione dell'acqua si concentrano su tre dimensioni: compatibilità del materiale, condizioni di superficie e precisione dimensionale per garantire la qualità e l'efficienza della saldatura.

1. Requisiti di composizione del materiale:

• I materiali metallici con forte compatibilità di saldatura laser devono essere selezionati, principalmente medi - e bassi - acciai di carbonio (come Q235 e 45# Steel) o bassi - Steel strutturali in lega. Questi materiali hanno un basso contenuto di carbonio (in genere inferiore o uguale allo 0,25%), il che impedisce difetti come crepe e pori causati dall'arricchimento del carbonio durante la saldatura.
• Alti - carbon e alto- materiali in lega (come High - carbon Steel e High - Speed ​​Steel) sono vietati. La saldatura laser di questi materiali può produrre facilmente strutture indurite, portando a abbracci substrato e crack di saldatura.

 

2. Requisiti di qualità della superficie:

• Nessuna macchia di olio/ruggine: l'area di saldatura del substrato (le facce laterali che contattano la punta del diamante) devono essere accuratamente pulite da macchie di olio, olio di ruggine anti - e scala di ossido. Altrimenti, l'olio brucia e crea pori e la scala di ossido può ostacolare la trasmissione dell'energia laser, con conseguenti saldature scadenti.
• Requisiti di rugosità superficiale: la saldatura della superficie deve essere controllata all'interno di RA inferiore o uguale a 3,2 μm per evitare distribuzione irregolare dell'energia laser dovuta a irregolarità superficiali, con conseguente penetrazione parziale incompleta o eccesso di eccesso.

 

3. Requisiti di precisione dimensionale e posizionale:

• Spessore uniforme: la tolleranza di spessore dell'estremità di saldatura del substrato deve essere inferiore o uguale a ± 0,1 mm. La deviazione di spessore eccessivo può causare lo spostamento della posizione della messa a fuoco laser, influenzando la coerenza di penetrazione della saldatura.
• Piatteneia della faccia di fascia alta: l'errore di planarità della faccia di estremità della saldatura deve essere inferiore o uguale a 0,05 mm per garantire una vestibilità ravvicinata con la punta del diamante ed evitare un riempimento di saldatura insufficiente e una resistenza ridotta a causa di vuoti eccessivi.
• Coassialità qualificata: la coassialità complessiva del substrato deve essere inferiore o uguale a 0,1 mm per impedire la distribuzione circonferenziale irregolare del bit dopo la saldatura, che può influire sulla stabilità del bit di perforazione dell'acqua durante la rotazione di velocità -.

 

 

Ⅲ: quali bassi - acciai in carbonio sono più adatti per la saldatura laser?

Gli acciai di carbonio più adatti -} per la saldatura laser sono bassi - acciai microallooy per carbonio, caratterizzati da Q355ND/E (standard nazionale) e S355NL (standard europeo). La loro composizione e le proprietà microstrutturali sono altamente compatibili con gli alti tassi di raffreddamento e l'elevata densità di energia della saldatura laser.

 

I vantaggi chiave della scelta di questo tipo di acciaio si trovano nei seguenti tre aspetti chiave:

1. Suscettibilità al crack estremamente bassa:

• Il contenuto di carbonio è strettamente controllato al di sotto dello 0,16%e l'aggiunta di elementi di microalloying come NB (niobio), V (vanadio) e Ti (titanio) inibisce la formazione di martensite indurita nella zona di saldatura, prevenendo il crack a freddo. Il basso contenuto di impurità dannose come lo zolfo e il fosforo (in genere inferiore o uguale allo 0,035%) riduce il rischio di abbracci intergranulari.

 

2. Proprietà meccaniche articolari stabili:

• Gli elementi di microalloying possono compensare l'accoppiamento causato dal rapido raffreddamento della saldatura laser attraverso il raffinamento del grano e il rafforzamento della dispersione. Ciò garantisce che la resistenza e la bassa teoria della temperatura - (energia di impatto maggiore o uguale a 34J a - 40 gradi) della zona di saldatura e colpita dal calore corrisponde strettamente a quella del materiale genitore, impedendo la degradazione delle proprietà meccaniche.

 

3. Adattabilità al processo forte:

• L'equivalente di carbonio (CEV) di acciaio è generalmente inferiore o uguale allo 0,45%. Non è richiesto preriscaldamento o post di preriscaldamento complicato - durante la saldatura (per sottili parti di calibro -). Può soddisfare direttamente i requisiti di saldatura di velocità - alti della saldatura laser. Allo stesso tempo, non è facile produrre difetti come pori e sottosquadri, riducendo la difficoltà del controllo del processo.

 

Ⅳ: Quali sono i rischi fondamentali della saldatura laser Q235 in acciaio, comunemente utilizzati per le basi di punta dell'acqua in Cina?

Il rischio fondamentale di saldatura laser Q235 in acciaio è la suscettibilità al cracking a freddo e alla porosità nell'area della saldatura e una potenziale riduzione delle proprietà meccaniche dell'articolazione (in particolare la tesi di temperatura -). Ciò è dovuto principalmente a una mancata corrispondenza tra la sua composizione e le caratteristiche del processo della saldatura laser.

 

I rischi specifici possono essere classificati in quattro categorie, con fattori e conseguenze di influenza chiave come segue:

1. Rischi di proprietà metallurgica e meccanica

• Cracking a freddo: l'acciaio Q235 ha un alto contenuto di carbonio (circa 0,14%-0,22%) e impurità come zolfo e fosforo. La saldatura laser comporta un raffreddamento estremamente rapido (molto più veloce della saldatura ad arco), che può facilmente portare alla formazione di martensite indurita nell'area della saldatura. Inoltre, le impurità aumentano lo stress intergranulare, in ultima analisi, inducendo il cracking a freddo e riducendo la resistenza all'articolazione.
• Riduzione della tenacità: il raffreddamento rapido provoca ingrossare i grani nella saldatura e il calore - Zona interessata e il potenziale per la formazione della struttura di Widmanstätten. Ciò riduce significativamente la bassa tenacità di impatto della temperatura -, rendendolo suscettibile alla frattura a basse temperature o sotto stress.

 

2. Rischio di difetti di processo

• Porosità: la superficie di Q235 è suscettibile all'ossidazione (che forma fe₂o₃). Se la rimozione della ruggine e dell'olio non è accurata prima della saldatura, l'effetto "Penitrazione profonda" della saldatura laser può attirare impurità o scala di ossido nella piscina fusa. Il raffreddamento rapido impedisce loro di fuggire rapidamente, risultando in pori e indebolire la sigillatura e il carico dell'articolazione - capacità del cuscinetto.
• Penetrazione sotto taglio e incompleta: la densità di energia laser è concentrata. La corrispondenza impropria dei parametri (come la potenza e la velocità di scansione) può facilmente causare un sottovalutazione del bordo (eccessiva input di calore) o una penetrazione incompleta alla radice (input di calore inadeguato), aumentando i punti di concentrazione dello stress.

 

3. Rischi di funzionamento e protezione

• Radiazione laser: l'alta fascia laser - (specialmente nella gamma a infrarossi) utilizzato nella saldatura laser può bruciare la pelle e gli occhi. Sono necessarie attrezzature protettive specializzate, poiché non riuscire a causare danni alla retina o ustioni cutanee.
• Spruttori e fumi: la saldatura Q235 produce fumi come FEO e MNO. L'inalazione del termine Long - può causare problemi respiratori. Gli schizzi di temperatura - alti possono anche accendere materiali infiammabili nelle vicinanze, ponendo un pericolo di incendio.

 

4. Rischi dell'uso successivo

• Aumento della sensibilità alla corrosione: il film di ossido nella zona di saldatura viene distrutto e la dimensione del grano e la segregazione compositiva sono significative. Se utilizzato in un ambiente umido o corrosivo, è probabile che si verifichi la corrosione localizzata (come la vaiolazione), accorciando la durata della vita del componente.

 

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