Vilka är kraven för materialet i vattenborrbiten genom lasersvetsning?

Vilka är kraven för Diamond Drill Bit Bit -material (stålkropp) i lasersvetsning?

 

 

 

Introduktion:

Som en hög - Energi - Densitet, precisionssvetsmetod, ställer lasersvetsning mycket strikta och specifika krav på diamantborrbitens basmaterial. Inte alla metaller är lämpliga för lasersvetsning vid tillverkning av diamantborrbitar.

 

 

Ⅰ: Vad är speciellt med laser - Svetsade diamantborrbitar?

De unika egenskaperna hos laser - Svetsade diamantborrbitar ligger i deras höga svetsstyrka och minimal värme - påverkad zon, som maximerar bevarandet av de ursprungliga mekaniska egenskaperna för underlaget medan de möjliggör exakta och effektiv sammanfogning av olika material (såsom diamantsegment/spetsar och metallunderlag).

 

Dessa fördelar kan sammanfattas inom tre viktiga områden:

 

1 Förbättrad anslutning tillförlitlighet:

• Laserenergin är koncentrerad, vilket skapar en djup - penetrationssvetspärla. Denna svetsmetall har en hög densitet och är mycket mer resistent mot sprickbildning och skalning än traditionell håravfall, vilket effektivt rymmer de höga - frekvenspåverkan och vattenerosion associerad med hög - hastighetsskärning med borrbitar.

 

2 Minimerat underlag (Stålkropp/borrbitar Bas) Skador:

• Lasersvetsning resulterar i en liten värme - påverkad zon (vanligtvis endast 0,1 mm-1mm), vilket förhindrar betydande deformation, mjukning eller kornstång av underlagets metall på grund av höga temperaturer, vilket säkerställer styvheten och livslängden för borrbiten (borrbitstålkropp/ borrbitar).

 

3 Högre produktionseffektivitet:

• Lasersvetsning möjliggör automatiserad, kontinuerlig svetsning med höga svetshastigheter (3-5 gånger den för traditionell hårning) och eliminerar behovet av omfattande efterföljande slipning, vilket minskar produktionscykeln avsevärt och kostnaden för borrbitar.

 

Ⅱ: Kärnkraven för lasersvetsning av vattenborrbitsubstrat

Kärnkraven för lasersvetsning av underlag för vattenborrbitar fokuserar på tre dimensioner: materialkompatibilitet, yttillstånd och dimensionell noggrannhet för att säkerställa svetskvalitet och effektivitet.

1. Krav på materialkomposition:

• Metallmaterial med stark lasersvetsningskompatibilitet måste väljas, främst medelstora - och låg - kolstål (såsom Q235 och 45# stål) eller låg - legeringsstruktur. Dessa material har ett lågt kolhalt (vanligtvis mindre än eller lika med 0,25%), vilket förhindrar defekter såsom sprickor och porer orsakade av kolberikning under svetsning.
• Hög - kol och hög - legeringsmaterial (såsom hög - kolstål och hög - hastighetsstål) är förbjudna. Lasersvetsning av dessa material kan enkelt producera härdade strukturer, vilket leder till substratförbringare och svetssprickor.

 

2. Ytkvalitetskrav:

• Inga oljefläckar/rost: Svetsområdet (änd- och sido -ansikten som kontaktar diamantbiten) måste rengöras noggrant från oljefläckar, anti - rostolja och oxidskala. Annars kan oljeförbränningar och skapar porer, och oxidskala kan hindra laserenergiöverföring, vilket resulterar i dåliga svetsar.
• Krav på ytråhet: Svetsens ytråhet måste kontrolleras inom RA mindre än eller lika med 3,2 um för att undvika ojämn laserenergifördelning på grund av oregelbundenheter, vilket resulterar i partiell ofullständig penetration eller överbränning.

 

3. Dimensionella och positionella noggrannhetskrav:

• Uniformtjocklek: tjocklekstoleransen för substratsvetsänden måste vara mindre än eller lika med ± 0,1 mm. Överdriven tjockleksavvikelse kan leda till att laserfokuspositionen växlar, vilket påverkar svetspenetrationskonsistensen.
• High End Face Platness: Plathetsfelet för svetändytan måste vara mindre än eller lika med 0,05 mm för att säkerställa en nära passform med diamantbiten och undvika otillräcklig svetsfyllning och minskad styrka på grund av överdrivna luckor.
• Kvalificerad koaxialitet: Underlagets totala koaxialitet måste vara mindre än eller lika med 0,1 mm för att förhindra ojämn periferfördelning av biten efter svetsning, vilket kan påverka stabiliteten hos vattenborrbiten under hög - hastighetsrotation.

 

 

Ⅲ: Vilka låg - kolstål är bäst lämpade för lasersvetsning?

De mest lämpliga låga - kolstålen för lasersvetsning är låga - kolmikrolegerade stål, typiserade av Q355nd/E (National Standard) och S355NL (europeisk standard). Deras sammansättning och mikrostrukturella egenskaper är mycket kompatibla med de höga kylningshastigheterna och lasersvetsning med hög energitäthet.

 

De viktigaste fördelarna med att välja denna typ av stål ligger i följande tre viktiga aspekter:

1. Extremt låg sprickkänslighet:

• Kolinnehållet styrs strikt under 0,16%, och tillsatsen av mikrolegeringselement såsom NB (niob), V (vanadium) och Ti (titan) hämmar bildningen av härdad martensit i svetzonen, vilket förhindrar kall sprickor. Det låga innehållet av skadliga föroreningar såsom svavel och fosfor (vanligtvis mindre än eller lika med 0,035%) minskar risken för intergranulär förbrännande.

 

2. Stabila ledmekaniska egenskaper:

• Mikrolegeringselement kan kompensera den grovande orsakade av snabb kylning av lasersvetsning genom kornförfining och förstärkning av spridning. Detta säkerställer att styrkan och den låga - temperaturens seghet (påverkar energi som är större än eller lika med 34J vid - 40 grader) av svetsen och värmebelagda zonen nära matchar modermaterialet, vilket förhindrar nedbrytning av mekaniska egenskaper.

 

3. Stark anpassningsförmåga:

• Kolekvivalenten (CEV) av stål är vanligtvis mindre än eller lika med 0,45%. Ingen komplicerad förvärmning eller post - uppvärmningsprocess krävs under svetsning (för tunn - mätdelar). Den kan direkt uppfylla de höga - hastighetssvetsningskraven för lasersvetsning. Samtidigt är det inte lätt att producera defekter som porer och underbedrater, vilket minskar svårigheten med processkontroll.

 

Ⅳ: Vilka är kärnriskerna för lasersvetsning Q235 -stål, vanligtvis för vattenborrbitar i Kina?

Kärnrisken för lasersvetsning Q235 -stål är känsligheten för kall sprickor och porositet i svetsområdet och en potentiell minskning av de mekaniska egenskaperna hos fogen (särskilt låg - temperatursjukhet). Detta beror främst på ett missförhållande mellan dess sammansättning och processegenskaperna för lasersvetsning.

 

Specifika risker kan kategoriseras i fyra kategorier, med viktiga påverkande faktorer och konsekvenser enligt följande:

1. Metallurgiska och mekaniska egendomsrisker

• Kall sprickbildning: Q235 stål har ett högt kolhalt (cirka 0,14%-0,22%) och föroreningar såsom svavel och fosfor. Lasersvetsning resulterar i extremt snabb kylning (mycket snabbare än bågsvetsning), vilket lätt kan leda till bildning av härdad martensit i svetsområdet. Vidare ökar föroreningarna intergranulär stress, vilket i slutändan inducerar kall sprickor och minskar ledstyrkan.
• Minskad seghet: Snabb kylning resulterar i grovning av kornen i svetsen och värmen - påverkad zon och potentialen för bildning av widmanstätenstruktur. Detta minskar den låga- temperaturpåverkan på fogens låga-, vilket gör det mottagligt för sprickor vid låga temperaturer eller under stress.

 

2. Risk för processfel

• Porositet: Ytan på Q235 är mottaglig för oxidation (bildar Fe₂o₃). Om rost och oljeborttagning inte är grundlig före svetsning, kan "Deep Penetration Pinhole" -effekten av lasersvetsning dra föroreningar eller oxidskala i den smälta poolen. Snabb kylning förhindrar att de snabbt flyr ut, vilket resulterar i porer och försvagar fogens tätning och belastning - lagerkapacitet.
• Undercutting och ofullständig penetration: Laserenergitätheten är koncentrerad. Felaktig matchning av parametrar (såsom kraft och skanningshastighet) kan enkelt orsaka kantundersökning (överdriven värmeinmatning) eller ofullständig penetration vid roten (otillräcklig värmeinmatning), vilket ökar spänningskoncentrationspunkterna.

 

3. Operations- och skyddsrisker

• Laserstrålning: Den höga - Energilaserstrålen (särskilt i det infraröda området) som används i lasersvetsning kan bränna huden och ögonen. Specialiserad skyddsutrustning krävs, eftersom underlåtenhet att göra det kan leda till näthinneskador eller hudförbränningar.
• Spatter och ångor: Q235 Svetsning producerar ångor som FEO och MNO. Lång - Terminhalation kan orsaka andningsproblem. Hög - Temperatursprut kan också antända närliggande brandfarliga material, vilket utgör en brandrisk.

 

4. Risker för efterföljande användning

• Ökad korrosionskänslighet: Oxidfilmen i svetzonen förstörs och kornstorleken och kompositionssegregationen är betydande. Om den används i en fuktig eller frätande miljö, kommer lokal korrosion (såsom grop) troligen att inträffa, vilket förkortar komponentens livslängd.

 

Vårt företag använder höga - kvalitetsdiamanter och legeringsstålsubstrat och antar Tysklands mest avancerade lasersvetsutrustning och teknik för att producera hög - kvalitetsdiamantborrbitar. Välkommen att konsultera och förhandla. Vårt företag tillhandahåller OEM -tjänster för flera brunn - kända inhemska och utländska varumärken året runt. Se kundservice för specifik information.

Denna webbplats erbjuder regelbundet kurser om tillverkning av diamantverktyg, i hopp om att alla kommer att njuta av det. Välkommen fler människor att kommunicera, utbyta och lära sig med oss.

(Fortsätter)