一种带锯条根带激光焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带锯条根带焊接领域，具体为一种带锯条根带激光焊接工艺。
【背景技术】
[0002]双金属带锯条产品是我国八十年代引进、消化和进行应用推广的，其使用方法是根据客户端锯床的规格型号及锯切材料的材质、规格，选取合适的锯条规格和齿型、长度等，生产厂商根据客户订单将对应规格、齿型的盘带锯条裁剪成对应长度的单根环状锯条、并用焊接机进行焊接、退火、打磨等加工处理，根带锯条的焊接口在使用过程中要承受拉伸、扭曲、疲劳等多种强度的考验，所以对焊接口的要求较高。
[0003]现在，规模较大厂商的根带焊接都是使用德国进口 IDEAL专用焊接机进行焊接生产，其焊接加工需根据锯条的材质、规格、齿型，调整定位挡块、焊接程序、顶锻力、钳口距离、气压、电流、闪光时间控制、钳口退火位置、钳口压力等参数，焊接时带锯条根带两端口之间的预留焊接融化加工量达6mm-8mm，焊口的焊澄较多(单面焊澄宽度为1.5?3.5mm、焊渣高度为2?4_)后续焊渣打磨的工作量较大且焊口打磨工序产生的焊渣和粉尘对生产现场环境以及产品表面的会产生一定的污染，而且在保证焊口齿型、齿距方面对材质员工的技能要求较高。
[0004]小规模的加工点一般使用设备成本较低的亚弧焊机和退火机进行焊接加工。其生产效率较低、焊口性能受锯条材质、焊接和退火参数及操作技能的影响不能较好的保证，焊口断裂频率较高，所以一般生产加工企业不采用该工艺。
[0005]目前，在双金属带锯条的生产工艺中，也有采用光纤激光焊机应用在齿材背材的焊接中，但这种激光焊接工艺、焊缝的工艺要求与根带锯条焊口的焊接完全不同；其中，齿材背材焊接的焊缝单边允许内凹0.02mm?0.03mm(因后续还有焊缝轧制加工)，而根带焊口的要求是，打磨焊渣加工后的厚度不能小于本体厚度的95%，即平均单面打磨加工量不能超过0.015 mm?0.025mm，因为根带焊接加工后还需打磨加工，所以焊缝一般要求为凸出才能保证焊口打磨后的厚度工艺要求，但这又将导致打磨工作量大，打磨加工质量难以控制，现场测算发现单面焊澄宽度为1.5?3.5_、焊澄高度为2?4_。
[0006]综上所述，现有带锯条闪光对焊工艺或激光焊接工艺存在的缺点是:
1、焊接前的修剪需根据根带锯条两端的实际情况、对焊机的焊接参数(钳口距离、闪光时间、焊接电流值、工作气压值和顶锻力等)和操作者的经验值进行操作，焊口齿距满足工艺要求有一定的难度和不稳定性；
2、现有对焊机的焊接是靠融化部分工件本体再碰焊在一起的原理，所以在根带锯条的焊接时需恪化5_?8_的本体材料，对焊口的几何尺寸控制和材料的损耗有一定的影响。
[0007]3、焊渣的打磨需要耗费一定的工作时间而且有可能磨伤到锯条齿尖；特别是换面打磨焊渣时操作比较麻烦，且有可能产生锯条的磕碰(出现损伤锯条齿尖的现象)。
[0008]4、使用打磨机打磨焊渣时，打磨下来的焊渣和砂轮砂尘对生产现场环境以及产品表面的污染； 5、对焊机为保证焊接工作时的导电性，其夹具设计为铜电极+钢电极；焊接加工过程对电极有污染和磨损，需经常性的清洁和重磨使用，生产成本较高。
[0009]目前激光焊接在锯带焊接中应用仅限于比较简单的齿背材的焊接，这种齿背材的焊接只需要保证焊接强度即可，不涉及到抗弯扭、疲劳强度、耐磨性能等影响锯带根带焊接质量的设计要求。
【发明内容】
[0010]本发明旨在提供一种带锯条根带激光焊接工艺，该焊接工艺可以较简捷地将带锯条根带焊接成环状，从而解决现有闪光焊接工艺存在多种因素影响焊接质量、焊渣较多(影响生产效率和现场生产环境)、焊口齿距较难控制等问题，以及现有激光焊接工艺要求焊缝凸出，打磨工作量大的问题。
[0011]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种带锯条根带激光焊接工艺，其包括:
a)选用波长范围为380nm?3900nm的激光器；选用准直焦距为10mm?300mm、聚焦焦距为10mm?300mm、聚焦光斑为0.lmm-0.4mm的焊接激光头；
b)将带锯条根带的两个端部根据带锯条根带产品的齿型和齿距进行修剪或切割，再通过夹具固定在同一个水平面上，带锯条根带(3)的两个端部的端口相对设置，并在两个端口之间形成的焊缝宽度b不大于0.2mm，该焊缝两侧的带锯条根带端部相对设置后在焊接处形成一个基本完整的齿形，焊接处相邻两齿尖之间的距离L为未焊接处相邻两齿尖之间距离的0.75-1倍且焊缝部位齿沟圆弧成型完整；所述焊缝的正上方设置所述焊接激光头，该焊接激光头与焊缝之间的距离为5mm-15mm ；
c)所述焊接激光头在保护气氛下将带锯条根带两个端部的端口焊接相连，焊接速度为2m/min?2.8m/min，焊接完毕后，对带锯条根带进行及时退火处理。
[0012]申请人通过大量试验研宄后发现:如果焊接相邻两齿尖之间的距离L大于相邻齿距，那么产品在正常使用时会因为该处的切削量过大而造成齿尖严重等过早失效情况；如果焊接处的齿距小于相邻齿距，那么产品在正常使用时会因为该处的齿沟容肩空间过小而造成拉齿等过早失效情况。
[0013]所述基本完整的齿形是指焊接后焊缝部位齿沟圆弧成型完整。
[0014]由此，申请人经长期大量的试验，采用特定的激光聚焦光斑、特定的焊缝宽度和焊接速度，相比现有的焊缝6mm-8mm，焊接量大大减小，焊接后打磨量小或不需要打磨，避免了带锯条根带本体材料的损耗，同时，通过合理设计焊接处的齿尖距，保证焊接后的焊缝处的齿为一个完整的齿形，从而提高了焊接质量，进而提高了整个带锯环的产品质量。
[0015]以下为本发明的进一步改进的技术方案:
作为一种具体的结构形式，所述夹具包括放置带锯条根带两个端部的基座，将带锯条根带的一端夹持固定在基座上的第一钳口，将带锯条根带的另一端夹持固定在基座上的第二钳口 ；所述第一钳口和第二钳口之间的距离为10mm-24mm，且所述第一钳口和第二钳口均与带锯条根带两个端口存在距离。更优选地，所述第一钳口与带锯条根带的端口之间、第二钳口与带锯条根带的端口之间的距离为5mm-12mm。
[0016]进一步地，所述保护气氛为氩气。所述保护气氛的流量为10L/min?20L/min。
[0017]由于本发明通过激光焊接将外部高能量对材料进行微小区域内的局部加热，因此，优选所述基座、第一钳口和第二钳口均由硬度不低于55HRC的耐磨材料制成，更优选地，所述耐磨材料为镍基铸造铜合金或40Cr，从而取代闪光对焊机的铜质夹具，延长了夹具的使用寿命。优选地，所述耐磨材料为导电材料，方便对焊接后的锯带及时进行电热退火。
[0018]优选地，所述激光器为光纤激光器，功率为500w-2000w。
[0019]步骤c)中，对带锯条根带退火处理采用程序控制、红外线测温的电热退火工艺，退火电流根据产品材质和规格设定程序操作。当然，退火工艺参数也可以根据产品材质和规格按照常规程序进行操作。
[0020]经过长期研宄发现，本发明在两个端口之间形成宽度为0.lmm-0.2mm的焊缝，这样既可以保证焊接熔化后不产生熔槽，同时也减小了甚至避免了打磨，同时，更加方便控制焊接后焊接处齿尖的成型，避免现有熔化量过大导致齿尖成型困难的问题，从而彻底地解决了之前带锯条根带对焊齿尖距离完全凭经验，无法保证焊接质量的问题。另外，本发明采用焊后及时退火，可以第一时间消除焊接应力，保证根带焊接后的疲劳强度。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
a、利用激光焊接的原理和工艺优势，能方便、快捷地将根带锯条端面进行较准、对正，焊接时带锯条根带两端口之间的间隙只需要保证0.lmm-