Lemljenje dijamantskog segmenta i podloge

Glava dijamantskog rezača i podloga se često spajaju lemljenjem za izradu dijamantskih alata. Sve vrste alata za piljenje, rezanje, brušenje i bušenje koje se srećemo u svakodnevnom životu uglavnom su povezane lemljenjem. Postoje različiti oblici takvih alata, ali spojevi imaju svoje zajedničko, odnosno lemljenje poroznih složenih kompozita proizvedenih metalurgijom praha i legiranim čelikom.

 

Radni uslovi dijamantskih alata su relativno teški i uglavnom se koriste u okruženjima velike brzine, vibracija i visokih temperatura, tako da je lemljenje dijamantskih reznih glava teško. Kako bi se poboljšala efikasnost rada dijamantskih alata, zahtjevi za brzinom rezanja i posmakom se stalno povećavaju, što zahtijeva da dijamantski alati imaju veću čvrstoću šava lemljenja. Na tehnički način za poboljšanje čvrstoće šava za lemljenje, materijal za lemljenje i proces lemljenja se oslanjaju i promovišu jedni druge; na tehnički način za poboljšanje efikasnosti lemljenja, proces lemljenja i oprema za lemljenje podržavaju i promoviraju jedni druge.

 

Temperatura topljenja dodatnog metala za lemljenje usko je povezana sa sinterovanjem glave rezača. Temperaturu topljenja dodatnog metala za lemljenje treba odabrati prema temperaturi sinterovanja; izbor čvrstoće metala za lemljenje treba da se odnosi na uslove upotrebe alata. Materijal za lemljenje treba da ispunjava sledeće uslove kada se glava dijamantskog rezača lemljuje sa podlogom: temperatura topljenja lema treba da bude ispod 850 stepeni, a što je niža to bolje; dodatni metal za lemljenje ima dobru sposobnost vlaženja na materijal matrice dijamantske glave rezača i podlogu alata i umereno širenje protoka; lem takođe treba da ima dobre karakteristike zamora i stabilnost, i može da izdrži trenutne visoke temperature od 300-400 stepena; proces lemljenja je jednostavan za rukovanje, a može se koristiti indukciono lemljenje opšte namene ili lemljenje plamenom.

 

Glavni faktori koji utječu na proces lemljenja na mehanička svojstva lemljenih spojeva dijamantskim alatom su debljina zavarenog lima, tretman prije zavarivanja, vrijeme zagrijavanja, brzina zagrijavanja, vrijeme držanja, tretman nakon zavarivanja, itd. Ovi faktori određuju stanje vlaženja, poroznost, stopa uključivanja, debljina šava lemljenja i zaostalo naprezanje u zoni lemljenja pod utjecajem topline itd.

 

Debljina lima za lemljenje utječe na debljinu šava za lemljenje spoja, čime utječe na čvrstoću na smicanje i čvrstoću na zamor lemljenog spoja. Eksperimentalna istraživanja pokazuju da kada se koristi isti sastav lemljenja i proces lemljenja za lemljenje dijamantskih alata, kada je debljina šava za lemljenje između {{0}}.20 i 0,28 mm, sveobuhvatne performanse šava za lemljenje je bolji (debljina dodatnog metala za lemljenje može se smanjiti na 0,15 mm prilikom ponovnog zavarivanja). Kada je debljina šava za lemljenje mala, vlaženje lema na površini spoja glave rezača i podloge alata je nedovoljno, što rezultira niskom brzinom lemljenja i niskom čvrstoćom šava za lemljenje; u isto vrijeme, kalaj, olovo i aluminij, željezo, volfram, titan i drugi elementi difundiraju i rastvaraju se u zavaru, što pospješuje krhkost spoja lemljenja i smanjuje čvrstoću spoja. Kada je debljina šava za lemljenje prevelika, lako je stvoriti pore u šavu za lemljenje, što smanjuje efektivnu površinu lemljenja i smanjuje otpornost na smicanje.

 

Formiranje šava za lemljenje usko je povezano s cijelim procesom grijanja. Faktori kao što su brzina zagrevanja, temperatura lemljenja, vreme zadržavanja i brzina hlađenja će uticati na vlaženje i poroznost lemljenog spoja, menjajući tako mehanička svojstva spoja. U proizvodnom procesu se često koristi veća stopa grijanja za poboljšanje radne efikasnosti. Ako je brzina zagrijavanja previsoka, spoj će imati veliko zaostalo naprezanje i utjecati na mehanička svojstva zavara. Zbog velike razlike u koeficijentu linearne ekspanzije svake komponente u segmentu dijamanata, na primjer, koeficijent linearne ekspanzije volfram karbida, volframa i hroma je mali, dok je koeficijent linearne ekspanzije cinka, olova, kalaja, mangana, kobalta i drugih elemenata je velika. Deformacija elementa nakon zagrijavanja je drugačija kako bi se stvorilo unutrašnje naprezanje. Ali preniska brzina zagrevanja ne samo da dovodi do niske efikasnosti proizvodnje, već i pogoršava oksidaciju metala šava za lemljenje, što ima štetne efekte na spojeve dijamantskih alata. Da bi se riješio problem brzine grijanja, može se koristiti dvostepeni proces grijanja. Prvo se radni komad zagrijava do 400-500 stepena, a temperatura se održava određeni vremenski period prije nego što se nastavi zagrijavati i zavarivati. Temperatura lemljenja ima određeni utjecaj na mehanička svojstva spoja. Kada je temperatura lemljenja previsoka, element cinka u materijalu za lemljenje isparava i izaziva pore, a u isto vrijeme, materijal za lemljenje se lako oksidira i stvara inkluzije troske, što rezultira smanjenjem čvrstoće spoja; kada je temperatura lemljenja preniska, fluidnost materijala za lemljenje je loša, lako je proizvesti inkluzije šljake, uzrokovati lažno zavarivanje, a također smanjiti čvrstoću spoja.

 

Visokofrekventne vibracije u procesu lemljenja mogu poboljšati brzinu lemljenja i smanjiti zaostalo toplotno naprezanje. Tehnologija magnetnog pogona može poboljšati energetsku efikasnost, smanjiti potrošnju energije i poboljšati radnu efikasnost.

Prethodna i naknadna obrada lemljenja ima važan uticaj na kvalitet lemljenja. Prije zavarivanja, lemljena površina se mora brusiti kako bi se uklonio oksidni sloj. Potrebno je da razmak između glave alata za brušenje i spojnog dijela podloge bude ujednačen. Uobičajene metode za uklanjanje površinskog oksidnog sloja uključuju brušenje, brušenje i pjeskarenje. Dijamantski alati nakon zavarivanja trebaju poduzeti mjere sporog hlađenja ili očuvanja topline kako bi se smanjila brzina hlađenja nakon zavarivanja što je više moguće, što je korisno za smanjenje toplinskog naprezanja nakon zavarivanja. Ekonomičniji način u proizvodnji je korištenje azbesta za očuvanje topline. Nakon zavarivanja, na površini obratka obično ostaje velika količina oksidne troske i fluksa, koje treba očistiti pjeskarenjem kako bi se izbjegla korozija obratka fluksom. Nakon čišćenja radnog komada potrebno je provjeriti kvalitetu zavarivanja šava lemljenja. Površina šava za lemljenje sa dobrim kvalitetom zavarivanja je glatka, glatka, u obliku luka i nema vidljivih pora i pukotina.