高频焊接金刚石锯片出现齿部裂纹与缺损浅析.pdf
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1、4STONE2023No.9STONE机械装备石材高频焊接金刚石锯片出现齿部裂纹与缺损浅析肖红平1,胡欢?,杨守洲?(1三川德青新型建材有限公司,湖北宜昌4 4 30 0 3;2 黑旋风锯业股份有限公司,湖北宜昌4 4 30 0 3)前言金刚石圆锯片高频焊接锯片广泛应用于各类天然石材荒料的开采、板材加工以及切边加工等,实际切割加工使用过程中经常出现基体齿顶部产生裂纹,见图1,局部缺块(也称“齿缺”或“掉肉”)的问题,见图2。导致容易产生刀头掉落飞出的安全风险,也直接影响的刀头的复焊次数,即降低了基体的使用寿命。(a)齿部裂纹实物(b)图1齿部裂纹示意(a)齿部缺损实物(b)齿部缺损示意图2 局
2、部缺块(“齿缺”或“掉肉”)为分析上述问题产生的根本原因,采取相应的改进措施,有效减少锯片在实际切割过程中出现的该类问题,本文主要从市场上带回的有问题产品或局部样块进行相应的取样分析,尤其是从裂纹或掉块产生的机理方面去进行分析探讨,结合锯片基体、刀头焊接和切割实际,提出相应的改进措施和建议。1取样分析因从市场上带回的产品或样块,主要为新使用锯片基体(复焊次数较少)的齿部产生了裂纹或齿缺现象,考虑不存在因齿部工作受力时收到冲击载荷而引起的材料疲劳失效所导致,而是产生裂纹或者齿缺的齿顶部位因材料脆性急剧增加,且受力情况下产生裂纹甚至掉块。因此,主要通过对应部位的材料硬度检测对比分析、金相显微组织的
3、对比分析去查找齿顶部材料脆性急剧增加的原因。(1)齿部材料硬度检测对比分析主要通过洛氏硬度计和制作金相试样进行显微硬度检测,对样块的齿部不同部位进行材料表面硬度的检测,从检测数据上可以发现靠近齿顶部的刀头焊接热影响区的硬度变化,见图3、图4。这说明在刀头焊接的过程中,靠近齿顶部的热影响区发生了材料表面硬度急剧上升,进而导致该部位材料脆性急剧增加,从而产生了裂纹甚至齿缺掉块。11-HRC60/63/56/裂232-HRC27/39/41/363-HRC44/45/43/4344-HRC45/46/47/46图3齿部4 点硬度值(每点4 次检测)HRC56HRC29HRC43图4 齿缺的齿部表面硬
4、度检测值15石材2023年9 期SHICAI机械装备进一步通过对齿部金相试样进行显微硬度检测,通过检测分析齿顶部硬度快速上升的部位范围大小。检测样品的显微硬度见表1。其显微硬度值随着齿顶部往基体中心部位位置变化的折线趋势图见图5。从焊接刀头处往中心孔表面硬度HRC7060+表面硬度HRC10005距焊接刀头处距离mm图5从焊接刀头到中心孔表面显微硬度值由以上检测结果可知,送检样品齿顶部(刀头焊接面)附近硬度达到了HRC62左右,齿顶部(刀头焊接面)距离基体中心位置约2.5mm范围内的材料表面硬度值均在HRC60上下,直至远离齿顶部(刀头焊接面)约3.0 mm后,材料表面硬度值为HRC44左右(
5、与基体热处理后的基体硬度值范围一致),见图6。基体焊接刀头压痕附近压痕大小大小HRCHRC6042.78(a)距刀头近的部位硬度大(b)距刀头远的部位硬度小图6 齿部不同区域显微硬度检测压痕大小(2)齿部金相试样显微组织对比分析因通过对样块齿部不同部位进行的材料表面硬度的检测,表明齿顶部刀头焊接面附近的热影响区发生了材料表面硬度急剧上升,说明该处材料金相组织在刀头焊接过程中发生了金属材料的金相组织变化,因此,通过制作齿部金相试样,进行对应区域位置的材料显微金相组织分析对比。样品的金相组织见表2,不同部位的组织图片见图7、图8、图9、图10。100um,25um图7 2 0 2 0 2 19 1
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