為了經(jīng)濟(jì)可用，切割工具如用于加工木材或金屬的鋸必須滿足完整系列的要求。例如，鋸片或鋸帶必須由柔韌且彈性的材料組成，因?yàn)槠浔仨毑粌H能吸收鋸帶因安裝而已暴露的拉伸應(yīng)力，而且還必須額外能經(jīng)受鋸帶或鋸片在鋸開操作期間所經(jīng)歷的彎曲力以及鋸帶在例如切割臺(tái)上下且在切割位置前后圍繞其縱軸翻轉(zhuǎn)期間所經(jīng)歷的相應(yīng)扭矩和應(yīng)力。此外還存在由各齒在加工材料中咬合而導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)載荷，特別是因溫度導(dǎo)致的熱載荷，該溫度在操作期間可達(dá)到600℃，且更多地出現(xiàn)在齒區(qū)域中，特別是齒端。由于帶的冷卻使得該熱量被移除，因此不僅存在熱載荷，而且形成溫度梯度和相關(guān)的熱應(yīng)力，這超過了機(jī)械應(yīng)力，特別是動(dòng)態(tài)應(yīng)力。

由于一方面對(duì)鋸片或鋸帶的韌性和彎曲強(qiáng)度的要求，另一方面對(duì)鋸的熱硬度和耐磨性的要求僅能由單一材料(例如金屬或金屬合金)不充分地滿足，因此優(yōu)選使用稱為雙金屬帶或雙金屬條的帶或條作為切割工具的起始組分或原料。該雙金屬帶或條通常由載體材料的片狀載體組成，其具有隨后切割工具所必需的韌性和完全強(qiáng)度，例如低合金鋼或碳鋼的載體。然后，在所述片狀載體的窄刃上焊接切割刃材料的刃線，所述切割刃材料具有更高的耐磨性和更高的熱硬度。通常使用高速鋼(HSS)作為切割刃材料。

鋸生產(chǎn)商然后由該原料制造鋸片或鋸帶。為此，在具有焊接上的高速鋼線材的片狀載體的刃上形成(例如銑削或磨削)隨后鋸片或鋸帶的齒輪廓。這具有如下效果：形成具有高速鋼尖端區(qū)域的齒，而鋸片或鋸帶的其余部分由片狀載體的韌性、彈性鋼組成。取決于對(duì)鋸的一組要求，齒可完全由切割刃材料組成，然而優(yōu)選僅齒的尖端由切割刃材料組成，而齒的足部延伸至片狀載體中，因此由韌性的彈性載體材料組成。然而，這意味著載體材料和切割刃材料之間的焊接接縫通常可位于齒區(qū)域中。

為了制備該切割工具用雙金屬原料，通常使金屬載體材料的帶狀載體和高速鋼的線材沿帶狀載體的側(cè)刃連續(xù)結(jié)合在一起，且傳輸至焊接設(shè)備中，在其中將所述帶狀材料沿載體的側(cè)刃與線材焊接，從而制得雙金屬帶。通常用于該目的有激光焊接頭，將其設(shè)置在待焊接組件的一側(cè)上，且以深熔焊接方法在所述帶狀載體和高速鋼刃線之間形成無填料的接縫。作為激光焊接的替代，也可使用其他焊接方法，例如電子束焊接方法。

然而，就工業(yè)生產(chǎn)角度和冶金學(xué)角度而言，通常位于齒區(qū)域中的載體材料和高速鋼之間的焊接接縫是有問題的區(qū)域。一方面，必須獲得帶狀載體窄側(cè)與線材的完全焊接，另一方面，必須避免焊縫的不希望的抬升或者形成干擾的抬升焊珠。此外，在焊接期間形成的各種材料的焊縫或混合區(qū)域通常具有脆的韌性和大的抗變形性。

特別地，當(dāng)使用高速鋼作為切割刃材料時(shí)，就生產(chǎn)角度而言，焊縫抬升或焊珠的形成無法通過制造技術(shù)來防止。該焊珠不僅已是進(jìn)一步加工中的障礙，而且還在隨后作為鋸帶或鋸片使用期間由于與加工材料的摩擦力提高而產(chǎn)生問題。因此，通常在將載體材料與高速鋼線焊接之后，在所謂的修整工藝中將形成的雙金屬帶滾軋，或者調(diào)節(jié)其厚度。然而，由此將帶表面上的具有提高變形度的焊珠抬升區(qū)域壓入預(yù)定的帶橫截面中。因此，可導(dǎo)致帶中材料體積的滾軋區(qū)域兩面上的材料收縮，這導(dǎo)致在帶中的變形焊珠的兩面上形成縱向痕跡。由于修整所導(dǎo)致的該縱向痕跡的形成示于例如奧地利專利說明書AT411581B的圖1-3中。該焊縫的重新加工也描述在德國專利申請(qǐng)DE19501442A1中。為了避免該縱向痕跡，該文獻(xiàn)提出在焊接后，通過對(duì)雙金屬帶表面機(jī)加工，例如通過磨削而移除焊縫的抬升區(qū)域或焊珠。

這獲得了如下效果：在隨后的修整工藝中，不再將凸出的材料壓入雙金屬帶的橫截面中，因此不再產(chǎn)生縱向痕跡。

這些縱向痕跡是不希望的，因?yàn)樗鼈兙哂腥缦氯秉c(diǎn)：在齒間形成間隙且將各齒片段偏折出隨后鋸片或鋸帶的平面(定型)之后，齒區(qū)域中的合金可導(dǎo)致槽根部中的應(yīng)力增大，從而導(dǎo)致引發(fā)開裂的風(fēng)險(xiǎn)，該開在鋸的實(shí)際操作中可導(dǎo)致齒尖端斷裂，且縮短鋸的壽命。然而，AT411581B中提出的雙金屬帶的機(jī)加工使得制造工藝更昂貴。然而，尤其是在較為簡(jiǎn)單的鋸片和鋸帶的情況下，存在必須盡可能避免提高制造成本的措施的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

因此，本發(fā)明解決了如下技術(shù)問題：提供一種制備上述類型的切割工具用原料的方法，其可以以低成本的方式制造雙金屬帶，借此可避免所述的痕跡形成，而無需隨后機(jī)加工焊接接縫，從而可以以低成本方式制造高質(zhì)量的鋸片或鋸帶。

該技術(shù)問題通過本發(fā)明權(quán)利要求1的方法解決。本發(fā)明方法的有利發(fā)展為從屬方法權(quán)利要求的主題。

因此，本發(fā)明涉及一種制備切割工具用原料，特別是鋸片或鋸帶用原料的方法，其中使金屬載體材料的帶狀載體和高速鋼的線材沿所述帶狀載體的側(cè)刃連續(xù)結(jié)合在一起，并傳輸至焊接設(shè)備中，將所述帶狀載體沿載體的側(cè)刃與線材焊接，從而制得雙金屬帶，本發(fā)明方法的特征在于借助至少一臺(tái)位于帶狀載體一側(cè)上的第一焊接設(shè)備和至少一臺(tái)位于帶狀載體相對(duì)一側(cè)上的第二焊接設(shè)備將所述帶狀載體和線材彼此焊接。

本發(fā)明基于如下理念：通過使用位于包括帶狀載體和HSS線材在內(nèi)的焊接組件的相對(duì)側(cè)上的至少兩臺(tái)焊接設(shè)備，可顯著降低由各焊接設(shè)備引入的熱能，從而可以以更少量施加至相應(yīng)表面上的能量來焊接該復(fù)合體。以此方式，可顯著減少焊縫平臺(tái)或焊珠的形成，且可使得帶兩側(cè)相當(dāng)。

盡管片或帶的雙側(cè)焊接方法很久以來就為現(xiàn)有技術(shù)所已知了，然而該類方法通常用于技術(shù)先進(jìn)的工藝中，例如焊接層壓復(fù)合材料、涂覆材料或就焊接角度而言更苛刻的材料(例如輕質(zhì)金屬合金)薄片(參見例如DE102010007573B4或DE 10131883B4)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員不會(huì)考慮將該方法用于制造鋸片或鋸帶用的雙金屬帶，因?yàn)槭褂梦挥谄瑺钶d體相對(duì)側(cè)上的至少兩臺(tái)焊接設(shè)備在技術(shù)上比先前用于制造雙金屬帶的單側(cè)焊接方法更復(fù)雜，因此更昂貴。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)預(yù)期以此方式制得的雙金屬帶無法以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格提供來制造鋸片。

然而，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管該焊接方法更復(fù)雜，然而最終可降低成本，這是因?yàn)橐环矫婵商岣呱a(chǎn)率，另一方面令人驚訝地證實(shí)借助本發(fā)明的方法，焊縫抬升和焊珠的形成如此少，以至于即使隨后不對(duì)焊接接縫進(jìn)行機(jī)加工，在隨后的加工步驟，例如帶修整中也不再出現(xiàn)縱向痕跡，因此即使不對(duì)焊接接縫進(jìn)行打磨也能獲得高質(zhì)量的鋸片和鋸帶。該令人驚訝的結(jié)果是無法由涉及雙側(cè)焊接金屬片或帶的現(xiàn)有技術(shù)預(yù)料得到的。此外，可以以此方式實(shí)現(xiàn)材料的艱難組合中的焊縫應(yīng)力的降低和熱開裂的減少。此外，可制得其中頂部焊珠不再需要平整化的新產(chǎn)品。

該看法也未被例如如下事實(shí)所推翻：1954年公開的US2683923A描述了一種制備鋸片用復(fù)合金屬帶的復(fù)雜方法，其中在一個(gè)實(shí)施方案中也使用了雙側(cè)焊接方法(電弧焊、埋弧焊)，然而這些方法總是使用填料工作。此外，與本發(fā)明相反，在兩面上實(shí)施焊接的特殊情況下，不使用高速鋼，而是使用具有高碳含量的鉻鋼。然而，使用專利US2683923A中所述的方法不能實(shí)現(xiàn)低成本制造。

文獻(xiàn)US1535096A中描述了鋸片的制造，其中將高速鋼線材焊接至帶狀載體上。所用的方法是一種電阻焊接方法，其中使用相對(duì)的輥?zhàn)鳛殡姌O，即焊接設(shè)備似乎被分割在帶狀載體的兩側(cè)之間，且在電極之間流動(dòng)的電流均勻加熱位于其間的材料。因此與本發(fā)明相反，其不是第一焊接設(shè)備位于帶狀載體一側(cè)且第二焊接設(shè)備位于相對(duì)一側(cè)的情況。

本發(fā)明的方法具有其他優(yōu)點(diǎn)：

由于在片狀載體兩側(cè)上實(shí)施焊接操作，獲得了對(duì)稱性要高得多的焊縫。這導(dǎo)致在隨后的鋸片或鋸帶的齒定型中具有更均勻的行為，這又可在鋸削期間在鋸帶中更均勻地引入切割力。

此外，通過減小焊接深度，優(yōu)選減小至材料厚度的一般，可避免深熔焊接的物理極限，因此可例如減小焊縫的寬度。尤其是對(duì)小齒鋸的制造而言，小的焊縫寬度具有極高的重要性，因?yàn)橐环矫婧缚p應(yīng)總是位于齒區(qū)域中，另一方面需要最大可能的HSS比例，因?yàn)樵谑褂孟鄳?yīng)的高水平HSS下，每個(gè)齒的各焊縫長(zhǎng)度相應(yīng)地變長(zhǎng)，因此有利地影響與齒破壞有關(guān)的剪切穩(wěn)定性。

US2683923A也未暗示這些優(yōu)點(diǎn)。所述技術(shù)的目的是形成具有顯著寬度的中間區(qū)域，這又要求在焊接區(qū)域中使用填料。盡管US2683923A也描述了可形成僅具有小焊接抬升的焊縫，然而這歸因于所用的焊接方法，而與焊接是在一側(cè)還是兩側(cè)上進(jìn)行的無關(guān)。

本發(fā)明方法中所提供的至少兩臺(tái)焊接設(shè)備可彼此直接相對(duì)地設(shè)置，或者在帶狀載體的傳輸方向上彼此偏移。在后一情況下，有利的防止如下情況：焊接設(shè)備可彼此破壞。如果兩臺(tái)焊接設(shè)備彼此直接相對(duì)地設(shè)置，則焊接設(shè)備的對(duì)齊也可以以使得能量不垂直引入，而是與載體表面稍微成夾角的方式設(shè)置，因此該情況也可基本上排除相互破壞的情形。

本發(fā)明的方法可用寬范圍的焊接設(shè)備進(jìn)行，然而其優(yōu)選為電子束焊接設(shè)備，或者特別優(yōu)選為激光焊接設(shè)備。

與US1535096A所述的電阻焊接方法相比，本發(fā)明優(yōu)選的激光焊接具有許多優(yōu)點(diǎn)：對(duì)優(yōu)選使用的深激光焊接工藝使用局部高能量強(qiáng)度，其結(jié)果是僅極小的區(qū)域被加熱和熔融，尤其是與電阻焊相比。這具有如下優(yōu)點(diǎn)：在接合工藝之后，組件整體上不具有或僅具有極小的變形。此外，能量強(qiáng)度的局部引入意味著激光輻射可被接合區(qū)域中的熔體良好吸收，且產(chǎn)生極小的、特別是均勻的焊縫抬升。不規(guī)則的焊縫抬升或者焊縫凹陷(即未填充的接合區(qū)域)不適合鋸片或鋸帶的預(yù)期用途，因?yàn)樵撊毕菘蓪?dǎo)致齒破壞的風(fēng)險(xiǎn)。此外，與電阻焊相比，在激光焊接工藝中引入的局部高能量意味著可獲得高得多的焊接速度，由此顯著提高生產(chǎn)率。尤其是與US1535096A中所述的電阻焊的特殊形式相比，在激光焊接期間，線材和載體材料之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且在加熱后壓制期間線材的寬度不變形或不伸長(zhǎng)。

根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案，焊接設(shè)備的功率可以以開環(huán)和/或閉環(huán)方式控制。例如，可記錄包括載體和線材之內(nèi)的焊接組件在焊接期間由于橫向收縮和所得的傾斜角度(稱為角變形)而常常出現(xiàn)的熱變形，且可以以使得角變形最小化的方式調(diào)節(jié)由彼此相對(duì)設(shè)置的第一和第二焊接設(shè)備引入的能量。換言之，使得第二焊接設(shè)備所導(dǎo)致的橫向收縮與第一焊接設(shè)備的橫向收縮匹配。

由于在本發(fā)明方法的情況下在將載體與HSS線材焊接時(shí)發(fā)生的令人驚訝的小焊縫抬升，可省略在帶的可能預(yù)期的修整之前對(duì)雙金屬帶進(jìn)行的機(jī)加工。對(duì)各應(yīng)用而言，甚至可省略雙金屬帶的修整，這獲得了特別低成本的制造方法。

最后，本發(fā)明還涉及一種鋸片或鋸帶，其由本發(fā)明方法制得的原料組成。在這種情況下，所述鋸片或鋸帶的切割部分由高速鋼(HSS)組成。

對(duì)鋸片或鋸帶而言，使用具有如下組成的載體材料(數(shù)據(jù)以重量％給出)：

余量為鐵(Fe)和熔煉誘導(dǎo)的伴隨元素和雜質(zhì)；

且將該載體材料與具有如下組成(數(shù)據(jù)以重量％給出)的切割刃材料組合：

余量為鐵(Fe)和熔煉誘導(dǎo)的伴隨元素和雜質(zhì)；

其中元素Si+V+Mo+W/2的比例>5重量％。

下文參照在附圖中給出的示例性實(shí)施方案更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在附圖中：

圖1顯示了通過本發(fā)明的方法將帶狀薄片載體與HSS線材焊接的示意圖；

圖2顯示了通過現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法形成的焊接接縫的橫截面示意圖；

圖3顯示了通過本發(fā)明方法形成的焊接接縫的橫截面示意圖。

在圖1中，以示例方式示意性地顯示了用于制備切割工具用原料的本發(fā)明方法的實(shí)施方案?？梢钥吹降谝黄瑺钶d體10，其以其刃11位于作為刃線形成的HSS線材13的刃12上的方式設(shè)置。在所給的實(shí)例中，出于更好的整體清晰度的原因，片狀載體和HSS線材示出了短部分。然而，它們優(yōu)選為連續(xù)的條，例如由同樣未在此處示出的卷軸釋放出來。

設(shè)置在帶狀載體上側(cè)14上方的是第一激光焊接設(shè)備15，設(shè)置在帶狀載體下側(cè)16下方的是第二激光焊接設(shè)備17。片狀載體10和HSS線材33沿箭頭18所指的方向傳輸通過激光焊接設(shè)備15和17。在片狀載體10和HSS線材13之間形成焊接接縫19。

圖2顯示了通過現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法形成的焊接接縫的橫截面示意圖。通過僅在載體上側(cè)工作的激光束設(shè)備在載體10和HSS線材13之間形成圖1所示的焊接接縫19?？梢钥吹叫纬闪孙@著的上部焊珠20，且形成了稍微不顯著的下部焊珠21。此外，焊接接縫稍微具有楔形輪廓，因此上側(cè)比下側(cè)更寬。

與此相反，圖3顯示了通過本發(fā)明方法形成的焊接接縫19的橫截面示意圖?？梢钥闯?，一方面上部焊珠20和下部焊珠21遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒那么明顯，因此預(yù)期在隨后的修整工藝中不形成痕跡。此外，在橫截面上形成的焊縫的對(duì)稱性要高得多。