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激光焊接机焊缝强度与金刚石锯片切割受力分析?

发布时间:2012年10月06日|浏览次数:3818|文章分类:激光设备信息|文章来源:激光焊接机研究中心

激光焊接机焊缝强度与金刚石锯片切割受力分析?
    金刚石锯片使用过程中,因锯齿与基体焊缝强度不够而出现个别锯齿断裂被甩出的现象,将严重威胁操作人员的安全,同时也会影响锯片的使用寿命。因此,对锯片的焊缝强度不容忽视,焊缝强度已成为锯片质量的一个主要衡星指标。
    德国Dr. Frisch激光焊接机焊缝强度检测机可对外径为230一600mm、刀头尺寸为(20~50)mmx1.8xmm(5~20)mm的抗弯强度进行检测,测试范围为6~60N·m。可按MPA的标准进行检测,利用计算进行控制,可设置控制项目,随机实时显示、储存并可打印结果。
    金刚石锯片在切割过程中主要受到切向阻力和法向压力,由于锯片存在小幅摆动,故同时还受到轴向压力。切向力使锯齿与基体间产生脱离趋势,是锯齿脱落的主要原因。切向阻力和法向压力相对于切向力来讲较小,对锯齿与基体焊接面的影响不大。但在非正常切割,如夹锯等条件下,轴向压力也产生一定的弯曲应力,增加断齿和掉齿的可能性。锯片在切割时如果冷却不好还会因剧烈摩擦产生局部高温,从而弱化来锯齿和基体之间的激光焊接焊缝强度,进一步增加了掉齿的几率。另外值得注意的是,由于锯片切割是非连续过程,切向阻力、法向压力和切向力均为交变载荷,其周期一致,产生频率相同的交变力。锯片每旋转一周,锯齿冲就与切割材料工件之间产生一次切入切出运动,则端面焊缝处的弯曲正应力就由零变化到某一最大值,然后再回到零。锯片不停地旋转,端面激光焊接机焊缝处正应力就不断地重复。
    在上述交变应力作用下,虽然最大应力低于屈服极限,但重复多次后,也会发生突然断裂。这种断裂实际上为疲劳断裂,其作用机理:函于锯齿与焊接区域材料性能不一致,或锯齿本身存在有微观缺陷等,使得局部区域产生应力集中,这些区域就成为疲劳裂纹核心产生的策源地。在交变应力作用下微观裂纹扩展长大,成为宏观裂纹,使刀头与基体间的有效焊接面积逐渐减小,因此应力不断增加,当应力超过激光焊接焊缝强度时,则会突然发生断裂。
 

激光焊接机

                   端面焊缝点交变应力示意图