金刚石圆锯广泛应用于石材加工、建筑施工、高速公路及飞机场跑道的切割或切缝。其传统制造方法主要是电镀、钎焊、烧结。冷压烧结主要用于小锯片,将刀头与基体同时进行冷压后烧结构成一体。钎焊锯片的基体、刀头结合面靠钎料熔化渗透而连接,其结合强度低,特别是高温强度较低,承载能力差,在高速切削特别是干切时,锯片受热到高温时钎料软化,导致刀头脱落,易造成意外事故,伤害操作人员。
金刚石锯片切割过程中产生巨大的噪声(可达120dBA以上),严重影响操作人员的身心健康,并对周边环境造成噪声污染。国际上对锯片噪声控制要求越来越严格,研究低噪声锯片成为金刚石工具制造领域亟待解决的问题。金刚石锯片质量三要素包括:安全与环保、锯切能力和使用寿命。近年来欧美各国对锯片使用的安全性、可靠性、降噪环保等各方面要求越来越高。采用激光加工技术有利于解决金刚石锯片结合强度低、噪声高等问题。
激光加工已成为提高金刚石工具产品质量、生产效率和自动化程度,增强产品效益的重要生产技术之一。目前高功率激光加工金刚石工具领域发展的关键技术有两项:一是激光焊接技术,可以提高基体与金刚石刀头的结合性能;二是激光切割技术,利用激光切割实现锯片基体成型和利用激光切缝获得低噪声锯片。激光焊接金刚石锯片及钻头,刀头和基体之间焊缝组织为熔融后的冶金结合。热影响区小,激光束聚焦光斑在0.2~0.3mm,焊缝仅为1~2mm宽,焊透深度可以达到1.5~4mm。激光焊接锯片外观质量好、几何精度高。机械强度能适用于干切,克服了刀齿脱落的现象。
由于金刚石锯片是不同厚度的异种材料焊接,难度较大,因此需要高光束质量、高稳定性的激光焊接系统,其次要求基体及刀头要有较好的可焊性,并选择合适的烧结工艺及焊接工艺。