激光加工金刚石工小具属于激光先进制造技术领域,涉及光学工程、机械、电子、材料等多学科各专业。与传统的钎焊相比,激光焊接是通过激光能量,直接将基体和刀头局部熔化,使两者形成冶金结合。提高了焊接强度,激光焊接具有效率高、精度高、变形小,因此被国内外广泛的采用。作者结合生产实践,对影响激光焊接金刚石锯片的质量因素作了深入的研究。 在基体和刀头材料一定的情况下,优化工艺参数(光束质量、激光功率、焊接速度、焦点位置及偏移量、保护气体流量及等离子体的控制)可以使金刚石锯片获得好的焊接质量。 研究表明,在刀头和基体间加入1～1.5mm的过渡层,能避免刀头中金刚石的石墨化,同时还能提高焊缝强度。 气孔、裂纹和热透镜效应是激光焊接中最常见的缺陷。研究发现,气孔是由于在激光焊接时,焊缝深且窄,冷却速度又快,焊接过程中产生的气体没有足够的时间从熔化区中逸出而产生的。裂纹的主要原因是由于两种材料的热物理性质相差较大。热透镜效应是在激光焊接时,透镜由于吸收一部分激光能量使温度升高,随之产生的折射率增大导致透镜的焦距变短,从而影响焊接质量的一种现象。 几种胎体材料的比较,发现铁基与钴基机械性能相似,具有以下优点:烧结温度适中,硬度适中,强度适中,韧性适中,自锐性较好,性能稳定,再结合我国是贫钴国,作者提出了用铁基代替钻基的方案,并且通过在铁基中适当的加入低熔点元素和磷粉以及通过镀膜,解决铁基代替钴基时产生的问题。 多种原因引起的锯片摆动会使刀头圆弧化,从而影响切割效果和使用寿命。为此,作者通过优化刀头结构,采用分层刀头,改善了锯片切割的工作状况,提高了锯片切割的稳定性,减少了切缝的漂移。